Лазерна машина за рисуване: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Начертайте фосфоресциращи светлинни пътеки с машина, проектирана и изградена напълно от нулата!

Историята: Между изучаването на почивките през междинната седмица, моят приятел Брет и аз проектирахме и създадохме тази машина, която използва лазерна и огледална система за начертаване на луминисцентни светлинни следи, контролируеми чрез 3D отпечатан джойстик. Основната цел беше да се използват техники за рисуване и материали, които хората обикновено не свързват с рисуването, като същевременно внушават усещане за интрига у потребителя.

Надяваме се да ви хареса толкова, колкото ние се забавлявахме при проектирането и изграждането му!

Консумативи

Ние сме двама разбити ученици, така че до голяма степен се насочихме към намирането на парчета скрап и изхвърлено дърво около нашето училище и всички инструменти бяха от пространството за производство на нашето училище. Също така нямахме достъп до много метални материали (зъбни колела, зъбна рейка, зъбно колело, дюбели и т.н.), затова ги направихме сами от лазерно рязано дърво. За парчетата, които не можахме да намерим, ги купихме на Amazon за общо 19,50 долара.

Забележка: този проект изисква лазер, не забравяйте да не го гледате директно в очите!

Материали:

• 1/4 в шперплат (x2)
• 1/8 в шперплат (x1)
• Лепило за дърво (тънък слой)
• 1/2 в дървен дюбел (x1)
• 1/2 в огледало (x1)
• 1/4 в диаметър 2 в дълга месингова тръба (x1)
• 1/4 в диаметър 2 в дълга медна тръба (x2)
• 1/4 в диаметър 1,5 в дълга месингова тръба (x3)
• 1/2 в O. D. 1/4 в I. D. Сачмени лагери (x6)
• 405 nm лазерен диод (x1)
• Arduino (x1)
• 24 AWG 6 -футов проводник (x1)
• Фосфоресциращ прах (x1)
• Захранващ адаптер 120 VAC към 9 V захранващ адаптер (x1)
• Гумена лента (x1)
• Джойстик 2-ос аналогов (x1)
• L298N шофьор на мотор (x1)
• 2,5 мм DC жак (x1)

Инструменти:

• Лазерен нож
• Шкурка
• Трион
• Пистолет за горещо лепило
• Dead Blow Hammer
• Поялник
• Пробивна машина
• 3D принтер
• Дремел

Стъпка 1: Лазерно изрязване на парчетата

Прикачени са двата файла с илюстратори за всички дървени парчета, които трябва да бъдат изрязани с лазер, а имената им съответстват на вида дърво, върху което трябва да се изрежат (1/4 инча v. 1/8 инчов шперплат). Прикачих и изображения на файловете. Всъщност има повече шайби за заключване, отколкото е необходимо, но те понякога се счупват, така че винаги е хубаво да имате някои екстри.

Всички линии трябва да бъдат изрязани, а не гравирани. След като бъдат изрязани, преминете към следващата стъпка!

Стъпка 2: Сглобяване на парчетата Pt. 1 Основа и стелажна система

По -горе са изображения на това как парчетата се събират, както и видеоклип зад кулисите. Конструкцията за тази стъпка е разделена на първо конструиране на парчета от предишния 1/4 инчов илюстрационен файл и след това 1/8 инчов илюстрационен файл.

1/4 инчов разрез ---

Основа: Избутайте дюбелите през ъгъла на основните плочи и избутайте заключващите шайби през краищата на дюбела, за да поддържате основите на място. Тази основа осигурява пространство за arduino да остане полускрито, като същевременно осигурява поддръжка за платното на артборда.

Поддръжка на ролкови лагери: Залепете опората на ролковия лагер върху повърхността на покрива на корпуса на двигателя от 1/8 инча

Лагерен монтаж: Горната стойка се държи на място и се премества чрез триъгълно подреждане на ролкови лагери, които я предпазват от въртене, като същевременно запазват плавното постъпателно движение. Изображение как изглеждат ролковите лагери е предоставено по -горе. Диаграмите изобразяват как ролковите лагери взаимодействат с багажника и къде са поставени на машината. Поставете ги през отворите на опората на ролковия лагер, който сте залепили върху покрива на корпуса на двигателя

Поддържащи греди: Означени като „те гарантират, че багажникът не излита“в четвърт-инчовия файл, тези поддържащи греди намаляват клатенето, като добавят към твърдостта на багажника и предотвратяват прекалено ентусиазираните потребители да изпращат парчета, излитащи от машината или разбиване на стъкленото огледало! Използвахме лепило за дърво, за да ги прикрепим към горната стойка, тъй като тя трябва да бъде здрава.

1/8 инчово сечение ---

Долен багажник: Долният багажник е по -късият багажник с отвора. Този отвор ви позволява да подавате кабелите arduino под прореза на горната основна плоча и в корпуса на двигателя, така че проводниците могат да достигнат до двигателя дори когато долният багажник се движи.

Горна рейка и зъбно колело: Горната стойка е другата стойка (по -дългата). Изображение на това как изглежда конструкцията на зъбното колело (едно от гигантските зъбни колела) и как работи, е предоставено на снимката със заключващите шайби.

Останалата част от 1/8 инчовата част (частите, свързани с двигателя) е обяснена в следващата стъпка …?

Стъпка 3: Сглобяване на частите: Pt 2. Моторни неща

След това трябваше да проектираме опорите на двигателя и двигателите, за да го накараме да се движи. Има два двигателя, единият за движение по оста x, а другият за движение по оста y.

Изработка на две стойки за мотор: Ние поставихме средните части за монтиране на средната част на двигателя (тези с шестоъгълни отвори) между другите две, които съдържат отвори за преминаване на болтовете. След това прикрепихме всеки двигател към всяка стойка на двигателя с помощта на винтове. Залепването на стойката и двигателя към всяка повърхност сега ни позволи лесно да монтираме и демонтираме нашите двигатели само с шестостен ключ. За да преминем от двигател към предавка, използвахме 3D отпечатана яка на вала, за да се свържем с зъбната предавка с дюбелен вал.

Корпус на двигателя: Частите на корпуса на двигателя правят корпус във формата на кутия за двигателя. Правоъгълниците с дупки в тях са горната и долната част (тази с няколко дупки е горната част). Останалата част от кутията на корпуса на двигателя се състои от страни, които се прилепват заедно, като се използват техните канали + гребени. Залепете всички парчета заедно по краищата, с изключение на едната страна, тъй като все още трябва да поставите двигателя вътре и е по -лесно да го направите отстрани, отколкото отгоре.

Управление на двигателя: За да управляваме двигателите, използвахме джойстик, Arduino и отделен драйвер за захранване на двигателите. Всичко работи от един 9-волтов DC жак. За да постигнем желаното движение, трябваше да регулираме силата на ШИМ сигнала така, че да е достатъчен въртящ момент, за да преодолее триенето в предавката, като същевременно я предпази от прекалено бързо движение. Следващата стъпка описва конфигурацията и кода на Arduino …?

Стъпка 4: Arduino

Това е кодът на Arduino за управление на позиционирането на лазера, като се използва джойстика като вход. Кодът е написан така, че всяка посока на джойстика контролира един от двигателите (двигателят контролира оста x и двигателят контролира оста y). Това позволява на машината да чертае криви и диагонали винаги, когато позицията на джойстика е далеч от хоризонталната/вертикалната ос.

Стъпка 5: Джойстикът

Избрахме да отпечатаме 3D калъф за джойстик в PLA, така че да се чувства удобно и естествено за потребителя да държи и работи (въпреки че все още може да функционира правилно без калъф).

По същество това са две половини от овална обвивка с отвор от едната страна. Поставяме пръчката на контролера вътре, така че когато корпусът е сглобен, той се вписва през отвора, с който потребителят може да взаимодейства. Проводниците се простират отзад на другата страна на корпуса и до arduino.

Стъпка 6: Боядисване на платното на монтажната плоскост

Боядисайте платното на артборда с фосфоресциращия прах и го оставете да изсъхне, докато работите върху следващите стъпки.

? Не забравяйте да го съхранявате в много санитарна среда, при първото нанасяне на прах, прах и дървени стърготини заседнаха. Също така е по -лесно да смесите праха с боя, така че да се залепва лесно.

Стъпка 7: Лазерната и огледалната система

Защо лазерът не е насочен направо надолу от края на горната стойка?

Брет и аз бързо осъзнахме, че поставянето на лазера директно върху чертожната дъска в края на багажника претегля края на багажника надолу, което ограничава обхвата му на движение. Вместо това решихме да черпим вдъхновение от дизайна на лазерен нож. Решението: Като поставим огледало в края на стелажа с наклон от 45 градуса, можем да гарантираме, че лъчът ще сочи директно перпендикулярно на повърхността, без да добавя тегло до края!

Лазерът: Внимателно монтирайте лазера и огледалото. Прокарайте лазерните проводници през един отвор в горната част на покрива на корпуса на двигателя, за да се свържете с батерията. Завъртете гумени ленти през другия отвор на покрива на корпуса на двигателя, за да фиксирате лазера на място.

Огледалото: Огледалото трябва да бъде под ъгъл под 45 градуса, като се използват триъгълните парчета от четвърт инч. Чрез монтиране на лазера успоредно на земята, лазерният лъч трябва да се отрази от огледалото и да удари земята директно отдолу, дори ако багажникът се движи.

Стъпка 8: Окончателно полиране

След тестване, за да се уверим, че работи правилно, залепихме последната страна на корпуса на двигателя. За да увеличим визуалната привлекателност на машината, прикрепихме заключващи шайби в долната част на дюбелите. Той също имаше леко функционално предназначение, тъй като тези шайби действаха като "крака" за машината (вместо цялата основа да докосва земята), което улеснява преместването на цялата машина на маса. След това дадохме на продукта окончателно полиране, като шлайфаме цялото открито дърво.

Размисъл: Имахме страхотно време при проектирането на тази машина и още по -добре си играхме с нея. По ирония на съдбата, най -сложните части от дизайна изглежда ни причиняват най -малко проблеми, докато най -простите части ни дават най -много. Ако трябваше да направим този проект отново, бихме експериментирали повече с материали за намаляване на триенето върху движещите се части.

Надяваме се, че хората се радват на това устройство също толкова, колкото и ние, и че това ги вдъхновява да създават още по -добри версии на тази машина в бъдеще.

-Най -добър, Джъстин и Брет

Първа награда в конкурса Make it Glow