Cosechadora de bricolaje para el hogar
El nacimiento de una idea
En nuestra nueva era de la revolución digital, se puede escuchar que la automatización del trabajo conduce al surgimiento de nuevas profesiones creativas. Los robots y las máquinas inteligentes ayudan a realizar muchas ideas creativas y tecnológicas interesantes. La impresión 3D se ha convertido en parte de nuestra vida; cada vez es más fácil dominar los equipos tecnológicos. Pero para varias operaciones de producción, se requiere una flota completa de máquinas herramienta, incluso si se trata de un pequeño taller, no se puede hacer aquí. Así nació la idea de una cosechadora de bricolaje multifuncional, que puede reemplazar varias máquinas.
Trataré de describir el concepto de un "cosechador de máquinas", que se puede poner en cada escritorio. Una analogía directa son los procesadores de alimentos multifuncionales. Todos los elementos se basan en un "dispositivo madre" (recuadro), al que es posible agregar y configurar varios módulos. La idea principal es la máxima facilidad de instalación y selección de módulos. No se necesitan habilidades especiales, todo es intuitivo y accesible.Las opciones de configuración se describen esquemáticamente aquí:
Desarrollo de ideas y recolección de materiales.
El desarrollo comenzó a fines de 2013, entonces ya tenía un poco de experiencia en la construcción de sistemas de coordenadas y se decidió comenzar con el "dispositivo madre" de la fresadora.Para seleccionar componentes, se deben tener en cuenta varios requisitos:- facilidad de conexión;- compacidad;- ergonomía;- facilidad de montaje para su posterior repetición en serie;La primera dificultad estaba relacionada con la posibilidad de una conexión simple, ya que todos los sistemas de control de coordenadas abiertos y conocidos para máquinas de coordenadas se basaban en la interfaz LPT. Esto limitó drásticamente la gama de computadoras utilizadas. Se encontró la solución, decidí usar el proyecto de software GRBL de código abierto basado en Arduino. Como conductores, utilicé los chips A4988 de Allegro.
Se seleccionó la electrónica y se montó a toda prisa, luego estaba seguro de que llegaba terriblemente tarde y tenía que hacer todo rápidamente (cuánto me equivoqué). Resultó dos tableros en todos los componentes conocidos. Ahora los conductores trabajan en el modo de trituración por pasos: 1/4, los motores paso a paso soviéticos, DSHI200-1-1 se tiran perfectamente.
Las impresoras 3D se desarrollaron activamente y la apariencia se lamió desde allí, lo que determinó el diseño de los ejes y las características generales de la máquina.
El caso se ha convertido en un portador, el eje X es estacionario y el escritorio (eje Y) se mueve debajo. El eje Z se combina en un solo bloque junto con el carro del eje X. Los rodamientos lineales se presionaron directamente en la carcasa, lo que ahorró mucho dinero en los componentes, pero no produjo una pérdida de rigidez.
Los ejes se mueven sobre guías cilíndricas con un diámetro de 12 mm, utilizando un tornillo trapezoidal.
Cuando descubrimos la electrónica, el factor de forma y el diseño de los ejes, fue necesario determinar el material con el que se puede fabricar la máquina. Necesitábamos material de placa, que es bastante simple de procesar, barato de comprar y luego fácil de ensamblar una máquina a partir de él.La elección recayó en el plexiglás, 10 mm de espesor para la estructura principal y 5 mm para el revestimiento. Este es un material fuerte y bastante elástico, es fácil de fresar o cortar con un láser, y luego pegar y pintar.
Diseño
Después de haber reunido todos mis pensamientos en un montón, comencé a dibujar el modelo y preparar los componentes para la producción. Ya mencioné que estaba completamente seguro de que no tenía tiempo, y ahora es el momento de poner todo en producción. Pero hablar con talleres locales que ofrecían corte por láser o fresado me desanimó. Resultó que el plexiglás de 10 mm de grosor es una escasez y no se puede comprar una pieza pequeña, nadie se encargó de la fabricación de piezas o establecer cantidades astronómicas, ya que el pedido era muy pequeño. Tal pausa me dio la oportunidad de reelaborar todo el proyecto con más cuidado.Como resultado, tenemos un diseño modular adaptado para un montaje y montaje rápidos. Todos los nodos fueron diseñados de tal manera que se volvieran lo más parecidos posible a una caja. Esto simplifica el control de la geometría de la máquina y aumenta la resistencia de los módulos.
Hablando de superposiciones, que están cortadas en plexiglás de 5 mm, realizan no solo una función decorativa, sino que también fijan las guías dentro de la caja, lo que también ahorra dinero en los componentes.edificio
Entonces, después de preparar el proyecto, completar la simulación, apurar la compra (llegué tarde) de los componentes y preparar los archivos para la producción, pasó un año y medio. Ya había comenzado a olvidar el proyecto de manera segura cuando mi buen amigo se enteró y me ofreció fresar de forma totalmente gratuita, incluso ellos no tomaron dinero por el material. Resultó unos 1,5 metros cuadrados. Metros de plexiglás de 10 mm y 5 mm de espesor., un total de 27 piezas.Decidí pegarlo con dicloroetano, ya que SOLO el diclorometano, el diclorometano, un derivado de cloro más fluido y menos tóxico que el dicloroetano, puede ser mejor para el plexiglás. El "pegamento" generalmente está hecho del mismo material que van a pegar (de las astillas): 3-5% en peso y aplique el "pegamento" lo más delgado posible.
En la foto, el montaje de prueba. Si el plexiglás está mate, la apariencia se vuelve más "sólida", pero aún así la máquina se pintó con una pintura blanca mate.
Todo el cableado está oculto dentro de la caja. La electrónica se encuentra debajo de la máquina (todavía no hay PSU en la foto), todos los conectores están en el panel posterior.
Por el momento, el prototipo está completamente listo, el primer chip ya se ha ido.Dimensiones del dispositivo: 365x430x420. Campo de trabajo: 200x200x80.
Decidí utilizar un grabador chino de bajo costo con una potencia de 125 W como eje, que es suficiente para procesar tableros de circuitos impresos de madera contrachapada, plástico y grabado.Conclusión y planes futuros
Ahora podemos decir que solo se ha completado la primera etapa de este proyecto: se ha creado un prototipo funcional del "dispositivo madre". A continuación, hay mucho trabajo para ensamblar módulos intercambiables: un eje giratorio, instalación de electrónica de control y un láser para grabar, comprar y probar un cabezal de impresión para impresión 3D.Un elemento importante es el desarrollo de software. Si quiero posicionar la cosechadora de bricolaje como un dispositivo "para todos", entonces tengo que crear un software amigable para un usuario simple. No puede llamar a un simple paquete de emisor de código CAD + CAM + G, cada uno de estos productos de software requiere un estudio en profundidad y habilidades y conocimientos bastante especializados.En el futuro quiero desarrollar, formar un equipo, ya que es difícil para uno cubrir todo el espectro de trabajo. Se está preparando un proyecto para la próxima iteración de la máquina, más compacta, más cara, afilada para el procesamiento de modelos maestros de joyería y metales no ferrosos.Hay muchas ideas en mi cabeza, pero me faltan recursos.Source: https://habr.com/ru/post/es380673/
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