Récolteuse DIY pour la maison
La naissance d'une idée
Dans notre nouvelle ère de la révolution numérique, on peut entendre que l'automatisation du travail conduit à l'émergence de nouveaux métiers créatifs. Les robots et les machines intelligentes aident à réaliser de nombreuses idées créatives et technologiques intéressantes. L'impression 3D fait désormais partie de notre vie, il devient plus facile de maîtriser les équipements technologiques. Mais pour diverses opérations de production, tout un parc de machines-outils est nécessaire, même s'il s'agit d'un petit atelier, on ne peut pas le faire ici. L'idée d'une moissonneuse-batteuse multifonction est née, qui peut remplacer plusieurs machines.
Je vais essayer de décrire le concept de «machine-moissonneuse», qui peut être mis sur chaque bureau. Une analogie directe avec les robots culinaires multifonctionnels. Tous les éléments sont basés sur un «périphérique mère» (boîtier), auquel il est possible d'ajouter et de configurer différents modules. L'idée principale est la facilité maximale d'installation et de sélection des modules. Aucune compétence particulière n'est requise, tout est intuitif et accessible.Les options de configuration sont décrites schématiquement ici:
Développement d'idées et collecte de matériel
Le développement a débuté fin 2013, puis j'avais déjà un peu d'expérience dans la construction de systèmes de coordonnées et il a été décidé de commencer par le «dispositif mère» de la fraiseuse.Pour sélectionner les composants, plusieurs exigences doivent être prises en compte:- facilité de connexion;- compacité;- ergonomie;- facilité d'assemblage pour les répétitions en série ultérieures;La première difficulté était liée à la possibilité d'une connexion simple, car tous les systèmes de contrôle de coordonnées ouverts et connus pour les machines à coordonnées étaient basés sur l'interface LPT. Cela a fortement limité la gamme d'ordinateurs utilisés. La solution trouvée, j'ai décidé d'utiliser le projet logiciel open source GRBL basé sur Arduino. En tant que pilotes, j'ai utilisé les puces A4988 d'Allegro.
L'électronique a été sélectionnée et assemblée à la hâte, puis j'étais sûr que j'étais terriblement en retard et que je devais tout faire rapidement (à quel point je me trompais). Il s'est avéré deux cartes sur tous les composants connus. Maintenant, les pilotes fonctionnent en mode de concassage par étapes - 1/4, les moteurs pas à pas soviétiques, DSHI200-1-1 sont parfaitement tirés.
Les imprimantes 3D se développaient activement et l'apparence en était léchée, ce qui a déterminé la disposition des axes et les caractéristiques générales de la machine.
Le boîtier est devenu un support, l'axe X est fixe et le bureau (axe Y) se déplace en dessous. L'axe Z est combiné en un seul bloc avec le chariot de l'axe X. Les roulements linéaires ont été pressés directement dans le boîtier, ce qui a permis d'économiser beaucoup d'argent sur les composants, mais n'a pas entraîné de perte de rigidité.
Les axes sont déplacés sur des guides cylindriques d'un diamètre de 12 mm, à l'aide d'une vis trapézoïdale.
Lorsque nous avons compris l'électronique, le facteur de forme et la disposition des axes, il était nécessaire de déterminer le matériau à partir duquel la machine peut être fabriquée. Nous avions besoin d'un matériau de plaque, qui est assez simple à traiter, bon marché à acheter, puis facile à assembler une machine.Le choix s'est porté sur le plexiglas, 10 mm d'épaisseur pour la structure principale et 5 mm pour la doublure. C'est un matériau solide et assez résistant, il est facile à fraiser ou à couper avec un laser, puis à coller et à peindre.
Conception
Après avoir rassemblé toutes mes pensées en tas, j'ai commencé à dessiner le modèle et à préparer les composants pour la production. J'ai déjà mentionné que j'étais complètement sûr que je n'avais pas le temps, et maintenant il est temps de tout mettre en production ensemble. Mais parler aux ateliers locaux qui proposaient la découpe ou le fraisage au laser m'a poussé vers le bas. Il s'est avéré que le plexiglas de 10 mm d'épaisseur est une pénurie et vous ne pouvez pas acheter une petite pièce, personne n'a commencé la fabrication de pièces ou fixé des montants astronomiques, car la commande était très petite. Une telle pause m'a donné l'occasion de retravailler l'ensemble du projet avec plus de soin.En conséquence, nous avons une conception modulaire adaptée pour un assemblage et un montage rapides. Tous les nœuds ont été conçus de manière à ressembler le plus possible à une boîte. Cela simplifie le contrôle de la géométrie de la machine et augmente la résistance des modules.
En parlant de superpositions découpées en plexiglas de 5 mm, elles remplissent non seulement une fonction décorative, mais fixent également les guides à l'intérieur du boîtier, ce qui a également permis d'économiser de l'argent sur les composants.Bâtiment
Donc, après avoir préparé le projet, terminé la simulation, pressé l'achat (j'étais en retard) des composants et préparé les fichiers pour la production, un an et demi s'est écoulé. J'avais déjà commencé à oublier le projet en toute sécurité lorsque mon bon ami l'a découvert et a offert le fraisage absolument gratuitement, même ils n'ont pas pris d'argent pour le matériel. Il s'est avéré environ 1,5 mètre carré. mètres de plexiglas de 10 mm et 5 mm d'épaisseur., un total de 27 parties.J'ai décidé de le coller avec du dichloroéthane, car le dichlorométhane UNIQUEMENT - le dichlorométhane - un dérivé du chlore plus fluide et moins toxique que le dichloroéthane - peut être meilleur pour le plexiglas. La "colle" est généralement faite du même matériau qu'ils vont coller (à partir des copeaux) - 3-5% en poids et appliquer la "colle" aussi mince que possible.
Sur la photo, l'ensemble de test. Si le plexiglas est mat, l'apparence devient plus «solide», mais la machine a quand même été peinte avec une peinture blanche mate.
Tout le câblage est caché à l'intérieur du boîtier. L'électronique est située sous le bas de la machine (il n'y a pas encore de bloc d'alimentation sur la photo), tous les connecteurs sont sur le panneau arrière.
Pour le moment, le prototype est complètement prêt, la première puce est déjà partie.Dimensions de l'appareil: 365x430x420. Champ de travail: 200x200x80.
J'ai décidé d'utiliser un graveur chinois peu coûteux avec une puissance de 125 W comme broche, ce qui est suffisant pour traiter le contreplaqué, le plastique, la gravure de circuits imprimés.Conclusion et plans futurs
Maintenant, nous pouvons dire que seule la première étape de ce projet est terminée - un prototype fonctionnel du «dispositif mère» a été créé. Ensuite, il y a beaucoup de travail pour assembler des modules interchangeables: un axe rotatif, l'installation d'une électronique de contrôle et d'un laser pour la gravure, l'achat et le test d'une tête d'impression pour l'impression 3D.Un élément important est le développement de logiciels. Si je veux positionner le bricoleur-moissonneuse comme un appareil "pour tout le monde", alors je dois créer un logiciel convivial pour un simple utilisateur. Vous ne pouvez pas appeler un simple ensemble d'expéditeur CAD + CAM + G-code, chacun de ces produits logiciels nécessite une étude approfondie et des compétences et connaissances assez spécialisées.À l'avenir, je veux développer, constituer une équipe, car il est difficile pour une personne de couvrir l'ensemble du spectre du travail. Un projet est en cours de préparation pour la prochaine itération de la machine, plus compacte, plus chère, affûtée pour le traitement de maquettes de bijoux et de métaux non ferreux.Il y a beaucoup d'idées dans ma tête, mais les ressources manquent cruellement.Source: https://habr.com/ru/post/fr380673/
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