Colheitadeira de bricolage para casa
O nascimento de uma ideia
Em nossa nova era da revolução digital, pode-se ouvir que a automação do trabalho leva ao surgimento de novas profissões criativas. Robôs e máquinas inteligentes ajudam a realizar muitas idéias criativas e tecnológicas interessantes. A impressão 3D tornou-se parte de nossa vida; está ficando mais fácil dominar equipamentos tecnológicos. Porém, para várias operações de produção, é necessária uma frota inteira de máquinas-ferramenta, mesmo que seja uma pequena oficina, não se pode fazer aqui. Assim, nasceu a idéia de um harvester multifuncional DIY, que pode substituir várias máquinas.
Vou tentar descrever o conceito de um "harvester", que pode ser colocado em qualquer desktop. Uma analogia direta são processadores de alimentos multifuncionais. Todos os elementos são baseados em um “dispositivo mãe” (caixa), ao qual é possível adicionar e configurar vários módulos. A idéia principal é a máxima facilidade de instalação e seleção de módulos. Habilidades especiais não são necessárias, tudo é intuitivo e acessível.As opções de configuração são descritas esquematicamente aqui:
Desenvolvimento de idéias e coleta de materiais
O desenvolvimento começou no final de 2013, então eu já tinha um pouco de experiência na construção de sistemas de coordenadas e foi decidido começar com o “dispositivo mãe” da fresadora.Para selecionar componentes, vários requisitos devem ser levados em consideração:- facilidade de conexão;- compacidade;- ergonomia;- facilidade de montagem para posterior repetição em série;A primeira dificuldade estava relacionada à possibilidade de conexão simples, uma vez que todos os sistemas de controle de coordenadas abertos e conhecidos para máquinas de coordenadas eram baseados na interface LPT. Isso limitou drasticamente a variedade de computadores usados. A solução foi encontrada, decidi usar o projeto de software GRBL de código aberto baseado no Arduino. Como motoristas, usei os chips A4988 da Allegro.
A eletrônica foi selecionada e montada às pressas, então eu tinha certeza de que estava muito atrasado e precisava fazer tudo rapidamente (o quanto estava enganado). Acabou duas placas em todos os componentes conhecidos. Agora, os motoristas trabalham no modo de esmagamento por passo - 1/4, os motores de passo soviéticos, DSHI200-1-1, são perfeitamente puxados.
As impressoras 3D estavam se desenvolvendo ativamente e a aparência era lambida a partir daí, que determinava o layout dos eixos e as características gerais da máquina.
A caixa tornou-se portadora, o eixo X é estacionário e a área de trabalho (eixo Y) se move por baixo. O eixo Z é combinado em um único bloco junto com o carro do eixo X. Os rolamentos lineares foram pressionados diretamente na carcaça, o que economizava muito dinheiro em componentes, mas não dava rigidez.
Os eixos são movidos em guias cilíndricas com um diâmetro de 12 mm, usando um parafuso trapezoidal.
Quando descobrimos a eletrônica, o fator de forma e o layout dos eixos, foi necessário determinar o material a partir do qual a máquina pode ser fabricada. Precisávamos de material de chapa, que é bastante simples de processar, barato para comprar e fácil de montar uma máquina.A escolha recaiu sobre Plexiglas, 10 mm de espessura para a estrutura principal e 5 mm para o revestimento. É um material forte e bastante resiliente, é fácil de usinar ou cortar com um laser e depois colar e pintar.
Projeto
Depois de reunir todos os meus pensamentos, comecei a desenhar o modelo e a preparar os componentes para a produção. Eu já mencionei que tinha certeza absoluta de que não tinha tempo e agora é hora de colocar tudo em produção. Mas conversar com oficinas locais que ofereciam corte ou fresagem a laser me levou para baixo. Aconteceu que o plexiglás de 10 mm de espessura é uma falta e você não pode comprar um pedaço pequeno, ninguém assumiu a fabricação de peças ou estabeleceu valores astronômicos, pois o pedido era muito pequeno. Essa pausa me deu a oportunidade de refazer todo o projeto com mais cuidado.Como resultado, temos um design modular adaptado para montagem e montagem rápidas. Todos os nós foram projetados de forma a se tornar o mais parecido com uma caixa possível. Isso simplifica o controle da geometria da máquina e aumenta a força dos módulos.
Por falar em sobreposições, recortadas em acrílico de 5 mm, elas desempenham não apenas uma função decorativa, mas também fixam as guias dentro do gabinete, o que também economiza dinheiro em componentes.Construção
Assim, depois de preparar o projeto, concluir a simulação, agilizar a compra (atrasei) dos componentes e preparar os arquivos para produção, passaram-se um ano e meio. Eu já tinha começado a esquecer o projeto com segurança quando meu bom amigo descobriu e ofereceu fresagem absolutamente gratuita, mesmo que não levassem dinheiro para o material. Descobriu-se cerca de 1,5 metros quadrados. metros de plexiglás de 10 mm e 5 mm de espessura., num total de 27 partes.Decidi colá-lo com dicloroetano, já que SOMENTE o diclorometano - diclorometano - um derivado de cloro mais fluido e menos tóxico que o dicloroetano - pode ser melhor para o plexiglás. A “cola” geralmente é feita do mesmo material que eles vão colar (a partir dos chips) - 3-5% em peso e aplique a “cola” o mais fino possível.
Na foto, a montagem de teste. Se o plexiglás estiver emaranhado, a aparência se tornará mais "sólida", mas ainda assim a máquina foi pintada com uma tinta branca fosca.
Toda a fiação está oculta dentro do gabinete. A eletrônica está localizada na parte inferior da máquina (ainda não há PSU na foto), todos os conectores estão no painel traseiro.
No momento, o protótipo está completamente pronto, o primeiro chip já foi lançado.Dimensões do dispositivo: 365x430x420. Campo de trabalho: 200x200x80.
Decidi usar um gravador chinês barato, com uma potência de 125 W como eixo, o suficiente para processar madeira compensada, plástica e gravar placas de circuito impresso.Conclusão e planos futuros
Agora podemos dizer que apenas a primeira etapa deste projeto foi concluída - um protótipo funcional do “dispositivo mãe” foi criado. Em seguida, há muito trabalho para montar módulos intercambiáveis: um eixo rotativo, instalação de eletrônicos de controle e um laser para gravação, compra e teste de uma cabeça de impressão para impressão 3D.Um elemento importante é o desenvolvimento de software. Se eu quiser posicionar o colhedor de bricolage como um dispositivo "para todos", preciso criar um software amigável para um usuário simples. Você não pode chamar um pacote simples de remetente de código G CAD + CAM +, cada um desses produtos de software requer um estudo aprofundado e habilidades e conhecimentos bastante especializados.No futuro, quero desenvolver, montar uma equipe, pois é difícil para alguém cobrir todo o espectro do trabalho. Um projeto está sendo preparado para a próxima iteração da máquina, mais compacta, mais cara, afiada para o processamento de modelos-mestre de joias e metais não ferrosos.Há muitas idéias na minha cabeça, mas faltam recursos.Source: https://habr.com/ru/post/pt380673/
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