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DIY家用收割机

一个想法的诞生


在我们数字革命的新时代，人们可以听到，工作的自动化导致了新的创意职业的出现。机器人和智能机器有助于实现许多有趣的创意和技术思想。 3D打印已成为我们生活的一部分；掌握技术设备变得越来越容易。但是对于各种生产操作，需要一整套机床，即使这是一个小型车间，在这里也做不到。因此诞生了多功能DIY收割机的想法，它可以替代多台机器。

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我将尝试描述可以在每个台式机上使用的“机器收集器”的概念。直接类比为多功能食品加工机。所有元素都基于一个“母设备”（框），可以在其中添加和配置各种模块。主要思想是最大程度地简化模块的安装和选择。不需要特殊技能，一切都直观易用。

配置选项在此处进行了简要说明：

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创意发展和资料收集


开发工作于2013年底开始，后来我在构建坐标系方面已有一点经验，因此决定从铣床的“母设备”开始。

选择组件时，应考虑以下几个要求：
-易于连接；
-紧凑；
-人体工程学；
-易于组装，便于后续的序列重复；

第一个困难与简单连接的可能性有关，因为所有用于坐标机的开放式和已知的坐标控制系统都基于LPT接口。这严重限制了所用计算机的范围。找到解决方案后，我决定使用基于Arduino的开源GRBL软件项目。作为驱动程序，我使用了Allegro的A4988芯片。

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选择了电子产品并匆忙组装，然后我确定自己来晚了很晚，而且我需要快速进行所有操作（我错了多少）。事实证明，所有已知组件上都有两个板。现在驱动程序以步进粉碎模式工作-1/4，苏联步进电机DSHI200-1-1被完美拉出。

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3D打印机正在积极开发中，并且从那里舔了舔外观，这决定了轴的布局和机器的整体特性。

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机箱已成为托架，X轴固定，桌面（Y轴）在下面移动。 Z轴与X轴滑架组合成一个整体，将线性轴承直接压入轴承座，这在零件上节省了很多钱，但没有损失刚度。

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使用梯形螺钉，在直径12 mm的圆柱导轨上移动轴。

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当我们弄清电子设备，形状因数和轴的布局时，有必要确定制造机器的材料。我们需要一种板材，该板材加工起来非常简单，价格便宜，然后易于从中组装机器。

选择的是有机玻璃，主体结构厚度为10毫米，衬里厚度为5毫米。它是一种坚固且相当有弹性的材料，很容易用激光铣削或切割，然后涂胶和上漆。

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设计


将我所有的想法汇集在一起​​后，我开始绘制模型并准备要生产的组件。我已经提到我完全确定没有时间，现在是时候将所有内容一起投入生产了。但是，与当地提供激光切割或铣削的车间的交谈使我沮丧。事实证明，10毫米厚的有机玻璃是一种短缺，您不能购买一小块，没有人承担零件的制造或设定天文数字，因为订单非常少。这样的停顿让我有机会更仔细地重新设计整个项目。

因此，我们拥有适合快速组装和装配的模块化设计。所有节点的设计方式都应使其尽可能像盒子一样。这简化了机器几何形状的控制并增加了模块的强度。

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说到用5毫米有机玻璃切割而成的覆盖层，它们不仅可以起到装饰作用，而且还可以将导板固定在机壳内，这也节省了零件成本。

建造


因此，在准备项目，完成模拟，加快购买组件（我来晚了）并准备好要生产的文件之后，又花了一年半的时间。当我的好朋友发现这个项目并提供完全免费的铣削服务时，我已经安全地忘记了这个项目，即使他们不花钱就买材料。原来约1.5平方米。 10毫米厚5毫米有机玻璃，共27个零件。

我决定用二氯乙烷将其粘合，因为仅二氯甲烷-二氯甲烷-比二氯乙烷更具流动性和毒性的氯衍生物-对于有机玻璃而言可能更好。 “胶水”通常由与它们将要胶合的材料相同（由木片制成）-按重量计3-5％，并尽可能薄地涂抹“胶水”。

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在照片中，测试组装。如果将有机玻璃磨砂，则外观会变得更“坚实”，但仍会使用白色磨砂漆对机器进行喷涂。

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所有接线都隐藏在外壳内。电子设备位于机器底部（照片中还没有PSU），所有连接器均位于后面板上。

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目前，原型已经完全准备就绪，第一个芯片已经消失了。

设备尺寸：365x430x420。工作范围：200x200x80。

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我决定使用功率为125 W的廉价中文雕刻机作为主轴，足以加工胶合板，塑料和雕刻印刷电路板。

结论和未来计划


现在我们可以说，仅该项目的第一阶段已经完成-“母设备”的工作原型已创建。接下来，组装可互换模块的工作很多：旋转轴，控制电子设备的安装以及用于雕刻的激光，购买和测试3D打印的打印头。

一个重要的元素是软件开发。如果我想将DIY收割机定位为“适合所有人”的设备，则必须创建对简单用户友好的软件。您不能称其为简单的CAD + CAM + G代码发送者，这两种软件产品都需要深入研究以及相当专业的技能和知识。
将来，我要发展，组建一个团队，因为一个人很难覆盖整个工作范围。正在为该机器的下一个迭代准备一个项目，该项目更紧凑，更昂贵，并且针对珠宝大师模型和有色金属的加工进行了改进。

我脑子里有很多主意，但是资源却很匮乏。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN380673/

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