Станок для раскраски пасхальных яиц и новогодних шаров — своими руками.

В этой статье пойдет речь о том, как я изготавливал своими руками некогда популярный в интернете, станочек для раскраске пасхальных яиц. Станочек оснащен управлением ЧПУ и позволяет переносить, нарисованную в программе картинку, на яйцо или на небольшой новогодний шар. Так же можно разукрашивать любые предметы сферической формы.

9 марта 2020.

Недавно в интернете, мне попалось интересное видео — на нем был показан небольшой самодельный станок, для автоматической разукраски яиц, ну или новогодних шаров. В общем, всех сферических предметов, размером, максимум с апельсин или яблоко. Ну и, разумеется меньше. Так как в последнее время я увлекся автоматикой, то решил повторить эту конструкцию своими руками.

Распечатать пластиковую часть станка, на 3д принтере, не составит труда. Все детали я довольно быстро нашел в интернете, в формате STL. Гораздо сложнее дело обстоит с электронной начинкой. Но об этом поподробнее.

Изначально про этот станок для рисования, назовем его так, я узнал на русскоязычных сайтов. Их было несколько. На них, как под копирку были одни и те же фотографии станка. Понятно, что информацию о проекте просто сдули друг у друга. Но кто и у кого? Конечно, перед началом проекта хотелось найти первоисточник с более полной информацией. Поиск по изображению сразу дал результат, первоисточником оказался англоязычный сайт проекта JJROBOTS. В дальнейшем я буду приводить ссылки на разделы этого сайта с описанием того как я выполнял , описанный там проект. 

Так как в российских магазинах найти требуемые детали, а именно ARDUINO LEONARDO  с необходимым шилдом (платой расширения) не представлялась возможном, а заказать в Китае на момент написания статьи было затруднительным, я решил пойти двумя путями. Написать письмо на проект jjrobots, с просьбой продать мне плату расширения (у них есть интернет магазин, правда было непонятно, отправляют ли они почтой в Россию или нет), и второй путь, попытаться собрать на аналогичных доступных деталях (на другой модели arduino, адаптировав весь проект под имеющиеся детали). Второй вариант выглядел более затруднительно, так как я не силен в программирование на arduino. Хотя в интернете есть русскоязычный проект «яйцеразукрашивателя» выполненный на ARDUINO UNO.

 

К своему удивлению уже вечером я получил ответ с сайта jjrobots. Мне ответили, что готовы отправить плату и драйверы для двигателей (небольшие платы). Примерный срок доставки три недели. Что ж, буду ждать. Написал свой адрес и попросил выставить счёт.

Параллельно сделал заказ в Москве на те детали, про которые я писал выше. Попробую их тоже приспособить. Использую их потом в другом проекте.

10 марта 2020.

Сегодня пришло подтверждение с сайта  jjrobots и счёт на сумму 50 евро. В него вошла плата ардуино с шилдом (модификация два в одном) и платы драйвера двигателей, ну и конечно пересылка. Итак, счёт я оплатил и буду ждать посылки из Великобритании.  

А пока подготовлю другие детали для моего проекта. А именно, крепёж и подшипники. Два 623 подшипника, размером 10×3×4 мм, я заказал по цене 71 рубль за штуку, я заказал в популярном интернет магазине инструментов. Ещё 76 рублей отдал за мелкий крепёж для проекта (винты, гайки).

11 марта 2020.

Пришло письмо из Великобритании, уведомление об отправке комплектующих. Ждем…

Продолжение следует…

13 марта 2020.

Сегодня получил детали для 3д принтера и, практически одновременно, детали из Московского интернет магазина. Можно приступать к выполнению проекта яйцеразукрашивающей машины.

Но не тут то было, может быть потому что сегодня пятница тринадцатое? Напечатав, почти треть модели, принтер допустил ошибку, после этого печать модели пришлось приостановить.

Что ж, напечатаю завтра, это не проблема.
А вот с настройкой плат ардуино дело обстояло   гораздо сложнее. Начнём с того, что я заказал немного не такие детали. Изначально они предназначены для построения мощного 3д принтера с двумя экструдерами, то есть двухцветного. Хотя в интернете есть много успешных примеров построение на данных деталях фрезера. Изначально поставил цель, при помощи программы для 3д фрезера заставить двигателя ожить. На первый взгляд, не такая уж сложная задача, но вот с воплощением её в жизнь вышли затруднения.


Итак мы имеем связку Arduino Mega 2560 с установленным шилдом Ramps 1.4. На шилде два драйвера 8825, которые управляют шаговыми двигателями Nema17. Вот такая система.
Ну начнём с того, что я час разбирался в работе ардуино, в закачке и установке скетчей, потом ещё час не догадывался, что шилду нужно дополнительное питание. Но когда разобрался, во всех тонкостях и настройках, было уже три часа ночи, и сил для дальнейшей работы попросту не осталось. Но и утром, успех меня не посетил. Ещё несколько часов потрачено впустую. Хотя нет, отрицательный результат, тоже результат.

14 марта 2020.

Ну вот, помучившись, я немного приблизился к решению этого вопроса. Первое, что я сделал, это заменил небольшой одно Амперный блок питания на достаточно мощный, от компьютера.

Затем с официального сайта Arduino я скачал последнюю версию  (1.8.12) arduino ide. Для тестирования шаговых двигателей я установил две программы, которые имеют возможность заставить двигатели вращаться, получая соответствующие сигналы управления по осям Х и У.Одна программа это Universal GRBL sender, обычно она применяется в станках чпу и лазерных граверах, а другая программа Repiter-host — программа для управления 3д принтером.
Итак скачиваю скетч для ардуино GRBL, программа Universal GRBL, устанавливает соединение с платой, при попытке подвинуть двигатели на экране бегут цифры, кажется что все работает, но нет, движки стоят на месте. В программе Repiter-host даже не удаётся установить соединение. Пробую другую прошивку. Под названием Marlin. Сразу уточню, перед загрузкой прошивки в плату я конфигурирую её, выставляю правильные параметры платы и шилда. А так же скорость порта. На Marlin программа universal GRBL не смогла установить соединение с платой. А вот Repiter-host, о чудо!, заработала! Двигатели начали чётко исполнять управляющие команды программы.
Мне бы конечно очень хотелось наладить работу  universal GRBL, так как основной задачей яйцеразукрашивающей машины будет выполнение рисунков.

15 марта 2020.

Неудача…

О том, что случилось дальше я поначалу не хотел рассказывать. Ведь о неудачах на сайтах проектов рассказывать не принято. Обычно открываешь описание или видео какой нибудь поделки, и создаётся впечатление, что у автора получилось все с первого раза. Невольно после таких статей чувствуешь себя… Но не будем о грустном. Дабы предостеречь читателя поделюсь печальным опытом. 
Итак, что же произошло. Установив прошивку marlin, которая у меня заработала, я стал экспериментировать с вращением двигателей и вдруг обнаружил, что они очень сильно нагреваются. Я решил отрегулировать ток двигателя, при помощи подстроечного резистора на плате драйвера. Но это не помогло. Тогда, что бы не нагружать драйвера, я заменил блок питания на маломощный, тот что использовал раньше. И вновь попробовал управлять двигателями. Но вместо вращения двигатели заскулили, я попытался повернуть подстроечный резистор, но вдруг его ползунок отломился и с платы ардуино пошёл лёгкий дымок.

После этого мой ноутбук вырубился. После перезагрузки я обнаружил, что usb порт в компьютере перестал реагировать даже на простую флэшку. Плата ардуино также перестала работать. Даже без шилда. Что же произошло? У меня такой вариант, что отломившийся регулятор на подстроечнике, перевёл его в положение максимального тока. Небольшой блок питания шилда, не смог обеспечить такой ток, и вся нагрузка легла на плату ардуино и usb порт, которые и вышли из строя. Ну это моё мнение, или как модно писать на форумах, ИМХО. 

Несмотря на  описанное выше неприятное происшествие, я продолжил заниматься проектом. И пока  буду ждать из интернет-магазина новую плату взамен сгоревшей, я решил заняться печатью деталей моего станка. Маленькие детали удалось напечатать довольно быстро, а вот большие придётся печатать всю ночь.

Небольшие детали станка

Да, совсем забыл сказать, сегодня пришли пришли подшипники.
Параллельно работе над проектом, решил озаботится приобретением подходящего блока питания, так как считаю несерьёзно использовать для готовой конструкции компьютерный блок. Нужно было сделать это раньше, и возможно тогда плата была бы цела.  По расчётам, учитывая максимальное потребление двигателей —  1,7 А каждый, плюс плата ардуино, максимальный ток блока питания должен быть около 4 Ампер. Решил посмотреть а какой блок питания ставит на небольшом самодельном фрезерном станке, который я покупал в интернете. Этот станок тоже кстати выполнен на ардуино. 


Оказалось там на три двигателя Nema17  стоит пяти Амперный блок питания от светодиодных лент. Решил не изобретать велосипед и заказать точно такой же. 


17 марта 2020.

Сегодняшней ночью завершилась печать основной части модели. Пришлось разрезать ее программно на две части, так как она не вмещалась в область печати моего принтера. Вечером планирую допечатать вторую половинку и склеить их в единое целое. Во время печати использовал остатки проволоки, так что модель получилось полосатой.

Часть модели, напечатанная на 3д принтере

Вечером получил в пункте выдачи интернет магазина, заказанный ранее блок питания. Небольших размеров, очень удобный. Возможно размещу его в небольшой коробочке, на которую планирую поставить модель.

Только что полностью завершил печать модели. Я думаю ничего страшного, если я размещу файлы модели на своем сайте, я же вносил в них свои изменения. Может кому понадобятся файлы для принтера с небольшой областью печати, такого как у меня.

Вот ссылка на файлы в формате STL (архив ZIP).

18 марта 2020.

Сегодня  завершил печать второй части каркаса своего станочка, вот таким он получился полосатым. 

Вторая часть станочка

Осталось только склеить части вместе. Долго думал чем клеить пластик PLA. В интернете советуют, что лучшим клеем для данного пластика является средство для удаления супер клея. Так называемый «анти клей». По случайности у меня оказалось пару тюбиков такого средства.

Анти-клей, лучшее средство для склейки PLA пластика


Перед склеиванием зачистил обе поверхности наждачной бумагой с крупным зерном, нанёс ровный слой «анти клея» и прижал детали покрепче к друг другу.

Скрепляю при помощи струбцины, до момента полного высыхания клея


Немного подумал и решил, пока жду детали изготовить для станка небольшую подставку из фанеры — ящичек, в который можно будет спрятать все детали конструкции, включая блок питания. Для проектирования ящика нашёл в интернет любопытную онлайн программу, называется «конструктор шкатулок«. 

19 марта 2020.

Изготовил шпильку с резьбой М3, так как найти такую в магазинах не получилось. Для её изготовления я использовал электрод от сварки. Обстучав его молотком, я нарезал резьбу при помощи плашки. Получилось неплохо.  


На домашнем фрезерном станке я приступил к фрезерованию деталей для подставки. В ней, я планирую разместить блок питания, выключатель и разъём для подключения провода питания. Для упрощения конструкции, подставку я решил сделать без дна. В качестве материала использую фанеру толщиной 4,2 мм. В верхней части коробочки, небольшое углубление, по форме станка. 
21 марта 2020.

Продолжаю по вечерам изготавливать подставку под свой станочек.

Если будет кому интересно, вот ссылка на файл с чертежами для фрезера в формате программы ARTCAM.

22 марта 2020.

Сегодня, я наконец-то закончил фрезерование корпуса подставки, и при помощи строительного клея ПВА, произвел ее склейку.

А пока подставка сохнет, я напечатал на 3д принтере небольшие трубочки, и при помощи 3д ручки приклеил их снизу к основному корпусу моей модели. Эти трубочки послужат телом, в которое будет вкручиваться крепежный саморез, который закрепит корпус модели на подставке. Всего я приклеил четыре таких трубочки, постаравшись разместить их более-менее симметрично. Так же 3д ручкой, для большей надежности, я проклеил изнутри места стыков двух частей модели. Так как, мне показалось, что «анти клей» держит не очень надежно.

Если кому понадобится — вот STL файл с моделью трубочки.

23 марта 2020.

Сегодня отшлифовал корпус подставки — вот так он теперь выглядит. Склеенный и отшлифованный.

Решил не покрывать корпус лаком, а просто покрасить морилкой. В наличии оказалась морилка цвета «мокко» — такой, немного темноватый. При помощи кисточки и губки для мытья посуды, покрыл корпус в один слой, думаю хватит.

А когда корпус просох, засверлив в нем отверстия, я приступил к сборке модели. Так как время было уже позднее, пришлось ограничиться монтажом двигателей и блока питания. Вот что получилось:

Совсем забыл сказать — сегодня получил посылку из Великобритании.

24 марта 2020.

Сегодняшний вечер посвятил продолжению сборки модели яйцебота. Так называется этот станочек в интернете на большинстве сайтов. Установил в отверстия выключатель и разъём питания и соединил все провода при помощи паяльника.

Ну тут все просто. А вот когда стал собирать на корпус станка детали, напечатанные на принтере, вот тут то начались проблемы. Некоторые детали подошли сразу, как например держатель ручки.

Некоторые оказались ненужными (когда выводил детали на печать, не особо задумывался об их предназначении).

А некоторые детали пришлось подгонять.
Так например, соединитель присоски с двигателем вращения яйца, пришлось печатать аж семь раз, каждый раз убавляя по три десятых миллиметра.


Присоски пришлось поискать. Одну, поменьше взял от старого детского конструктора, а вторую, красную от сломанной пули детского пистолетика.
Самодельная шпилька из электрода пригодилась только для соединения деталей держателя пера. В силу небольшой неровности, её не получилось применить на держатель яйца. Ничего, завтра изготовлю новую.

25 марта 2020.

Сегодня у меня сразу несколько событий на ниве сборки «яйцебота». Ну во первых я установил подшипник, приклеился присоски, заменил шпильку. Короче говоря, полностью закончил монтаж механической части.

А во вторых, установил плату, подключил все провода. Обратите внимание, вот так правильно устанавливать драйвера двигателей.

Нижний отвечает за поворот карандаша, а верхний управляет вращением яйца. Так же главное не перепутать полярность сервопривода, который управляет подъемом карандаша. Подключайте так как на фото. 


Теперь об установке программного обеспечения. На версии ардуино 1.8.12, плата почему-то отказалась прошиваться прошивкой с сайта jjrobots, тогда как версия 1.8.1 не вызвала н каких проблем. Плата прошлась прекрасно. 
После загрузки прошивки в ардуино, я установил программное обеспечение netscape, с расширением qbot. Зашёл а режим ручного управление платой и попробовал вручную провернуть двигателя на несколько шагов. И двигатель заработал… Не совсем. Дёрнул немного и загудел. Создалось впечатление, что двигателю немного не хватает тока. Попробовал подрегулировать подстроечники на платах драйверов (на этот раз аккуратно), но это совсем не дало никакого результата. 
Очередное предположение, что току не хватило из-за слишком тонкого питающего провода, который я взял от пол амперного блока питания.

Нашёл двух амперный блок, отрезал провод, подключил. Завтра буду пробовать. Если опять тока не хватит, попробую поиграть подстроечником на  блоке питания.  Если это не поможет, у меня ещё остался блок питания от компьютера. К которому я подключал первую плату. 


Хочется уже запустить плату и перейти к настройке картинок для печати в приложении netscape. 

27 марта 2020.

Предположив вчера, что шаговыми двигателями для вращения не хватает тока, я отчасти был прав. Заменив провод я чуть было не попал в просак и не испортил плату. Меня спасло то, что в Великобритании, там где я заказал эту модель Ардуино, данные платы были разработаны для использования в детских кружках и секция робототехники. Поэтому они снабжены защитой от подключения с неправильной полярностью.
Заменив провод, я не проверил, но на колодку приходил не минус как обычно, а плюс! В результате я опять чуть не сжег плату. Спасибо защите!


Но переменив полярность меня вновь ждало разочарование. Двигатели вновь лишь чуть дергались, и не хотели вращаться. Не помогло и увеличение напряжения и замена блока питания на компьютерный.

Хорошо что у меня оказались под рукой шаговые двигатели меньшей мощности.

Подключив их к плате ардуино и запустив netskape, я обнаружил, что двигатели вращаются. Перекрутив двигатели на модели, я продолжил разбираться с программой. С двигателями меньшей мощности, а следовательно и меньшего размера, модель смотрится более аккуратно.


Некоторое время поразбиравшись с программой и подъемом и опусканием пера я обнаружил интересную особенность. Если у вас вдруг перо работает зеркально, то есть опускается вместо подъёма и наоборот, не спешить менять полярность на сервоприводе. Этим вы его просто сожгете. Достаточно лишь поменять нижние цифры с верхними местами, на странице задания высоты пера.

Цифры в окошка показывают нижние и верхнее положение пера. Поменяет цифры местами и перо станет вести себя наоборот.
Ну вот и все готово к первой печати. Подготовил картинку: забавных кошку с собакой.

Но как всегда первый блин получился комом. На видео видно, что из за присоски на двигателе вращения яйца, оно запаздывает за движением двигателя.

А чуть позже провернулся шлиц на валу держателя карандаша.

Ничего, завтра перепечатаю с уменьшением размера. 

28 марта 2020.

В начале моей трудовой карьеры, на одной 6а одном из предприятий, мне довелось  работать с одним пожилым мужчиной, слесарем. Так вот он любил говаривать, особенно если изготовление новой детали в чем то не ладилось:

—  Ничего страшного! Первый блин он всегда комом. Да и второй ломом. А дальше как по маслу пойдёт!

Сколько потом не сталкивался с воплощением новых проектов, да и не только технических, в жизнь, а поговорка старого слесаря всегда работала. 

Так и у меня. Изрядно помучившись и узнав много нового — об Ардуино, о работе ЧПУ, о программирование, я осуществил поставленную задачу. Прибор работает. Фотогалерея и видео ниже тому подтверждение.

Когда супруга разукрасит яйца на Пасху, при помощи этого станочка, я обязательно дополню фотогалерею новыми изображениями. А если у вас возникли вопросы, или вы хотите повторить проект — пишите в комментариях. Отвечу всем!


***

Львово — Оленья ферма — осень 2020

Сегодня, воспользовавшись последними тёплыми деньками в этом году, я с супругой и ребёнком, совершил мини путешествие на оленью ферму. Она ...
Читать полностью

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru