]]>

Ploter CNC - mechanika

    

2016-02-25

Wstęp

W pierwszym odcinku tego tutoriala utworzono płytkę elektroniki sterującej budwaną mini maszyną CNC - ploterem. W tej części skoncentrujemy się na zbudowaniu samego urządzenia.

Budowa plotera

Zbudowanie mini plotera wymaga 3 silników krokowych. Po jednym do sterowania ruchem głowicy(bądź materiału) w jednej z trzech osi: X, Y i Z. W projekcie wykorzystano 3 stare napędy cd/dvd. Należy pozyskać z nich ramę nośną z silnikiem, głowicą lasera i dwoma stalowymi prowadnicami (Fig. 1). W zalezności od producenta i typu napędu, rama może byc aluminiowa bądź plastikowa. Aby zmiejszyć ich wagę należy wymontować wszystkie zbędne elementy konstrukcji. Aby dobrze zamortyzować urządzenia, przydadzą się gumowe podkładki pod śruby. W tym miejscu warto powiedziec o parametrach silników z napędów dvd. Jeżeli dysponujemy typem silnika, warto poszukać jego noty katalogowej. Jeśli jednak silnik nie jest opisany, należy przetestować parametry standardowe. Wg. informacji znalezionych w sieci, silniki krokowe z napędów cd/dvd mają typowo: maksymalny prąd 200mA, 20 kroków/obrót, 3mm/obrót, 150um/krok.


Silnik krokowy wraz z aluminiową ramą nośną i prowadnicami
Fig. 1. Silnik krokowy wraz z aluminiową ramą nośną i prowadnicami

Jeden z silników zostanie wykorzystany do ruchu stołem z przypiętym papierem w osi 0Y (Fig. 2). Pozyskaną ramę nośną z silnikiem krokowym należy przykręcić śrubani do podstawy. Wykorzystywano śruby Φ 5mm o długości 40mm z podkładkami wraz z teflonowymi tulejkami dystansowymi o średnicy 6mm i długości 20mm. Za podstawę w przedstawianym projekcie posłużyła plyta przezroczystej, przyciemnianej pleksi o grubości 5mm i rozmiarach 160x225mm. Dwie płyty pleksi skręcono śrubami z zastosowaniem tulei dystansowych. Na główki śrub (przykręconych od dołu) nałożono plastikowe nasadki, które będą snanowiły nóźki konstrukcji. Stelaż z silnikiem krokowym przykręcono w miejscu zapewniającym odpowiednią przestrzeń dla pionowej konstrukcji nośnej dla silników poruszających glowica rysujacą w osiach 0X i 0Z. Do wejścia silnika przylutowano przewody sterujące i zabezpieczono je klejem na gorąco.


Rama silnika poruszającego stolikiem z materiałem w osi 0Y
Fig. 2. Rama silnika poruszającego stolikiem z materiałem w osi 0Y

Do głowicy lasera, za pomocą kleju na gorąco przyklejono stolik, na papier (Fig. 3). Pomiędzy głowicę lasera i płytkę stolika przyklejono podkładkę z pleksi. Zapobiega ona ocieraniu stolika o obudowę silnika krokowego. Płytka stolika ma rozmiar 70x90mm. Zarówno płytka stolika jak i wspomniana podklądka z pleksi mają grupości po 5mm.


Rama silnika poruszającego stolikiem z materiałem w osi 0Y z przytwierdzonym stolikiem
Fig. 3. Rama silnika poruszającego stolikiem z materiałem w osi 0Y z przytwierdzonym stolikiem

Kolejną rzeczą jaką należy zbudować jest pionowa konstrukcja, do ktorej będą przytwierdzone ramy silników poruszających głowicą rysującą plotera w osiach 0X i 0Z. W konstrucji wykorzystano część blaszanej obudowy DVD. Za pomocą śrub Φ 5mm o długości 40mm z podkładkami wraz z teflonowymi tulejkami dystansowymi o średnicy 6mm i długości 20mm, przytwierdzono ramę silnika, który będzie odpowiadał za ruch silnika w osi 0X. Konstrukcja została zamocowana w pozycji umożliwiającej ruch głowicy w płaszczyźnie poziomej. Do styków silnika przylutowano kable sterujące. Połączenia zabezpieczono klejem na gorąco. Do głowicy lasera, za pomocą kleju na gorąco przytwierdzono podkładkę pleksi, do której przyklejono kolejną płytke pleksi - stanowiącą podstawę dla ramy ostatniego silnika. Tak jak poprzednio grubość obu płytek wynosiła 5mm (Fig. 4). Do wspomnianej płytki, za pomocą śrub i tulejek dystansowych (takich jak wyżej) przykręcono blok silnika, który będzie poruszał głowicą rysującą w osi 0Z. Rama została przykręcona w pozycji pionowej, umożliwiającej ruch góra-dół (Fig. 4). Na koniec, do silnika przylutowano ostatnie kable sterujące. Lutowane powierzchnie zabezpieczono klejem na gorąco.


Konstrukcja nośna bloków silników poruszających głowicą plotera w płaszczyznach 0X i 0Z
Fig. 4. Konstrukcja nośna bloków silników poruszających głowicą plotera w płaszczyznach 0X i 0Z

Ostatni etap pracy wymaga przytwierdzenia pionowej konstrukcji z blokami silników poruszającymi głowicą w płaszczyznach 0X i 0Z do podstawy z pleksi (Fig. 5). W celu stabilizacji zastosowano stalowe 4 wsporniki w kształcie litery L przykręcane 4 śrubami (po 2 do poziomej i pionowej płaszczyzny konstrukcji nośnej). Miejsce przytwierdzenia pionowej konstrukcji nośnej należy wybrać tak aby umożliwić ruch głowicy nad całością pola roboczego stolika. W przypadku silników krokowych cd/dvd przestrzeń robocza ma rozmiar ok. 40x40mm.


Zmontowana konstrukcja maszyny CNC - plotera (bez głowicy rysującej)
Fig. 5. Zmontowana konstrukcja maszyny CNC - plotera (bez głowicy rysującej)

Ostatnim elementem konstrukcyjnym plotera jest głowica rysująca, którą za pomocą kleju na gorąco przytwierdzamy do głowicy lasera bloku silnika krokowego odpowiedzialnego za jej ruch w płaszczyźnie 0Z (Fig. 6). Do zamocowania pisaka wykorzystano plastikowe uchwyty do rurek ogrzewania zakupione w markecie budowlanym.


Maszyna CNC - ploter
Fig. 6. Zmontowana maszyna CNC - mini ploter

 
 

Doktorat

Spis treści,
Rozdzialy,
Abstrakt [pl.],
Abstract [eng.],