Mesin Menggambar Laser: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Gambarlah jejak cahaya berpendar dengan mesin yang dirancang dan dibuat sepenuhnya dari awal!

Kisahnya: Di sela-sela waktu istirahat belajar selama minggu tengah semester, saya dan teman saya Brett merancang dan membuat mesin ini yang menggunakan sistem laser dan cermin untuk menggambar jejak cahaya bercahaya, yang dapat dikontrol melalui joystick cetak 3D. Tujuan utamanya adalah menggunakan teknik dan bahan menggambar yang biasanya tidak diasosiasikan dengan menggambar sambil menanamkan rasa intrik pada pengguna.

Kami harap Anda menikmatinya sama seperti kami bersenang-senang merancang dan membangunnya!

Perlengkapan

Kami adalah dua siswa yang bangkrut sehingga kami sebagian besar beralih untuk menemukan potongan-potongan potongan dan kayu yang dibuang di sekitar sekolah kami dan semua alat berasal dari ruang pembuat sekolah kami. Kami juga tidak memiliki akses ke banyak bahan logam (roda gigi, rak dan pinion, dowel, dll.) jadi kami membuatnya sendiri dari kayu potong laser. Untuk bagian yang tidak dapat kami temukan, kami membelinya di amazon dengan total $19,50.

Catatan: proyek ini membutuhkan laser, ingatlah untuk tidak melihat langsung ke mata!

Bahan:

• 1/4 di Kayu Lapis (x2)
• 1/8 di Kayu Lapis (x1)
• Lem Kayu (lapisan tipis)
• 1/2 di Dowel Kayu (x1)
• 1/2 di Cermin (x1)
• 1/4 diameter 2 in pipa Kuningan panjang (x1)
• 1/4 diameter 2 in pipa Tembaga panjang (x2)
• 1/4 dalam diameter 1,5 dalam pipa Kuningan panjang (x3)
• 1/2 di OD 1/4 di ID Bantalan Bola (x6)
• Dioda laser 405 nm (x1)
• Arduino (x1)
• 24 AWG 6 kaki kawat (x1)
• Bubuk fosfor (x1)
• Power Jack 120 VAC ke adaptor daya 9 V (x1)
• Karet gelang (x1)
• Joystick analog 2 sumbu (x1)
• Driver Motor L298N (x1)
• Jack DC 2,5 mm (x1)

Peralatan:

• Pemotong laser
• Ampelas
• Gergaji
• Pistol lem panas
• Palu Pukulan Mati
• Solder Besi
• Mengebor
• Pencetak 3D
• Dremel

Langkah 1: Laser Memotong Potongan

Terlampir adalah dua file ilustrator untuk semua potongan kayu yang perlu dipotong dengan laser dan namanya sesuai dengan jenis kayu yang harus dipotong pada kayu lapis (1/4 inci v. 1/8 inci). Saya juga melampirkan gambar file. Sebenarnya ada lebih banyak mesin cuci kunci daripada yang dibutuhkan tetapi kadang-kadang rusak sehingga selalu menyenangkan untuk memiliki beberapa tambahan.

Semua garis harus dipotong, bukan diukir. Setelah mereka dipotong, lanjutkan ke langkah berikutnya!

Langkah 2: Merakit Potongan Pt. 1 Sistem Basis dan Rak

Di atas adalah gambar bagaimana potongan-potongan itu bersatu serta video di balik layar. Konstruksi untuk langkah ini dibagi menjadi pertama membangun potongan dari file ilustrator 1/4 inci sebelumnya dan kemudian file ilustrator 1/8 inci.

1/4 inci bagian---

Alas: Dowel pasak melalui sudut pelat dasar dan dorong washer pengunci melalui ujung pasak untuk menjaga pelat dasar tetap di tempatnya. Basis ini menyediakan ruang bagi arduino untuk tetap semi-tersembunyi sambil memberikan dukungan untuk kanvas artboard.

Dukungan Bantalan Rol: Rekatkan dukungan bantalan rol ke permukaan atap rumah motor 1/8 inci

Rakitan Bantalan: Rak atas ditahan di tempatnya dan digerakkan oleh susunan segitiga bantalan rol yang mencegahnya berputar sambil mempertahankan gerakan translasi yang mulus. Gambar tampilan bantalan rol disediakan di atas. Diagram menggambarkan bagaimana bantalan rol berinteraksi dengan rak dan di mana mereka ditempatkan pada mesin. Tempatkan ini melalui lubang penyangga bantalan rol yang Anda rekatkan ke atap rumah motor

Balok Pendukung: Dilabeli sebagai "ini memastikan rak tidak terbang" dalam file seperempat inci, balok penopang ini mengurangi goyangan dengan menambah kekakuan rak dan mencegah pengguna yang terlalu antusias mengirim potongan terbang dari mesin atau memecahkan kaca cermin! Kami menggunakan lem kayu untuk menempelkannya ke rak atas karena harus kokoh.

1/8 inci bagian---

Rak Bawah: Rak bawah adalah rak yang lebih pendek dengan lubang. Lubang ini memungkinkan Anda untuk memasukkan kabel arduino dari bawah celah pelat dasar atas dan ke dalam rumah motor, sehingga kabel dapat mencapai motor bahkan ketika rak bawah bergerak.

Rak atas dan pinion: Rak atas adalah rak lainnya (yang lebih panjang). Gambar struktur pinion (salah satu roda gigi raksasa) dan cara kerjanya disediakan dalam gambar dengan ring pengunci.

Sisa bagian 1/8 inci (bagian yang berhubungan dengan motor) dijelaskan pada langkah berikutnya… ?

Langkah 3: Merakit Potongan: Pt 2. Barang Motor

Selanjutnya, kami perlu merancang tunggangan motor dan motor untuk membuatnya bergerak. Ada dua motor, satu untuk bergerak di sumbu x dan yang lain untuk bergerak di sumbu y.

Membuat Dua Dudukan Motor: Kami mengapit potongan dudukan motor tengah (yang memiliki lubang segi enam) di antara dua lainnya yang berisi lubang agar baut dapat masuk. Kami kemudian memasang setiap motor ke setiap dudukan motor menggunakan sekrup. Dengan menempelkan dudukan dan motor ke permukaan apa pun, kini kami dapat memasang dan melepas motor dengan mudah hanya menggunakan kunci hex. Untuk transisi dari motor ke roda gigi, kami menggunakan kerah poros cetak 3D untuk berinteraksi dengan roda gigi poros dowel.

Rumah Motor: Bagian rumah motor membuat rumah berbentuk kotak untuk motor. Persegi panjang dengan lubang di dalamnya adalah bagian atas dan bawah (yang memiliki beberapa lubang adalah bagian atas). Sisa dari kotak rumah motor terdiri dari sisi-sisi yang saling menyatu menggunakan alur + tonjolannya. Rekatkan semua bagian menjadi satu di tepinya kecuali satu sisi karena Anda masih perlu memasukkan motor ke dalam dan lebih mudah melakukannya dari samping daripada dari atas.

Mengontrol Motor: Untuk mengontrol motor kami menggunakan joystick, Arduino, dan driver motor terpisah untuk memberi daya pada motor. Semuanya menggunakan satu jack DC 9 volt. Untuk mencapai gerakan yang diinginkan, kami harus menyesuaikan kekuatan sinyal PWM sehingga torsi yang cukup untuk mengatasi gesekan pada gigi sambil menjaganya agar tidak bergerak terlalu cepat. Langkah selanjutnya menjelaskan konfigurasi dan kode Arduino… ?

Langkah 4: Arduino

Ini adalah kode Arduino untuk mengontrol posisi laser menggunakan joystick sebagai input. Kode ditulis sehingga setiap arah joystick mengontrol salah satu motor (motor yang mengontrol sumbu x dan motor yang mengontrol sumbu y). Ini memungkinkan alat berat menggambar kurva dan diagonal setiap kali posisi joystick menjauh dari sumbu horizontal/vertikal.

Langkah 5: Joystick

Kami memilih untuk mencetak 3D joystick case di PLA sehingga akan terasa nyaman dan alami bagi pengguna untuk memegang dan mengoperasikannya (walaupun masih dapat berfungsi dengan baik tanpa case).

Pada dasarnya, itu adalah dua bagian dari casing oval dengan lubang di satu sisi. Kami menempatkan tongkat pengontrol di dalam sehingga ketika casing disatukan, itu pas melalui lubang untuk berinteraksi dengan pengguna. Kabel memanjang ke belakang sisi lain casing dan ke arduino.

Langkah 6: Melukis Kanvas Artboard

Cat kanvas artboard dengan bubuk berpendar dan biarkan mengering saat Anda mengerjakan langkah selanjutnya.

? Pastikan untuk menyimpannya di lingkungan yang sangat bersih, pertama kali kami mengaplikasikan bedak, debu dan serbuk gergaji tersangkut. Juga lebih mudah untuk mencampur bedak dengan cat sehingga mudah menempel.

Langkah 7: Sistem Laser dan Cermin

Mengapa laser tidak langsung mengarah ke bawah dari ujung rak atas?

Brett dan saya segera menyadari menempatkan laser langsung di atas papan gambar di ujung rak membebani ujung rak ke bawah yang membatasi jangkauan geraknya. Sebagai gantinya, kami memutuskan untuk mengambil inspirasi dari desain pemotong laser. Solusinya: Dengan meletakkan cermin di ujung rak dengan kemiringan 45 derajat, kami dapat memastikan bahwa balok akan mengarah langsung tegak lurus dengan permukaan tanpa menambah berat. sampai akhir!

Laser: Pasang laser dan cermin dengan hati-hati. Masukkan kabel laser melalui satu lubang di bagian atas atap rumah motor untuk terhubung ke baterai. Lingkarkan karet gelang melalui lubang lain di atap rumah motor untuk mengamankan laser pada tempatnya.

Cermin: Cermin harus dimiringkan pada sudut 45 derajat menggunakan potongan segitiga seperempat inci. Dengan memasang laser sejajar dengan tanah, sinar laser harus memantul dari cermin dan mengenai tanah tepat di bawah, bahkan jika rak bergerak.

Langkah 8: Pemolesan Akhir

Setelah pengujian untuk memastikannya berfungsi dengan baik, kami menempelkan permukaan terakhir rumah motor. Untuk meningkatkan daya tarik visual mesin, kami memasang ring pengunci di bagian bawah pasak. Itu juga memiliki sedikit tujuan fungsional karena mesin cuci ini bertindak sebagai "kaki" untuk mesin (bukan seluruh dasar menyentuh tanah) yang membuatnya lebih mudah untuk memindahkan seluruh mesin di atas meja. Kami kemudian memberi produk itu pemolesan akhir dengan mengampelas semua kayu yang terbuka.

Refleksi: Kami bersenang-senang merancang mesin ini dan bermain dengannya lebih baik lagi. Ironisnya, bagian yang paling rumit dari desain tampaknya memberi kami sedikit masalah, sedangkan bagian yang paling sederhana memberi kami paling banyak. Jika kami melakukan proyek ini lagi, kami akan lebih banyak bereksperimen dengan bahan pengurang gesekan pada bagian yang bergerak.

Kami berharap orang-orang menikmati perangkat ini sama seperti kami dan ini menginspirasi mereka untuk membuat versi yang lebih baik dari mesin ini di masa mendatang.

-Terbaik, Justin dan Brett

Hadiah Pertama dalam Kontes Make it Glow