ВСТУПЛЕНИЕ
Уже два года пытаюсь собрать рисовальную машину для разрисовки сферических поверхностей. На этот год перед Пасхой желание вновь активировалось и работа пошла полным ходом! В общем кинематика работы бота не самая сложная – с механикой сложностей не возникло.
Осталось определиться с управляющей электроникой. Отрытых проектов на Ардуино достаточно много, значит и возиться с управляющей программой долго не придется!
Мне показалось оптимальным смастерить электронику на Arduino Uno. Начал подбирать подходящие шилды на AliExpress. Но, к своему удивлению, шилдов, позволяющих подключить пару шаговых двигателей и пару сервоприводов, найти не удалось :(.
И тут вспомнил, что когда модифицировал балансирующего бота от JJrobots, их так называемый BrainShield поддерживает работу Arduino Leonardo с двумя шаговыми двигателями и сервоприводом! И оказалось, что подобный аппарат JJrobots уже реализовал.
Также имелся вариант Arduino Uno + CNC Shield. В этом сочетании вполне возможно подключить сервопривод, но выглядит это немного коряво…
Также подходят весьма неплохие платы на базе ESP8266 в формфакторе Arduino UNO и макетные платы под них. Но в этом варианте пришлось бы поработать паяльником. В ограниченных временных рамках осваивать новый контроллер не взялся, но в ближайшее время обязательно займусь новым шилдом и контроллером.
Раз уж BrainShield я могу временно позаимствовать у балансирующего робота, то этот вариант и остался рабочим.
В последней статье я начал с видео, показывающего итоги работы. Продолжу начатое – по результатам будет видно стоит ли читать дальше….
ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ
Далее приведу перечень элементов. В первом столбце перечня указана позиция детали на сборке. Это поможет легко ориентироваться в схеме сборки. Также по ссылкам из заголовка групп таблицы можно перейти на соответствующие ссылки интернет-магазина для заказа.
Модели пластиковых деталей для печати доступны для скачивания в моем аккаунте Thingiverse.
ПОЗИЦИЯ | ОБОЗНАЧЕНИЕ | НАИМЕНОВАНИЕ | КОЛ-ВО |
ПЛАСТИКОВЫЕ ДЕТАЛИ | |||
1 | MAIN FRAME | РАМА | 1 |
2 | VERTICAL ARM | РУКА | 1 |
3 | PEN HOLDER | ДЕРЖАТЕЛЬ РУЧКИ | 1 |
4 | EGG SUPPORT | ФИКСАТОР | 1 |
5 | EGG SUPPORT R | ФИКСАТОР ПРАВЫЙ | 1 |
6 | SPRING SUPPORT | УПОР ПРУЖИНЫ | 1 |
7 | AXIS SUPPORT | ДЕРЖАТЕЛЬ ОСИ | 2 |
8 | KNOB | РУЧКА РЕГУЛИРОВКИ | 1 |
9 | BOARD SUPPORT HOLDER | ОПОРА ДЕРЖАТЕЛЯ | 1 |
10 | BOARD SUPPORT | ДЕРЖАТЕЛЬ ПЛАТЫ | 1 |
11 | KNOB M3 | РУЧКА РЕГУЛИРОВКИ М3 | 1 |
МЕТИЗЫ | |||
12 | ISO-7380 M3x8-A2 | ВИНТ С ВНУТРЕННИМ ШЕСТИГРАННИКОМ | 3 |
13 | ISO-7380 M3x10-A2 | ВИНТ С ВНУТРЕННИМ ШЕСТИГРАННИКОМ | 11 |
14 | ISO-7380 M3x20-A2 | ВИНТ С ВНУТРЕННИМ ШЕСТИГРАННИКОМ | 1 |
15 | ISO-7380 M3x30-A2 | ВИНТ С ВНУТРЕННИМ ШЕСТИГРАННИКОМ | 1 |
16 | DIN-562 M3 | ГАЙКА КВАДРАТНАЯ | 5 |
17 | DIN-934 M3 | ГАЙКА ШЕСТИГРАННАЯ | 1 |
18 | DIN-934 M5 | ГАЙКА ШЕСТИГРАННАЯ | 1 |
19 | DIN-985 M3 | ГАЙКА С НЕЙЛОНОВОЙ ВСТАВКОЙ | 1 |
20 | ROD M5x60 | ШПИЛЬКА РЕЗЬБОВАЯ | 1 |
21 | — | САМОРЕЗ ИЗ НАБОРА СЕРВОПРИВОДА | 2 |
22 | — | САМОРЕЗ ИЗ НАБОРА СЕРВОПРИВОДА | 1 |
РАЗНОЕ | |||
23 | MR95ZZ | ПОДШИПНИК | 2 |
24 | SPRING | ПРУЖИНА | 2 |
25 | SUCTION CUP HOLDER | ПРИСОСКА | 2 |
26 | SPIRAL WIRE ORGANIZER 4X200 | КАБЕЛЬНЫЙ КАНАЛ 4X200 | 1 |
27 | SPIRAL WIRE ORGANIZER 4X240 | КАБЕЛЬНЫЙ КАНАЛ 4X240 | 1 |
35 | SPIRAL WIRE ORGANIZER 4X320 | КАБЕЛЬНЫЙ КАНАЛ 4X320 | 1 |
36 | HEXAGON 2.0 | ШЕСТИГРАННИК 2.0 | 1 |
ДВИГАТЕЛИ | |||
28 | SG90 | СЕРВОПРИВОД | 1 |
29 | SG90 PUSHER | ТОЛКАТЕЛЬ СЕРВОПРИВОДА | 1 |
30 | 17HS2408 | ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2 |
ЭЛЕКТРОНИКА | |||
31 | ARDUINO LEONARDO | УПРАВЛЯЮЩАЯ ПЛАТА | 1 |
32 | CNC SHIELD V3 | ПЛАТА РАСШИРЕНИЯ | 1 |
33 | A4988 | ДРАЙВЕР ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2 |
34 | POWER SUPPLY 12V 2A | БЛОК ПИТАНИЯ 12В 2А | 1 |
СБОРКА
Перед сборкой бота рекомендую скачать 3D PDF, кликнув на картинку модели ниже. Открыв модель в 3D формате с легкостью можно увидеть все особенности сборки.
Шаг 1
На первом шаге монтируем на раму (1) шаговые двигатели (29). Для удобства провода шаговых двигателей предварительно демонтируем. При монтаже потребуются 8 винтов (13) и шестигранный ключ (36) из полного набора для сборки.
Шаг 2
На втором шаге соберем правый упор. Собирать будем в следующей последовательности.
Сначала устанавливаем подшипники (23) в держатели осей (7). Монтажные отверстия в держателях имеют диаметр при котором подшипники становятся внатяг. Получившиеся сборки устанавливаем в отверстия рамы (1), предварительно удалив поддержку.
Вкручиваем шпильку (20) в фиксатор правый (5). В наборе пластиковых деталей из интернет-магазина в фиксаторе резьба уже нарезана. Тем, кто самостоятельно печатает детали, резьбу придется нарезать. Одеваем присоску (25) на фиксатор (5).
Затем продеваем шпильку в пружины (24) и упор пружины (6) из набора пластиковых деталей. Здесь есть небольшой нюанс. Если планируемая для окраски сфера (яйцо) имеет большой диаметр, то пружина требуется одна!
Запрессовываем гайку (3) в нишу ручки регулировки (8). Продеваем через подшипники шпильку с установленными деталями и фиксируем ее ручкой регулировки.
Шаг 3
Собираем фиксатор. Для этого устанавливаем гайку (16) в фиксатор (4) и подтягиваем ее винтом (12). Одеваем присоску (25) на фиксатор (4). Получившуюся сборку размещаем на на вал шагового двигателя и фиксируем винтом (12).
Шаг 4
Прикручиваем к выходному валу сервопривода (28) толкатель (29) саморезом (22), устанавливаем на руку (2) и фиксируем его двумя саморезами (21). Запрессовываем гайку (16) в нишу руки (2) и подтягиваем винтом (13). Всю получившуюся конструкцию размещаем на валу шагового двигателя и затягиваем винтом (13).
Шаг 5
На пятом шаге соберем держатель ручки (фломастера). Начнем со сборки ручки регулировки. Для этого в нишу ручки регулировки М3 (11) устанавливаем гайку (17) и до упора вкручиваем винт (14).
Затем в нишу держателя ручки (3) запрессовываем гайку (16) и закручиваем собранную чуть ранее ручку регулировки.
Получившуюся сборку совмещаем с рукой (2) и крепим с помощью винта (15) и гайки с нейлоновой вставкой (19).
Шаг 6
Основная конструкция собрана и настало время подключения управляющей электроники. Вся электроника размещается на держателе платы (10). Держатель прикручивается к раме через опору (9) винтами (13).
Шаг 7
Управляющая плата (31) устанавливается в держатель и фиксируется двумя винтами (12). Предварительно в нишах держателя размещаются гайки (16).
Шаг 8
На заключительном шаге сборки устанавливаем в разъемы управляющей платы (31) плату расширения (32) с установленными драйверами шаговых двигателей (33).
Монтируем провода на разъемы шаговых двигателей, размещаем их в каналах рамы и подключаем к плате расширения (32).
И последней операцией сборки будет подключение сервопривода к плате расширения.
Описание подключения приводов, прошивки и короткий экскурс в ПО, управляющее станком в следующей статье.