في هذه المقالة سنقوم بصناعة آلة الرسم بالقلم ولكن مع ميزة رائعة وهي التغيير التلقائي للأداة. بمعنى آخر، ستكون الآلة قادرة على تغيير الألوان تلقائيًا وبالتالي يمكننا رسم أشياء رائعة. تتكون الآلة من 3 محركات خطوية NEMA 17 لحركة المحور X وY وZ، و محرك سيرفو صغير للقابض الخاص بإمساك القلم. أما فيما يخص وحدة التحكم في الماكينة فهي تتكون من لوحة Arduino UNO مع درع CNC وثلاثة دوائر قيادة للمحرك الخطوي من نوع A4988. مساحة العمل كبيرة إلى حد ما، 360 × 280 مم، ومستوى التفاصيل التي يمكن أن تنتجها هذه الآلة مثير للإعجاب أيضًا.
المكونان الرئيسيان للآلة هما القضبان الخطية MGN15H، مع الكتل المنزلقة المناسبة لها. يتم توفير حركة المحورين X وY من خلال سيور GT2 وبعض بكرات GT2. أما بالنسبة للمحور Z، فلدينا حركة ترددية بسيطة حيث ينزلق الجزء المتحرك لأعلى ولأسفل على قضيبين بقطر 6 مم ومحامل خطية مناسبة. يتم استخدام أجهزة هواية صغيرة للإمساك بالقلم.
يعد إجراء الـ Homing أمرًا ضروريًا للآلة حيث أن حاملي القلم لديهم موضع ثابت محدد، لذلك يجب أن يكون لدى الجهاز نقطة بداية محددة. لذلك، يجب أن يكون لدينا مفتاح حد Limit Switch لكل محور.
يمكننا الآن البدء في تجميع الآلة. لقد بدأنا بتثبيت اللوحة الأساسية Base Plate ووصلة القضبان Bracket مع بعضهما بإستخدام بعض مسامير M3. جميع البراغي المستخدمة في تجميع الآلة من نوع M3 بأطوال مختلفة باستثناء عدد قليل من البراغي M5 اللازمة لبكرات GT2.
بمجرد أن يصبح الجانبان جاهزين، يمكننا تثبيت الدلائل الخطية أو القضبان الخطية لمحور X لهم بمسامير على كل جانب. توفر قضبان MGN15H حركة سلسة للغاية وخالية من اللعب الميكانيكي Play، حيث تحتوي الكتل المنزلقة على كرات بداخلها. ومع ذلك، قبل تثبيتها، من الجيد تنظيفها وتشحيمها جيدًا حتى تعمل بشكل صحيح.
بعد ذلك، يجب أن يكون القضيب الخطي الخاص بمحور Y أعلى الكتلة المنزلقة الخاصة بمحور X ولتثبيتهما معًا، سنستخدم لوحة التثبيت المركزية Central Mountaing Plate. أولاً، يمكننا تثبيت سكة المحور Y على اللوحة المركزية باستخدام ثلاثة مسامير.
ثم يمكننا تثبيت المحركات الخطوية NEMA 17. أحدهما يكون في الجانب العلوي والآخر في الجانب السفلي على الوحة. نحتاج إلى بعض البراغي والصواميل M5 لتثبيت بكرات GT2 في مكانها. البكرتان هنا هما في الواقع بكرات خاملة تستخدم لتوفير الشد لسير محور x والبكرة المسننة المركبة على المحرك.
أما بالنسبة لتثبيت تلك البكرة فيجب قياسها محازاتها مع البكرات الخاملة. أما بالنسبة للمحور Y، فنحن نحتاج فقط إلى بكرة واحدة تركب على الجانب الآخر من القصيب، حيث سيتم تثبيت الحزام لهذا المحور في حلقة.
حسنًا، التالي هو الزواج أو ربط المحورين معًا. نحن نفعل ذلك ببساطة عن طريق تثبيت اللوحة المركزية على الكتلة المنزلقة لمحور X باستخدام أربعة مسامير M3. وبهذا حصلت الآلة على شكلها الرئيسي والآن يمكن للكتلة المنزلقة على محور Y الوصول إلى أي موضع في منطقة العمل.
يمكننا الآن الاستمرار في تجميع آلية رافع القلم. تتكون هذه الآلية من جزأين، أحدهما ثابت مثبت بمسامير على الكتلة المنزلقة على المحور Y، والآخر ينزلق لأعلى ولأسفل. بمجرد تثبيت الجزء الثابت في مكانه، يمكننا تثبيت المحرك الخطوي الخاص بمحور Z عليه. هذا المحرك هو أيضًا NEMA 17 ولكنه أقصر، 23 مم بدلاً من 40 مم، لتقليل الوزن.
بعد ذلك يمكننا تثبيت الرافعة التي يتم توصيلها ببساطة بعمود المحرك الخطوي . بعد ذلك، أدخل رولمان البلي الخطي في الجزء المنزلق وقم بتثبيت محرك السيرفو الصغير في مكانه. ثم قم بتثبيت جزء حامل القلم بجوار السيرفو.
لتوصيل الأجزاء الثابتة والمنزلقة مع بعضها، نحتاج أولاً إلى تمرير سلك السيرفو من خلال فتحة في الجزء الثابت ثم إدخال القضبان مقاس 6 مم من الأعلى، من خلال المحامل وفتحة الجزء الثابت. أثناء تركيب هذا القضيب، يجب علينا أيضًا إدخال زنبرك بين الجزء الثابت والجزء المنزلق بطريقة تدفع الجزء المنزلق إلى الأسفل.
سيساعد ذلك القلم على الاتصال بشكل أفضل بسطح العمل. في الجانب السفلي من الجزء الثابت، توجد فتحة يمكننا من خلالها إدخال صواميل M3 واستخدامها لتثبيت القضبان مقاس 6 مم في مكانها. بعد ذلك، يمكننا تجميع وحدة حامل الأقلام التي توضع على جانب واحد من الآلة. تتكون هذه الوحدة من جزء علوي وآخرسفلي مع فتحات لاستيعاب ما يصل إلى 12 قلمًا.
واصل تركيب السيور. أولاً، نحتاج إلى قياس الطول الذي نحتاجه وقصه حسب الحجم تقريبًا. لربط السير بالكتلة المنزلقة، إستخدم موصلات السيرالرائعة هذه، حيث يلتف السير حول عمود مجوف وبين جدارين لا يسمحان للسيربالتحرك.
باستخدام مسمار M3، يمكننا تأمين الموصل الأول على أحد جانبي الكتلة، وتكرار نفس الإجراء على الجانب الآخر. يمكننا تحريك الموصلات على طول هذه الفتحات هنا وبالتالي شد السير بقدر ما نريد
أما بالنسبة لمحور X فيسير السيرفي خط مستقيم من جهة إلى أخرى، مع مروره عبر البكرات بطريقة توفر شدًا أو تماسكًا مع بكرة المحرك الخطوي.
لشد السير الخاص بمحور X، إستخدم هذه الوصلات التي لها شكل السيرحتى تتمكن من ربطها على جانبي الآلة.
بعد ذلك، يمكننا تثبيت مفاتيح الحد Limit Switch.
لتوصيل لوحة Arduino بالجهاز، يوجد جزء إضافي مطبوع يتم وضعه على اللوحة الجانبية. قم بتثبيت لوحة الأردوينو بمسامير M3، ثم قم بإدخال درع CNC فوقها.
في هذه الخطوة يجب توصيل عدد 3 jumbers في دوائر قيادة المحركات الخطوية A4988 لكي نقوم بتحديد المايكروستيب على 1 إلى 16.
ثم يمكننا توصيل المحركات بدرع CNC بشكل مناسب. لتوصيل مفاتيح limit switch في مكانها، تم بتوصيل أسلاك ملحومة مباشرة بها، وعلى الجانب الآخر قمت بتركيب رؤوس أسلاك الـ jumbers.
أما بالنسبة للمحرك السيرفو ، قم بإستخدام بعض الكابلات للتمديد حتى يتمكن من الوصول إلى درع CNC. لتشغيل الجهاز، نحتاج إلى مصدر طاقة 12 فولت. فيما يلي رسم تخطيطي للدائرة لكيفية توصيل كل شيء.
هناك القليل من اللمسات النهائية التي يجب القيام بها لإكمال تجميع الآلة. نقوم هنا بتثبيت قابض القلم الذي يتم توصيله ببساطة بمحرك سيرفو من خلال ذراع السيرفو.
للتحكم في الكابلات من رافع القلم، استخدمت مفرش طاولة طعام، وكانت المادة ثابتة ولكن مرنة، لذلك كانت مثالية لهذه المهمة.
وبهذا تكون آلة الرسم قد اكتملت. ومع ذلك، هناك بعض الأشياء التي يجب أن نلاحظها . نظرًا لأن قضيب محور Y غير مدعوم من جانب واحد وأن مادة PLA المستخدمة للطباعة ثلاثية الأبعاد نفسها ليست بهذه الصلابة، فعند تمديدها بالكامل، كان رافع القلم أقل بمقدار 4 مم مقارنة بالجانب المدعوم.
هذا كثير من اللعب ولكن يمكننا حل هذه المشكلة عن طريق رفع الجانب الأمامي من الآلة قليلاً. وبهذه الطريقة نستطيع تقليل الفارق إلى حوالي 1 ملم وهو أمر مقبول. إذا كنت تخطط لاستخدام هذه القضبان الكبيرة، فأنا أقترح بالتأكيد دعم قضيب محور Y على الجانب الآخر أيضًا.
هناك مشكلة أخرى وهي حامل القلم، لأن الأقلام لا تبقى في مكانها جيدًا بهذه الطريقة. أود هنا أن أقترح جعل الفتحات العلوية أكبر وإضافة بعض المواد الناعمة على الجوانب بحيث تظل الأقلام في مكانها مع سهولة إدخالها على الآلة.
أخيرًا، يمكننا إدخال لوح أسفل الآلة بأكملها حتى نحصل على سطح مستو.
بذلك نكون أنهينا الجزء الأول الخاص بتجميع المكونات المادية للآلة، نلتقي في الجزء الثاني و الخاص بالبرمجيات
المختــرع المجنــون © جميـــع الحقــوق محفوظــة
منتج روعه..كيف احصل عليه