Eggbot — плоттер для рисования на сферических поверхностях

18.10.2021

0 65 Время чтения: 2 мин.

Eggbot — это робот для рисования, который может рисовать на сферических поверхностях, таких как яйца, теннисные мячики и т.д.
Раму станка можно напечатать на 3D-принтере, или изготовить из акрила, фанеры и т.д.

Инструменты и материалы:
-Пользовательская печатная плата;
-Плата ESP32;
-Драйвер шагового двигателя A4988 — 2шт;
-Два модуля Micro-SD;
-Светодиод 3 мм;
-V-Regulator 5V AMS1117 (SMD) — 2 шт;
-Резистор 10 кОм;
-Конденсатор 0,1 мкФ;
-Два конденсатора 100 мкФ / 16 В;
-Конденсатор 1000 мкФ / 16 В;
-Переключатель DPDT 8,5×8,5 мм;
-Разъем постоянного тока;
-Штыревые разъемы;
-Штекерные разъемы;
-Два шаговых двигателя Nema17;;
-Сервопривод SG90;
-MicroSD 8 ГБ;
-Подшипник 693ZZ;
-Адаптер питания 3A 8V;
-Линейный стержень 3 мм x 100 мм;
-Пружина;
-Маркер;
-V-образный слот 2060 (15 см);
-МДФ;
-Лазерный резак;
-3D-принтер;
-Паяльные принадлежности;
-Крепеж;

Шаг первый: схема, плата и детали рамы
Плату для проекта можно скачать на странице мастера на сайте PCBWAY.
Схема устройства ниже.

Файл для изготовления деталей рамы можно скачать здесь.

Шаг второй: монтаж платы
Эта плата имеет один SMD-компонент, который нужно припаять. Для удобства пайки нужно использовать пинцет.
Затем нужно припаять разъем к модулю microSD и припаять его к печатной плате.

Припаивает остальные разъемы и компоненты.

Устанавливаем плату ESP32 и драйверы шагового двигателя.

Шаг третий: сборка
Теперь можно приступить к сборке. К V-образному слоту прикручивает боковые детали рамы станка, которые будут служить креплением для двигателя оси X.

Прикручивает плату.

Дальше на вал двигателя устанавливает держатель, напечатанный на 3D-принтере. Прикручивает двигатель к держателю.

Прикручивает держатель двигателя оси Y.

На вал двигателя оси Y устанавливает держатель для маркера. Прикручивает двигатель к раме.

На держатель устанавливает винт.

Устанавливает сервопривод.

Подключает устройства согласно схемы. Устанавливает карту micro-SD.

Последний шаг сборки — это зажим для обрабатываемых предметов (яиц, мячей и т.д.).
Устанавливает линейный стержень 3 мм в правый держатель, как показано ниже.
Устанавливает пружину на стержень.
Устанавливает подшипник 693ZZ в опору держателя для яиц, напечатанную на 3D-принтере. Затем устанавливает линейный стержень 3 мм в подшипник.
Устанавливает торцевую крышку 3D-печатной детали на конец линейного стержня.
Устанавливает правый блок держателя яиц в верхнюю часть рамы с V-образным пазом 2060.
Затягивает винтом M5x12 мм. Положение правой подставки для яиц зависит от размера яйца.

Шаг четвертый: прошивка
Версия ESP32 Eggbot использует прошивку Grbl_ESP32.
Копируем файл eggbot.h в «../Grbl_Esp32-main/Grbl_Esp32/src/Machines/»
Затем в файле Machines.h указываем #include «Machines / eggbot.h»
Выбираем схему разделов Minimal SPIFFS (1.9MB APP с OTA / 190KB SPIFFS).
Выбираем последовательный порт, соответствующий ESP32.
Нажимаем кнопку «Загрузить», чтобы начать процесс компиляции / загрузки.
После загрузки кликаем «Готово».

Шаг пятый: настройка Eggbot
Прежде чем начать рисовать на яйце, первым делом необходимо отрегулировать положение маркера в соответствии с формой и размером яйца. Есть две настройки, на которые следует обратить внимание в зависимости от яиц.
Сдвиньте опору Y-двигателя в зависимости от высоты яйца, сдвиньте влево для длинных яиц и сдвиньте вправо для коротких яиц.
Сдвиньте шаговый двигатель в зависимости от формы яйца, сдвиньте вверх для более круглых яиц и сдвиньте вниз для овальных яиц.

Шаг шестой: использование программ CAM
Для генерации кода gcode для перьевых плоттеров мастер использует бесплатную версию программы Carbide Create.
Загружаем и устанавливаем программное обеспечение Carbide Create
Открываем программное обеспечение, создаем новый файл. На вкладке «Дизайн» выбираем «Настройка задания» , в окне «Настройка задания» устанавливаем следующие параметры:
Ширина (X) — 160 мм (зависит от средней длины окружности поверхности яйца)
Высота (Y) — 40 мм (в зависимости от средней высоты поверхности яйца)
Толщина (Z) — 1 мм
Начальная точка — 0
Единица — мм
Кликаем значок «Импорт», затем выбираем векторный файл (dxf, svg), который нужно преобразовать в gcode.
После импорта вектора выбираем весь контур объекта, затем используем инструмент «Трансформирование» для перемещения или масштабирования контура.
После завершения редактирования изображения / пути выбираем весь путь, затем нажимаем вкладку «Путь инструмента» , в параметре «Траектории 2D» выбираем «Контур», в окне «Путь перехода контура» устанавливаем для направления смещения значение «Без смещения» , затем нажимаем кнопку «ОК» для сохранения.
На последнем шаге кликаем «Сохранить GCode», чтобы сохранить gcode с форматом .nc в каталоге.
Дальше нужно проверить, что gcode был сгенерирован для устройства Eggbot. Подключаемся к Eggbot через браузер, а затем загружаем файл gcode через Wi-Fi. Нажимаем кнопку «Воспроизвести» в gcode файла. После этой команды плоттер начнет рисовать на предварительно установленном яйце.