Самодельный станок для намотки пластика. Намоточный станок на Arduino

Здравствуйте уважаемые друзья!

Думаю каждый из нас сталкивался с такой проблемой как перехлест пластика в катушке, когда не успел схватить конец прутка пластика, либо «недобросовестно» произведена намотка филамента, хотя может не каждый, но уверен многие встречались с этой проблемой.

И поэтому, сегодня я бы хотел рассказать, как я решил эту проблему. Итак, речь пойдет о самодельном станке по намотке пластика на катушку.

В вашем браузере отключен JavaScript

BX.ready(function()
{
BX.message({‘ENABLE_JAVASCRIPT’:’В вашем браузере отключен JavaScript’,’JS_PLAYLISTERROR’:’Произошла ошибка при загрузке списка воспроизведения’,’JS_CLICKTOPLAY’:’Нажмите для просмотра’,’JS_LINK’:’Скачать…’,’PLAYER_LOADING’:’Загрузка плеера’,’PLAYER_FLASH_REQUIRED’:’Плеер не может проиграть видео. Скорее всего у вас не установлен или отключен Adobe Flash Player’,’PLAYER_FLASH_CHECK’:’Возможно, у вас не установлен или отключен Adobe Flash Player’}); var init_player_bx_videojs_player_fed9c6828c4f96cbb1d6fazzuezS = function()
{
var player = new BX.Fileman.Player(‘bx_videojs_player_fed9c6828c4f96cbb1d6fazzuezS’, {‘autoplay’:false,’preload’:false,’controls’:true,’height’:’300′,’width’:’400′,’techOrder’:[‘youtube’,’html5′,’flash’],’fluid’:false,’notSupportedMessage’:’Не найдено подходящего способа для воспроизведения’,’errorMessages’:{‘4′:»},’sources’:[{‘src’:’https://youtu.be/raT9XsKlX-M’,’type’:’video/youtube’}],’skin’:’vjs-default-skin’});
if(!player.lazyload)
{
player.init();
}
};
if(typeof videojs == ‘undefined’)
{
window.videojs_player_timout = true;
BX.loadCSS([‘/bitrix/components/bitrix/player/videojs/video-js.css?152104137946625′,’/bitrix/components/bitrix/player/videojs/videojs-playlist.css?15210412601209’]);
BX.loadScript([‘/bitrix/components/bitrix/player/videojs/video.js?1521041379879350′,’/bitrix/components/bitrix/player/videojs/videojs-playlist-dev.js?152104126212856′,’/bitrix/components/bitrix/player/js/fileman_player.js?152104137911986′,’/bitrix/components/bitrix/player/videojs/youtube.js?152104137921017’], function()
{
setTimeout(function()
{

}, 100);
});
}
else
{
if(window.videojs_player_timout === true)
{
setTimeout(function() {
init_player_bx_videojs_player_fed9c6828c4f96cbb1d6fazzuezS();
}, 100);
}
else
{
init_player_bx_videojs_player_fed9c6828c4f96cbb1d6fazzuezS();
}
}
});

Что же нам приходится делать когда получается вот такое:

Или же вот такое:

Нам приходится снимать катушку, разматывать ее, и снова наматывать, и это в лучшем случае.
А что делать если Вы приобрели к примеру моток пластика длиной 400 метров?
Думаю здесь без посторонней помощи ну никак не справится, да и наматывать сотни метров пластика вручную как-то не очень.

В моем случае, когда я последний раз приобрел такой моток филамента без катушки, я поступил следующим образом, разрезал пустую катушку пополам, напечатал из пластика вставку, надел моток, и соединил две части катушки вместе.

Однако же, данный вариант мне не очень понравился, пластик свободно крутился на катушке, нет, в ходе печати это не создавало проблем абсолютно никаких, просто мне не понравилась свобода действий пластика .

И тут меня осенило, а почему бы самому не сделать станок, с помощью которого можно будет намотать пластик на пустую катушку, или же перемотать пластик с одной катушки на другую, в случае перехлеста, или же разделить пластик одного цвета, имеющийся только на одной катушке, на две катушки, чтобы печатать одновременно на двух принтерах.

Короче, я понял, что данный станок мне необходим

Ну и как все обычные люди настоящего времени, я рушил «погуглить»….однако же такого станка я не нашел, или умение поиска в сети интернет у меня ниже среднего, но это не суть).

Я решил изобрести станок сам, хотя это громко сказано … что там изобретать, ведь сам принцип действия такого станка уже давно известен — два вала, на которых находятся катушки, и шестерни, с помощью которых приводится в действие данный механизм.

Главными критериями создания моего станка должны быть простота в исполнении и доступность материалов сборки!

С учетом этих критериев, решил сделать из того что находилось под рукой. Основание я решил сделать из ДСП (древесно-стружечной плиты» толщиной 16 мм, а валы из металлических хромированных трубок диаметром 16 и 10 мм, такие трубки продаются в любом мебельном магазине. И то и то у меня имелось дома.

Размеры 680х130 мм и 160х130 мм.

Также в ход были пущены детали держателя катушки от кит-набора ZAV-MAX-PRO, который я приобрел больше полутора лет назад, лежавшие у меня без надобности.

Вот такой крепежный материал был использован при сборке станка (винты м3 и м5, еврошурупы, и обычные шурупы).

Раз в месяц, потом — раз в неделю, а теперь, похоже, мы стали свидетелями нового подхода к аддитивному производству, который приведет к ежедневному использованию 3D-принтера. Конечно, одним из наиболее подходящих мест для появления нового 3D-принтера является компания Kickstarter, и это ее последнее предложение не составляет исключения.

Названный Limitless ("беспредельный"), этот новый гибрид 3D-принтера и станка с ЧПУ, намерен соответствовать своему имени, обеспечивая пользователей возможностями нескольких инструментов, позволяющих выполнить разнообразные работы.
Идея Limitless была предложена изобретателем Джередом Адамсом (Jered Adams) из Колдуэлла (штат Айдахо), где у него и его группы возникла потребность в станке с ЧПУ высокого качества. Он должен был быть невелик по размерам, но при этом сохранять все характеристики профессионального станка с ЧПУ высокого класса. Кроме того, Адамс видел, как быстро развивается технология трехмерной печати, становясь новым стандартом инженерных процессов. В конце концов, Адамс и его группа подумали, "почему бы не объединить их вместе?". Вскоре после этого и появился Limitless.

Помимо своей уникальной способности быстро и без затруднений устанавливать различные инструменты, что, вероятно, делает Limitless действительно выдающимся изобретением, его надежный контроллер напоминает те, что устанавливаются на промышленном оборудовании. Инструменты одинакового размера, позволяют использовать универсальные контроллеры для их управления, однако за это, в конечном счете, может потребоваться заплатить производительностью станка. В случае Limitless каждый из его шаговых двигателей имеет собственный мотор с независимым электропитанием.

"Нам не понравилось, что все небольшие станки с ЧПУ и небольшие 3D-принтеры с целью экономии затрат используют один шаговый двигатель/контроллер, — говорит Адамс. — Контроллеры такого типа ограничены по возможностям и их сложно модернизировать. Наш Limitless использует наиболее совершенный контроллер, конфигурируемый пользователем. Поскольку контроллер использует не все входные и выходные сигналы, то это предоставляет пользователю значительную гибкость".

Помимо уникального дизайна контроллера и интеграции, Limitless также обладает достаточно большим рабочим полем. В целом, рабочий стол Limitless имеет размеры 23.5 x 33 дюймов (596.9 на 838.2 мм), с просветом по вертикали в 14 дюймов (356.6 мм). Это, фактически, делает его одним из самых больших на рынке гибридных инструментов с ЧПУ.

Для пользователей, которым требуется дополнительная функциональность от Limitless, компания планирует в ближайшем будущем добавить 6-осный контроллер, токарный инструмент, и, возможно, лазерный резак. Все эти дополнительные инструменты будут легко устанавливаться на ости Z, что, фактически, устранит необходимость в смене инструментальных головок.

А для тех, кто хотел бы использовать Limitless в качестве 3D-принтера, он, в конечном итоге, будет конфигурироваться для работы с несколькими экструдерами, хотя вначале будет поставляться с единственным экструдером, спроектированном в компании. Этот экструдер позволит работать с такими материалами, как HDPE, PVC, PVD, и полипропилен. Поскольку при использовании с ЧПУ станок способен работать с твердыми материалами, компания надеется, что применение более твердых материалов с 3D-принтером позволит пользователям создавать более прочные прототипы.

Если вам требуется решение, позволяющее работать с 3D-принтером и со станком с ЧПУ, то сложно спорить, что Limitless выглядит как хороший вариант "все в одном". Более подробную информацию можно найти на странице Limitless Kickstarter.

Установка печатающей головки 3D принтера на настольный ЧПУ, расширяет возможности использования гравировально-фрезерного станка, позволяя печатать 3Д модели из пластика. В итого получаем 3D ЧПУ способный воспроизводить изделия как из пластиковой нити методом печати так и из дерева методом фрезерования. Для управления процессом используются стандартные программы , и др.

Для 3D печати необходим файл формата STL, который поддерживается всеми программами 3D принтеров. Для конвертирования в STL можно использовать Soildworks, google Sketchup и другие программы. А также скачать готовые модели.

Для 3D печати на CNC станке Моделист3040 используем печатающую головку 3D принтера

Обычно в экструдерах 3Д принтеров используются терморезисторы 100К с нелинейной характеристикой, для работы с таким датчиком нужно использовать управляющую электронику от 3Д принтера. Чтобы использовать обычные доступные терморегуляторы датчик температуры необходимо заменить, например, на термопару типа К, что уже сделано в печатающих головках предлагаемых нашим магазином.

И любой терморегулятор, поддерживающий работу с термопарами типа К, например «ОВЕН 2ТРМ1-Н.У.РР», стоимость которого около 4 000,00 рублей.

Выбор двухканального терморегулятора, был связан с возможностью дальнейшего расширения и использования подогреваемой платформы

Так же понадобиться блок питания для нагревателя экструдера, с номинальным напряжением 12В и током не менее 3А, для возможности использования этого же блока и для питания нагревателя подогреваемой платформы и вентилятора экструдера, блок питания применен на ток 10А

Схема необходимых подключений показана на рисунке 1

Рисунок 1

1. Снять крепление шпинделя и закрепить печатающую головку 3Д принтера, как показано на рисунках 2 и 3

Рисунок 2

Рисунок 3

2. Установить печатающую головку на станок Моделист3040, рисунок 4. Аналогично можно установить и на любой другой станок серии "Моделист"

Рисунок 4

3. Настраиваем драйвер оси А, к которому подключается мотор экструдера:
Рабочий ток двигателя 0,57А.
Шаг 1/16 (для более плавного выдавливания пластика).

В программе «CNC USB controller»
Файл → Настойки → Оси: включаем 4-ю ось и присваиваем ей букву «А».
Файл → Настойки → Настойки → Шагов/Единицу: устанавливаем «85»

Управление осью «А» будет: вниз - выдавливание пластиковой нити через экструдеру, вверх - возврат нити.
Перед тек как нажать на кнопку «возврат каретки в нулевое положение», сбросить счетчик оси А отдельно, иначе экструдер выдавит леску наружу.

4 Генерируем G-код в любой программе для 3D принтеров, например «RepetierHost», рисунок 5.

Рисунок 5. Генерируем G-код в программе для 3D принтеров «RepetierHost»

Для настройки генерации кода в программе «RepetierHost» для печати на гравировально фрезерном станке с ЧПУ, необходимо удалить команды которые добавляются в начале и в конце G- кода: разогрева головки, поиск нуля, охлаждение детали,и т.д.

6. Открыть G-код простым блокнотом, командой «заменить все» заменить букву «Е» на букву «А».

7. И запускаем 3D печать на ЧПУ станке.

Полная инструкция по установке и работе идет в комплекте с набором для установки экструдера на станки серии "Моделист"

Давно вынашивал идею собрать мини сверлильный станок для моделизма и прочего сверления разнообразной мини-мелочёвки. Но всё время останавливала нехватка некоторых запчастей: каких либо направляющих, кулачкового мини патрона, блока питания. Да и не было чёткого представления схемы станка, который хотелось бы получить на выходе. Тем более, альтернативой мини-станку всегда был обычный шуруповёрт, дремель и комплект кривых рук:-) Недавно обзавёлся собственным 3D-принтером, собственно после этого события решил всё-же собрать станок, вернее частично переложить его сборку на алюминиевые плечи принтера, ибо полностью собирать сверлилку своими руками при наличии принтера, это как-то не правильно. К тому же, в последнее время что-то очень редко требуется сверлить что либо по диагонали, чаще нужна всё-же некоторая перпендикулярность относительно плоскости сверления, поэтому откладывать его сборку больше нельзя:-)

На днях, шляясь по строй-рынку, приобрёл огрызок кругляка из нержавейки диаметром 16мм, который будет служить вертикальными стойками и направляющими станка. А великий и могучий Китай помог найти всё остальное: кулачковый патрон, линейные подшипники, блок питания и регулятор оборотов, правда блок с регулятором всё ещё в пути, но это уже мелочи. В качестве основного электродвигателя станка, решил использовать Б/У-шный моторчик Elma Hartha 1223.3 на 24в, который пылится у меня без дела около 20 лет. Для начала пришлось избавиться от штатного червяка на валу двигателя. Подходящего шестигранника как обычно не оказалось, поэтому пришлось высверливать стопорные винтики (фото ниже).

Направляющая из нержавейки в виде единого прута длиной примерно 50 см, поэтому пилим его на две части чтобы получились две вертикальные стойки будущего сверлильного станка. Минут 10-15 махания обычной ручной ножовкой по металлу и на выходе получаем два кругляка одинаковой длины.

После подготовки моторчика и направляющих, решил заняться моделированием основных пластиковых деталей станка. Для начала пришлось посидеть около недели в редакторе 3DS Max, чтобы наконец-таки определиться со схемой и моделью будущего мини сверлильного станка и подогнать все размеры пластиковых деталей под направляющие, линейные подшипники и мотор. На фото ниже итоговый вариант того что получилось у меня в редакторе. Сама схема и принцип действия станка позаимствованы с Ютуба, там можно увидеть множество роликов с готовыми станками в работе. Пожалуй единственное отличие тех станков от моего, это то что они собраны на направляющих валах 8мм и соответственно они более миниатюрные и дешёвые. После создания 3D модели мини сверлильного станка можно приступать к печати всех этих пластиковых деталей.

Принтер не имеет подогреваемого стола поэтому печатать элементы станка буду из пластика PLA. На фото ниже печать приблуды (каретки) которая будет удерживать подшипники LM16UU, ну и к которой будет крепиться сам горизонтальный держатель мотора с хомутом. Заполнение выставлял не более 30-40 процентов, чтобы под конец печати все эти детали не сильно изгибались дугой:-)

Горизонтальный держатель мотора, она же вилка.

Примерный набор деталей для сборки станка (фото ниже).

После распечатки деталей, приступаем к сборке, но для начала нужно пройтись сверлом по всем отверстиям для винтов, чтобы избавиться от заусенцев и прочих дефектов печати.

С помощью переходной муфты, закрепляем на валу мотора кулачковый патрон, после чего сам мотор стягиваем хомутом на горизонтальном держателе станка (фото ниже). Этот патрон заказывал с Али (в этом магазине), с ним в комплекте так же идёт муфта на вал 5мм и ключи ().

Примеряем линейные подшипники LM16UU на направляющие. С помощью наждачной бумаги и трубки подходящего диаметра избавляемся от заусенцев внутри пластиковой каретки, после чего запрессовываем подшипники внутрь.

На фото ниже практически собранная вертикальная стойка. По одному, подшипники на валу немного люфтят, не знаю кто виноват, то ли подшипники а-ля Китай, то ли не калиброванный кругляк с Москворецкого рынка. Но в целом всё получилось довольно замечательно, ибо когда все четыре подшипника запрессовал в каретку и одел всё это дело на направляющие, то люфтов практически не стало.

Шляпки винтов оказались несколько великоваты посадочных мест, поэтому пришлось обточить их на наждаке.

Печать самой большой и ответственной детали станка, основания, размеры которого примерно 30х15х5см. При моделировании старался по максимуму облегчить подставку, расположив ребра жесткости вручную, но к сожалению это не помогло, под конец печати, углы всё же оторвало от стола и в результате нижняя часть основания получилась слегка изогнутой (лодкой). Видимо надо брать на заметку, что четыре периметра толщиной 0,8мм, это тоже довольно много для печати больших деталей без подогреваемого стола. В будущем надо будет попробовать печатать одним периметром с минимальным заполнением, лишь бы деталь не развалилась при снятии со стола. А в качестве заполнения использовать уже гипс, цемент, бетон, пол, смолу или иной, но не дорогой заливочный материал.

Стамеской и молотком отсекаем подложку по периметру основания (фото ниже).

Опять таки наждачкой подготавливаем отверстия под стойки, затем устанавливаем сами направляющие стойки. В начале запрессовались вроде туго, но в последствии, пока мотылял станок из угла в угол, у этих стоек появились покачивания (люфты), пришлось пролить их эпоксидкой.

На фото выше видно приподнятые уголки основания, радует хотя бы то что вся эта кривизна только внизу по углам, верхняя же часть горизонтальная и ровная. Чтобы хоть как-то прикрыть этот кривой ужас и выровнять основание подставки, решил распечатать нечто вроде плинтуса (фото ниже).

С этим плинтусом основание станка теперь смотрится логически завершённым (фото ниже), нежели предыдущий квадратный обрубок. К тому же выровнялось днище и станок теперь не качается как лодка на волнах.

Крохотная проблема всех аналогичных мини-станков с монолитным основанием в том, что не всегда есть возможность просверлить крупногабаритную деталь, ибо она тупо не помещается под сверлом станка и его основанием. Если постоянно сверлить печатные платы или какую-либо другую мелочевку то с этим проблем не возникает, но в моделизме могут возникнуть проблемы при сверлении больших деталей. Поэтому чтобы не браться в таких случаях за шуруповёрт, при создание 3D модели сверлильного станка, решил предусмотреть возможность сверления негабаритных деталей прямо сквозь основание станка. Реализовано это в виде небольшого окошка в основании подставки, под которое всегда можно подставить большую деталь и просверлить в ней отверстие. При обычном использовании станка, в этот проем установлен лоток для сверл, ключей и другой разнообразной мелочевки, а также стаканчик в центре для сбора стружки (фото ниже).

Так же распечатал барашки для регулировки мотора по высоте и для ограничителя глубины сверления.

Рычаг опускания выполнен из фрагмента обычной строительной шпильки М8. На роль ограничителя глубины сверления, приспособил какую-то ось или вал диаметром 5мм из остатков оргтехники (фотки ниже).

В качестве рабочей поверхности можно было бы использовать текстолит или оргстекло, но друзья подкинули кусок нержавейки толщиной 3 мм, поэтому решил использовать его, тем более этот лист будет служить хорошим противовесом от заваливания станка на бок. После подгонки общих размеров листа к основанию станка, накерниваем и сверлим отверстие под сверло станка (фото ниже).

Придаём наждачками гламурный внешний вид нашему листу и устанавливаем его на свое место.

Печаталось всё на принтере MihaNiko D-BOT, поэтому решил и этот станок обозвать аналогичным образом. Тем более на основании станка имеется идеальное место для установки такого шильдика (фото ниже).

Переходим к испытанию сверлильного станка. Моторчик конечно слабоват но со своими мини-задачами справляется изумительно, особенно порадовало то что все отверстия сверлятся перпендикулярно плоскости, теперь нет необходимости постоянно смотреть на сверло с двух сторон, как это обычно происходило с шуруповёртом. В теории этот мотор на 24в, но под боком все блоки только 12, поэтому к ним и подключал во время тестов. Когда с Али всё же приедет блок на 24в, то возможно мощности у сверлилки чуть прибавится.

На фотке выше, самодельная подъёмная пружина каретки, намотанная из обычного кухонного венчика, минус которой в том что она не калёная, и к тому же в сложенном состоянии она занимает очень много полезного места, практически 2,5 см, соответственно на эти 2,5 см сверло не может опуститься ниже. Можно конечно отказаться от одного линейного подшипника и тогда пружина полностью складывалась бы внутри каретки. Но чтобы не провоцировать появление люфтов, решил заменить пружину. В интернет-магазине автозапчастей, заказал кучу разнообразных пружинок стоимостью не дороже 50 руб, чтобы уже по месту определиться с нужным размером и жёсткостью.

Примерно через три дня забрал аж две посылки из пункта самовывоза CDEK, по фото ниже видно что кто-то где-то явно облажался (не буду показывать на себя пальцем), так как одна пара пружин оказалась просто огромной, чуть ли не больше самого станка:-) Даже как-то не ожидал что за 50р можно приобрести новую пружину таких размеров.

Новая пружина состоит теперь из пяти-шести витков и в сжатом состоянии занимает теперь раза в три меньше места, чуть меньше 1 см. В прайс-листе она прописана вроде как - пружина рычага переключения передач ВАЗ 1118.

На электродвигателе щёточная крышка слегка выступает, поэтому решил распечатать пластиковую гильзу и одеть её на мотор, чтобы под хомутом станка мотор можно было максимально регулировать по высоте.

На фотках ниже практически собранный мини сверлильный станок, осталось дождаться из Китая блок питания и регулятор оборотов. После чего, можно будет окончательно определяться с расположением проводки, регулятора и блока питания. Регулятор конечно хотелось бы установить, но сомневаюсь что при снижении оборотов двигателя будет сохраняться мощность на сверле, ибо этот мотор без редуктора. Поэтому установка регулятора пока под вопросом, заказал пару простеньких, как приедут, испытаем и решим. Общие габариты станка, получились примерно 29х29х14см.