你曾经想过随时随地绘一副艺术作品吗?像一个艺术家一样。没一艺术天分没关系,用科技来弥补你的天赋吧。
今的DIY教程是做一个便携式的绘图仪器,这个绘图仪还能在布料上制作电路。 关于这个绘图仪的小贴士:
精确度- 只要带子不会乱跳,精确度会在2到3毫米。示踪会有一些斑点,所以我不会使示踪有相距3到4毫米的间隙。
常见失误及未来的设计微调- 我会用一个连接杆和一个定制的螺杆上的栓塞来控制注射器。这样一来,在更换材料的时候就会更加容易,而且减少材料浪费。我还会把一个马达驱动器连接在上面,像Grbl的运动控制器一样实现真正控制。
所需材料-这款绘图仪是充分开发Makeblock 绘图机器人套件的结果。所以你完全可以开发出自己的部分,令它更便宜更好用。如果你做了,请告诉我!
估计成本:500美元
估计时间:组装需要8-16小时
好啦,废话不多说,开始教程。
第一步:取得制作材料 这个项目是我从MIT的Bot of Cloth中得到的灵感。在一种兴奋的眩晕中(就是那种感觉自己的梦可能实现的感觉),我把Bot of Cloth的全部Thingivers的文件全部打印了出来。但不幸的是,它们并不能达到我想要的结果。所以我在未知的令人兴奋的领域探索出用定制的Makeblock绘图机器人套件来制作一个布料上可用的绘图仪。
除了Makeblock绘图仪v0.2套件,你还需要一些其他的材料组件:
1) 直线作动器,比如这个—Karlsson Robotics 2) 易步进电机驱动 、
3) 3D打印的注射器栓塞
4) 激光切断机和一片1/8″的丙烯酸塑料
5) 松紧带
6) 18英寸的重型机织物
7) 氰基丙烯酸盐粘合剂或者不会使丙烯酸塑料雾化的强胶
8) 少量压制塑料用的EMF Yshield 漆
9) 压制用的5毫升20个刻度的注射器和针头
10)封边用的松紧带,铁质的镶边更好
11)制作注射器挤出机的STL
12)4-3销侧释放夹
13)用于打印的1片1/4″的木头和带子
14)打印用的腈纶手套
第二步:裁剪织物底座 “一块不受限制的帆布就要完成一些严肃的任务了!”想着这个,你可以把你的绘图仪做成任何尺寸(限制只出现在齿轮带大小上)。我的底座是34″x 24″的。裁剪出一个你想要大小的矩形。
然后,你需要在每个角上用三边有叉子齿的释放夹来连接上松紧带。用丙烯酸塑料片应该可以在织物上实现这个步骤。
我用绝缘带清洁了绘图仪的边,我下次可能会用粘合胶带,因为橡胶带和织物带粘的不是特别好。
你需要把一些旋转的部分直接固定在布料上,有很多方法可以固定,比如缝起来或者用胶水粘,但是我用螺丝和螺母来固定。
第三步:组装Makeblock 组件我用了很多Makeblock套件里的研磨片、机械零件和微控制器,还有我自己的丙烯片和混合的电子器件。 制作一个布料上可用的绘图仪,你需要组装以下的Makeblock组件:
不带笔筒的X构台;
有两Y轴插放的金属托槽,同时连接着齿轮皮带。你并不需要使用任何长金属片作为绘图仪底座;
2个停止触发器,安装在X轴的(0,0)位置(这样机器可以自动导航);
(0,0) 位置还应该有一个可移动的小车,供两个马达安置。
正常的组装说明见此链接。
第四步:制作定制的激光切割组件你需要制作一些组件使绘图仪调整成适合在布料上使用的状态。必要的调整如下:
1) 为马达和注射器制作一个压出机。这个注射器得能够移动。
2) 制作一个框架。这个框架要能把织物外围的松紧带紧紧地按在桌子上,还要固定绘图仪的底座,把这个框架做结实点。
3) 需要两个小车,X、Y轴各一个,要能在织物上灵活的上下滑动。其中一个小车是支持马达的,另一个支持齿形皮带的另一边。但神奇的是,你其实并不需要轮子,轴承或其他滑动有摩擦力的东西都是可以用的。
第五步:注射器栓塞注射器压出器被连接在直线作动器上的3D打印注射器栓塞控制。我在Objet 树脂机器上打印出这些小小的大头钉,但实际上我发现用Makerbot也能打印的不错。如果是Makerbot版,就用注射器栓塞本来的橡皮碗,这样做出的活塞就能像标准的一样不漏气。
第六步:连接电子器件制作Makeblock绘图仪的电子器件的说明在Makeblock里面都有。这个说明链接可以帮你把部件组装在两个X、Y步进马达里。你还需要添加另一个步进马达用来推进,你可能需要在直线作动器上为步进马达驱动器接通电源。我使用了另一个RJ电线并且切断了连接器,然后,我把它焊接在了马达驱动器上,并接进了Makeblock面板上。 我只用了两个停止触发器,因为不管怎样,我的设计没有一个超过(12000,12000)范围的。
第七步:制作定制界面你可以在这里找到Makeblock软件。我个人认为这个软件使用起来有点冗长累赘,而且代码的处理永远连不上Arduino Serial。我觉得可能是因为Makeblock把他们的主MCU从一个基于Leonardo的设备变成了一个基于Uno的设备但是他们没有升级说明书和代码。不过没关系,利用Arduino+Processing Serial交互的好处使得制作定制界面变得超级简单。
我写了一个快速的Arduino脚本,并接上Processing,这样我可以轻松跑测试。
让你的Arduino与Processing同步很容易。这个Sparkfun教程会教你一些诀窍。
如果你按这个程序,我给你推荐以下P5界面的数据处理按钮:
1、 停止
2、 上、下、右、左
3、 挤压
4、 模式1
5、 模式2(等等)
6、 返回主页
第八步:程序追踪我用锯齿形参量追踪我的硬代码。当然,理想状况,它应该是G代码,但是我想看看他能否在设定其他软件前工作。我发现,当你设定100-200个步骤的行进和5个步骤的挤出时,有一个模式运行得相当好,而且当你设定模式的时候,它也会继续。请让我知道这样的方法对你也有用。
第九步:测试让挤出的部分变得可靠的工作有点繁复。我最后是将织物粘在了一个1/4″的木头上,用了一个长长的有20个刻度的注射器和针头才使得打印喷出的较为完美。因为这样有助于让木头更贴近注射器针头的末端,再小小的调整一下,就可以得到完美的可传导的轨迹了。另外,我又写了一个用来连接Arduino跑程序的界面。如果你用了一个合适的3步进马达驱动器板,你得能用Grbl之类的东西使挤压机和X/Y步进马达同步运动。我不能保证,但是我觉得这样一定会是你的打印过程和轨迹质量有很大的提升。
第十步:在布料上打印电路为了使电路能打印出来,你需要如下步骤:
1) 给绘图仪装上丙烯酸和石墨传导涂料。比如这个就非常好。5ml的注射器装的越满越好,最好能把连接在直线作动器上的注射器活塞冲开,或者就在顶部下面。
2) 把织物嵌入一块1/4″的木头上,固定好材料和绘图仪,使其有一个干净的拓扑结构。把它放置在绘图仪的(0,0)点。
3) 把注射器装在马达上,把马达装在压出机的顶部。
4) 转动直线作动器直到注射器挤出一滴涂料。
5) 在程序里按下开始按钮,拿住木头,使其在打印时正好在注射器下面。在打印的时候,涂料应该轻轻地浮在布料上。
打印好后,你就得到了一个布料上的电路。丙烯酸涂料需要1.5小时风干和真正可以传导。不要倾斜板子因为涂料会流动。
尽情的挥洒你的艺术吧!
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