Чпу станок из лего

Обновлено: 02.05.2024

Как сделать самодельный ЧПУ станок. Изготовление CNC станков в домашних условиях. Простые схемы. Чертеж самодельного фрезерного ЧПУ станка.

Предыдущие статьи

Друзья

ЧПУ станок из лего

Опять возвращаемся к тому, как построить ЧПУ станок из Лего.
Точнее к тому, что наши журналюги, как всегда, не в зуб ногой в тематике написанных ими статей.

Американский подросток Леон Овервил собрал работающую модель принтера, использовав в качестве основного материала детали конструктора Лего.

Свое устройство 14-летний мальчик назвал PriNXT. По его словам, это даже не принтер, а робот, который умеет рисовать. Кроме сотен кусочков Лего, механизм включает в себя металлические детали, провода, датчик, сервоприводы и держатель для маркера.

Чтобы робот смог «печатать», Леон написал специальную программу для компьютера, которая переводит загруженное изображение в нужный формат и передает информацию устройству в виде двоичного кода. Картинка, которую рисует машина, получается одноцветной, цвет зависит от маркера, закрепленного в держателе. По качеству изображения она похожа на те, какие выдавали старые матричные принтеры.

Пока робот может передвигать маркер только по горизонтали и по вертикали, а также поднимать и опускать его. Рисование наклонных и кривых линий ему не доступно.

Да и готовые проекты ЧПУ станков на лего давно уже известны, вот типичный представитель:

Блин, скоро в новостях буду писать - американский подросток 14 лет сам смог воспользоваться ночным горшком!

posted by Константин at 00:55

Comments on " ЧПУ станок из лего "

pustelnyck said . (14 марта 2012 г., 09:35) :

Это просто фейрично! Подросток сделал графопостроитель из лего!
Что в этом такого сложного, есть готовые блоки и электроника, почитать что такое G-код, как он трактуется и как его генерировать - дело пары вечеров.
Вместо язвить, написали бы обзороное руководство "для чайников". Я, например, с руками, копьютером дружу, а с паяльником - нет.
Книжек подходящих нет. Есть обьемные научные руководства для профессионалов.
Вы выкладываете чертеж станка из фанеры (что и самому можно без труда сделать), но при этом ни слова об управлении станком. Как его подключить к компу, как им управлять.

Анонимный said . (6 октября 2012 г., 23:43) :

Не смотря на то, что Lego Mindstorms разрабатывался и позиционируется на рынке как детский конструктор, из него делают небольшие ЧПУ фрезеры, простые 3 D принтеры и графопостроители.

Конечно, жесткость пластмассового конструктора не позволяет обрабатывать металлы, но с легким пластиком такие ЧПУ станки вполне справляются.

Для производства или высокоточной обработки построенные на Lego Mindstorms изделия не годятся, но, скажем, как опытный образец для развития ребенка – они вполне подходят.

Вот, к примеру, 4-х осевой ЧПУ станок собранный из деталей Лего и контроллера Mindstorms .

Посмотрите, что он может делать.

Как видите – вполне удачный образец позволяющий получить 3 D фигуры из не твердых материалов. Можно делать модели из пенопласта для последующей их формовки и отливки из металла по технологии выжигаемых металлом моделей.

Если уменьшить скорость подачи, то на таком ЧПУ станке можно обрабатывать и пластик.

А это трехосевой ЧПУ станок на базе Lego Mindstorms .

Если заменить фрезер на 3 D экструдер – получится 3 D принтер, кстати, в качестве печатающего узла можно использовать 3D ручку.

Для экспериментов нет необходимости покупать готовый экструдер, его можно собрать из клеевого пистолета и тех же деталей от Lego Mindstorms .

Как видите – технология весьма доступная и не требует каких либо дополнительных деталей кроме конструктора.

Сам конструктор Lego Mindstorms уже давно продается в магазинах, цена его достаточно велика, но, зато и возможности не ограничиваются только созданием ЧПУ станков и их производных.

Вот несколько примеров автономных роботов которые можно создать с помощью этого конструктора.

А это – интеллектуальная машина, которая сама может найти выход из комнаты.

Из пары конструкторов можно собрать пару роботов-бойцов и устроить бои роботов!

Почувствуй себя зрителем на арене кибер-Колизея!

Но только экшен роботами дело не ограничивается, можно построить и машину для сборки кубика Рубика.

Как видите – применение одного и того же конструктора весьма разнообразно.

Ну и в окончание – ссылка, купить набор Lego Mindstorms можно тут .

Разработайте, соберите и запрограммируйте устройство, которое могло бы рисовать различные узоры, точно выполнять задачу, а также повторять её выполнение.

План урока

Подготовка
— Ознакомьтесь с материалами для учителя.
— Если необходимо, разработайте план урока, используя материалы для начала работы из ПО «Лаборатория EV3» или Приложения для программирования EV3. Это поможет познакомить учащихся с конструкторами LEGO ® MINDSTORMS ® Education EV3.

Объяснение (30 мин.)
— Дайте учащимся задание придумать несколько прототипов.
— Предложите им найти новые конструкторские и программные решения.
— Попросите каждую пару учащихся собрать и испытать два решения.
— Раздайте учащимся большие листы клетчатой бумаги, цветные карандаши или маркеры.

Объяснение (60 мин.)
— Попросите учащихся протестировать свои решения и выбрать лучшее из них.
— Убедитесь, что они могут подготовить свои таблицы результатов испытаний.
— Дайте каждой команде немного времени, чтобы завершить свой проект; затем соберите материалы, в которых они зафиксировали результаты своей работы.

Дополнение (60 мин.)
— Дайте учащимся немного времени, чтобы подготовить итоговые отчёты.
— Проведите обсуждение, в ходе которого каждая группа расскажет о результатах своей работы.

Оценка
— Дайте оценку работе каждого учащегося.
— Для упрощения этой задачи вы можете использовать раздел оценки.

Начало обсуждения

Оборудование с ЧПУ (числовое программное управление) использует заранее запрограммированные инструкции для высокоточного управления инструментом и его перемещения по одной оси или нескольким. Оно обычно используется в автоматизированных производствах и помогает превращать прототипы, разработанные на компьютере, в реальные предметы.

PLAY

Поощряйте активное обсуждение идей.

Предложите учащимся ответить на следующие вопросы.

Что из себя представляет оборудование с ЧПУ и где оно используется?
Какой из способов крепления карандаша или маркера самый удобный и надёжный?
Какой приводной механизм позволяет перемещать карандаш или маркер вдоль двух осей координат?
Какая конструкция обеспечивает точность и повторяемость движений механизма?

Попросите учащихся задокументировать свои первоначальные идеи и объяснить, почему они выбрали то или иное решение для создания своего первого прототипа. Попросите их описать, каким образом они будут оценивать свои идеи в процессе выполнения данного проекта. В процессе рассмотрения и повторения учащиеся получат определённую информацию, которую смогут использовать для оценки эффективности своих решений.

Дополнительно

Развитие языковых навыков

Для развития языковых навыков попросите учащихся:

использовать свои записи, наброски и/или фотографии, чтобы подвести итоги этапа разработки и подготовить итоговый отчёт;
снять видео, в котором рассказывалось бы о процессе разработки их решения, начиная с первоначальных идей и заканчивая финальным этапом реализации проекта;
подготовить презентацию, рассказывающую об их программе;
подготовить презентацию, рассказывающую об их решении и аналогичных системах, используемых в реальной жизни, а также описывающую новые изобретения, которые можно создать на основе их решения.

Вариант 2
На этом уроке учащиеся собрали чертёжную машину с ЧПУ. Чертёжные машины с ЧПУ используют созданные человеком модели систем автоматизированного проектирования (САПР) для производства деталей, изделий и прототипов. Модели САПР представляют собой данные, хранящиеся в локальных сетях или облачных хранилищах.

Обсудите и запишите преимущества и недостатки хранения чертежей САПР на отдельном компьютере, в локальной сети или в облачном хранилище.
Принимая во внимание тот факт, что поставщики программного обеспечения для школ и образовательных организаций должны обеспечить защиту данных учащихся, в том числе чертежей САПР, напишите информационное эссе о конфиденциальности данных и её важности для онлайн-хранилищ работ учащихся.
Сравните проблемы безопасности данных, с которыми сталкивается какая-либо компания-проектировщик, хранящая чертежи САПР онлайн, и школа, также хранящая созданные учащимися чертежи САПР онлайн.

Развитие математических навыков

На этом уроке учащиеся собрали чертёжную машину. А что, если их задача заключалась в том, чтобы создать машину, которая могла бы рисовать определённые геометрические фигуры? Что, если им было необходимо постоянно улучшать качество чертежей геометрических фигур, созданных машиной? Один из способов решения этой задачи — применение одного из видов искусственного интеллекта, называемого машинным обучением. Для использования машинного обучения системе необходимо предоставить обучающую выборку, чтобы «научить» её чертить геометрические фигуры, а также судить об аккуратности и правильности чертежей.

Для развития математических навыков и их практического применения в процессе изучения методов машинного обучения и, в частности, использования обучающих выборок попросите учащихся:

написать определения трёх основных геометрических фигур (например, круга, квадрата и равностороннего треугольника) и определить, каким образом следует изменить эти определения, если их предполагается использовать для обучения роботизированных чертёжных машин;
написать такое определение какой-либо геометрической фигуры, используя которое роботизированная чертёжная машина могла бы создать чертёж этой фигуры в заданном масштабе;
посмотреть на предложенные учащимися определения и подготовить таблицу обучающих выборок, которые они будут использовать для обучения роботов движениям, необходимым для вычерчивания выбранных фигур.

Для того чтобы укрепить взаимосвязь между математическими концепциями и изучаемой темой, задайте следующие вопросы.

Что такое искусственный интеллект? Чем он отличается от набора заданных команд? Каким образом понятие математических моделей помогает выявить различия между искусственным интеллектом и простым набором команд?
Каким образом вы изменили бы конструкцию робота, чтобы научить его воспринимать окружающие предметы и создавать чертежи увиденных им фигур?

Советы по сборке

Идеи для вдохновения
Дайте учащимся возможность собрать несколько моделей, инструкции для которых можно найти по следующим ссылкам. Предложите им изучить работу этих систем и на их основе подготовить Техническое задание.

Советы по тестированию
Предложите учащимся сконструировать собственную испытательную установку и разработать порядок испытаний, который позволил бы выбрать наилучшее решение. Следующие советы помогут учащимся провести испытания.

Отметьте положение карандаша/маркера, установленного в механизме, на клетчатой бумаге. Это позволит возвращать его в то же положение каждый раз при проведении нового испытания.
Используйте квадраты 1 x 1 см на клетчатой бумаге, чтобы записывать результаты каждого испытания.
Подготовьте таблицы результатов испытаний, чтобы записывать в них результаты своих наблюдений.
Оцените точность работы своего механизма, сравнив ожидаемые и фактические результаты.
Проведите испытания по меньшей мере три раза.

Пример решения
Далее приведён пример решения, соответствующего критериям Технического задания.

PLAY

Советы по программированию

Пример программы, созданной в EV3 MicroPython

Перспективы профессионального развития

Учащиеся, которым было интересно данное задание, могут попробовать себя в следующих сферах деятельности:

производство и инженерное дело (машиностроение);
СМИ и средства коммуникации (цифровые СМИ).

Возможности для оценки

Журнал педагога
Разработайте критерии оценки, максимально соответствующие вашим задачам, например следующие.

1. Задание выполнено не полностью.
2. Задание выполнено полностью.
3. Результаты превзошли ожидания.

Используйте следующие критерии для оценки успеваемости учащихся.

Учащиеся могут оценить различные варианты решений на основе выбранных критериев и компромиссов между ними.
Учащиеся самостоятельно разрабатывают работающие и креативные решения.
Учащиеся могут понятно рассказать о своих идеях.

Самостоятельная оценка
Когда учащиеся получат первые сведения об эффективности моделей, дайте им время, чтобы оценить свои решения. Вы можете задать следующие вопросы.

Ваше решение соответствует критериям технического задания?
Можно ли сделать движения вашей чертёжной машины более точными?
Какие способы решения этой задачи нашли другие команды?

Попросите учащихся придумать и задокументировать два варианта усовершенствования их решений.

Оценка одноклассников
Организуйте процесс оценки решения одноклассниками, в ходе которого каждая группа должна оценить свой собственный проект и проекты других групп. Это поможет развивать навыки высказывания конструктивного мнения, а также совершенствовать навыки анализа и умение использовать объективные данные для аргументации своей позиции.

Facebook Если у вас не работает этот способ авторизации, сконвертируйте свой аккаунт по ссылке ВКонтакте Google RAMBLER&Co ID

Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal

ЧПУ из дерева и Lego

Сделать ЧПУ, идея появилась год назад, но все находл отговорки, что это сложно.
[ чпу - это.. ] Справка: Числовое программное управление; англ. computer numerical control, сокр. CNC) — компьютеризованная система управления, управляющая приводами технологического оборудования, включая станочную оснастку.

И вот наконец собрался, сделал набросок-чертеж.

3D модель и схема распила фанеры.

Приступил к вооплащению мечты в реальность..

Заехали на лесопилку, брусок нашли 25мм х 40мм х 2м. За 4 бруска отдали 50руб.
Как оказалось фанеру 10мм продают размером 1.5м х 1.5м и в мой фунтик (Toyota Funcargo) такой лист не входит.

Отсутсвие релингов компенсировал лист пенопласта (2см толщиной и стоимотью 50руб)

При танспортировке крыша автомобиля не пострадала.

На удачу заехали на мебельную фабрику, за 100руб. нам напилили фанеру.

Запчасти для станка

Деревянная часть готова

Механическо-электронная часть
Перемещение платформ осуществляется 5мм шпилькой. (5мм - диаметр отверстий в деталях Lego)
на платформу прикреплены гайки-барашки.

один из концов шпилек вырезал в форме «+» для контакта с сервоприводом для Lego NXT

Размещение деталей Lego на станке

Программная часть
Для управления попробовал использовать robotC (шел подарком с лего). Прежде чем подключать режущий механизм попробовал подключить авторучку

Программа импользует алгоритм «черепашки»
[ Код ]
void axisMove(string axis, int direction,float cnt)

Роботы и механизмы в Lego запись закреплена

ОСЕВАЯ ФОРМУЛА ПАРОВОЗА

Осевая формула — набор цифр, который определяет тип паровоза по количеству, назначению и расположению осей колёсных пар в экипажной части локомотива.

В классической конструкции паровоза встречаются три основных вида колёсных пар или осей:
Показать полностью.

1. Бегунковые колёсные пары (направляющие колёсные пары) — служат для улучшения вписывания паровоза в кривые. При прохождении паровозом кривых направляющие оси отклоняются в сторону поворота и тем самым снижают вероятность схода с рельсов и уменьшают нагрузку от основных колёс на рельсы в поперечном направлении. Колёса этих осей, как правило, имеют значительно меньший диаметр, чем на спаренных осях. Чаще всего встречаются на быстроходных, пассажирских паровозах.

2. Движущие колёсные пары (сцепные колёсные пары, сцепные оси, движущие колёса и т.д.) — служат для реализации тягового усилия генерируемого двигателем. Присутствие их на любом паровозе обязательно. Поскольку частота вращения механически связанных колёс одинакова, диаметр их тоже должен быть одинаков. Как правило, это самые большие по диаметру колёса на паровозе. В общем случае чем больше мощность локомотива, тем большее количество движущих колёсных пар на нём применяется.

3. Поддерживающие колесные пары — служат для перераспределения нагрузки на рельсы, в том числе для снижения нагрузки на ведущие оси до допустимых значений. Колёса этих осей, как правило, имеют значительно меньший диаметр, чем движущие колёса. На паровозах встречаются не всегда.

Способы записи осевых формул отличаются в разных странах. Русский способ, который аналогичен Американскому, где запись производится цифрами в порядке: Бегунковые - Движущие - Поддерживающие

Например, 1-4-1 для паровоза из LEGO ниже можно проиллюстрировать схемой оООООо

Читайте также: