Niskobudżetowy ploter ołówkowy na silnikach z drukarki

Byłem wczoraj w Castoramie - mają całkiem spory wybór profili aluminiowych. Wykosztowałem się 4.20zł i zakupiłem metrowy ceownik o rozmiarach 10x8x1.5 mm (wysokość, szerokość, grubość ścianki). Niestety nie znalazłem pasującego do niego pręta prostokątnego (był w Obi, ale pełny w środku za 20zł, nie będę tak burżujstw brać do testów ), ale wymyśliłem że może by tak zamiast niego użyć tego ceownika. Coś w ten deseń:

Takie łożyska pasowałyby idealnie: http://allegro.pl/627-2rs-lozysko-kulko ... 55300.html (model zrobiony z zachowaniem wymiarów). Mógłbym wtedy kupić okrągły pręt aluminiowy 7mm i użyć do zrobienia bolców dla łożysk, do tego poniżej rurka o średnicy wewnętrznej 7mm która by robiła za swego rodzaju "dystans". Jednak w takim wypadku dochodzi konieczność dodania ścianki z boku (dla przerobionej stacji dyskietek) i całość wyłaby wtedy dość spora. Wymyśliłem też opcję B, znaczy coś takiego:

Czerwone to pręt przechodzący przez łożyska i podstawki (niebieskie). Do tego łożyska i tulejki jak wyżej (szare). Podstawkę mógłbym zlecić firmie wycinającej tworzywa sztuczne laserowo (dopytałbym się jakie by mi polecili żeby było odpowiednio "niezginalne"), miałbym od razu otwory pod pręty. Do tego na łączeniach doszłyby jakieś małe kątowniki aluminiowe (łączenie pewnie na klej epoksydowy), żeby zachować kąt i skasować ewentualne błędy. Na dolnej ściance doszedłby jeszcze element łączący karetkę z paskiem zębatym poprowadzonym pod środkowym ceownikiem. Wtedy już bez problemu bym mógł podłączyć stację pod podstawkę .

To takie luźne pomysły - czy jakieś fachowe oko może mi orzec czy takie połączenie ceowników również zapewni sensowne właściwości? Pamiętamy rzecz jasna że ważyć to będzie tyle co 2 silniki, prowadnice i kawałek stacji dyskietek . Osobiście wolałbym drugą wersję, wygląda jakoś sensowniej, ale ocenę pozostawiam Wam.
Oczywiście w przypadku drugiej prowadnicy (tej która będzie ruszać całą pierwszą prowadnicą) będzie to wyglądać trochę inaczej.

Witam
Jako że nie było żadnego odzewu, uznałem że pomysł nie należy do najgłupszych i postanowiłem rozwiązać sprawę w tenże właśnie sposób. Udało mi się w końcu znaleźć drugi silnik, zaprojektowałem więc całą maszynkę - poniżej krótka animacja ją przedstawiająca:
[youtube][/youtube]

Wykonałem prowadnice według pomysłu diodas1 i przyznam że jestem naprawdę pozytywnie zaskoczony prostotą i efektywnością tej metody . Poniżej zdjęcia z założonymi łożyskami (prowadzą się świetnie, nic nie trzeba było poprawiać) i odpowiadające im rendery projektu.
Oś X:


Oś Y:


I zdjęcie wszystkich prowadnic:


Wiem że dla niektórych wykonanie może być brzydkie (chodzi mi o miejsce cięć profili), ale ja tam jestem zadowolony. Praktycznie jedyny sprzęt jaki mam to multiszlifierka i papier ścierny. Jak widać na renderach, oś Z postanowiłem wykonać we własnym zakresie przy użyciu serwa modelarskiego. Nie mam żadnej stacji dyskietek żeby sprawdzić jak by się sprawował pomysł z jej wykorzystaniem, a nie chce mi się jeszcze bardziej kombinować spraw dotyczących mocowania jej do wózka itp. Projektując wózek założyłem że cała oś Z będzie mogła być zdemontowana na wypadek gdybym chciał się potem bawić laserem (stąd też otwory pod śruby), ale później przeczytałem kilka tematów i doszedłem do wniosku że nie jest to tania sprawa, więc raczej dam sobie z tym spokój.
Części błękitne będą wykonane z pleksi 4mm, na dniach powinni mi przyjąć zamówienie. Ta żółtawa powierzchnia to sklejka 8mm (będzie wyprostowana profilami), podstawa z tego samego materiału będzie usztywniona prowadnicami i ewentualnie dodam jakieś profile.

Chyba w tym momencie zaczyna się relacja z budowy . Wiem że temat niszowy, ale jakby coś nie grało w wykonaniu to proszę o informację.[/youtube]

Takiego wykonania plotera jeszcze nikt tu dotąd nie prezentował więc ciekawie będzie popatrzeć jak się ten cud rozwija. Jak szybko takie serwo modelarskie pracuje? Będziesz musiał w programie zastosować zwłoki czasowe żeby ołówek opadł na papier zanim zacznie się posuw osi a także przy zmianach położenia bez rysowania. W ploterach kreślących też się te parametry ustawia ale są one rzędu ms bo piórko skacze zwykle dość szybko. Ponadto piórka plotera są zazwyczaj bardzo lekkie. Nadal uważam że pisak, co by to nie było, powinien być dociskany do papieru sprężyście. Przy takim zamocowaniu ołówka na sztywno, w miarę ścierania grafitu rysunek będzie coraz jaśniejszy.

Serwo jakie zamierzam zastosować to typowe PowerPro SG90 (takie akurat miałem pod ręką). Z tego co pamiętam to ma szybkość kątową 60*/s, przy zawieszeniu "zawleczki" w odległości 7mm od środka daje mi to w uproszczeniu nieco powyżej 7mm/s szybkości wzdłuż osi Z.
Oczekiwania dostosuje się eksperymentalnie i w zależności od tego jaki ostatecznie zrobię posuw pisaka (oś Z była projektowana tak, że bezpiecznie mogę zrobić 9mm przesunięcia, ale myślę że w moim przypadku wystarczy 2-3mm). Czasy oczekiwania to nie problem, część elektroniczną i cały sterownik robię samemu (jak się uczyć nowych rzeczy, to na maksa ). Mam tylko nadzieję że nie wydłużą mi one jakoś ogromnie czasu rysowania. Wszystko okaże się w praktyce.

Chyba lepszy jednak byłby elektromagnes.

Pewnie tak, ale zupełnie nie rozumiem tej techniki (w sensie jak zrobić jednorodne pole magnetyczne na powierzchni 300x210), a nie mam dostępu do żadnego takiego plotera żeby móc to sprawdzić. Dochodzi jeszcze kwestia siły docisku - z tego co widziałem na zdjęciach takie plotery mają pisaki, którym do malowania wystarczy że będą sunąć po kartce. Ołówek (czy długopis) trzeba jednak trochę docisnąć żeby zostawiał ślad.

/Edit
W sumie względnie jednorodne pole magnetyczne mogłaby wytworzyć jakaś cewka sporej indukcyjności nawinięta na krawędziach płaszczyzny żółtej. Może jakiś magnes neodymowy przy ołówku (lub cała "bateria" takowych) zdołałby sprostać wymaganiom. Ale to tylko luźne przemyślenia, musiałby się ktoś wypowiedzieć kto to zna od strony praktycznej.

Rzeczywiście nie rozumiesz bo twoje myślenie zboczyło w krzaki
Nie ma potrzeby wytwarzania jakiegoś monstrualnego pola magnetycznego.
Popatrz na ten rysunek obrazujący zasadę pracy przekaźnika oraz jego odpowiednik w naturze:


Jeżeli przez cewkę puścimy prąd to rdzeń tej cewki staje się elektromagnesem i przyciąga kotwicę. Jeżeli na tej kotwicy zamontujemy pionowo pisak to po włączeniu prądu też zmieni położenie. Teraz wyobraź sobie że ten przekaźnik ustawisz tak żeby zamocowany do niego ołówek był skierowany grafitem w dół. Włączasz prąd, ołówek gwałtownie unosi się w górę. Wyłączasz to opada na papier a jednocześnie jest dociskany sprężynką która wchodzi w skład przekaźnika i normalnie służy odwodzeniu kotwicy od rdzenia. Tak to mniej więcej działa w fabrycznych ploterach kreślących. Przekaźniki bywają różnej wielkości i siły działania elektromagnesu. Skok jest rzędu ułamka milimetra, do kilku mm ale zawsze można przy tym pomajstrować. Wielkość też jest porównywalna z serwem modelarskim a działa dużo szybciej. To jeden z przykładów jakie można wykorzystać. Są też elektromagnesy w których rdzeń jest wciągany do wnętrza cewki. Takie rozwiązanie spotkasz na przykład w elektrozaworach do wody w pralce automatycznej. Tak na marginesie odradzam poważne myślenie o ołówku. Lepiej użyć w tym celu rapidograf kreślarski http://pl.wikipedia.org/wiki/Rapidograf o grubości 0.35-0.5mm Napełnisz tuszem i dłuuuugo możesz rysować. Ja używam do podobnego celu tanich rapidografów f-my Rystor http://allegro.pl/listing/listing.php?string=rystor . Kiedy końcówka się wytrze, można za parę zł kupić sam wkład (żółty gwintowany detal na pierwszym obrazku w Wikipedii)który łatwo wymienić. Tak, tak wytrze bo i stal trąc długo o papier zeszlifowuje się ale trwa to dłużej niż w przypadku ołówka. Ja u siebie w ploterze nie mocuję całego rapidografu, jedynie to co istotne- na obrazkach Wikipedii to ten zespół który obsadzono w uchwycie cyrkla. Małe toto i lekkie więc elektromagnes nie sapie z wysiłku. Można kupić jeden rapidograf żeby zawierał potrzebne detale a do niego kilka wkładów o różnych średnicach igieł. Wszystko jest znormalizowane i można tym żonglować według potrzeb. Nie wiem jednak czy przy tej cenie warto aż tak oszczędzać i utrudniać sobie życie. Używa się tusz do rapidografów. Niezły jest f-my Rotring. Są też tusze kolorowe. http://allegro.pl/listing/listing.php?s ... sz+rotring

Dzięki wielkie, bardzo mi to wyjaśniło sprawę. Pomysł wydaje się super, ale zauważyć trzeba że taka cewka podnosząc pisak może żreć stosunkowo dużo prądu (w typowych przekaźnikach na 12V natężenie jest w granicach 50mA), podczas gdy serwo pobiera podobny prąd, ale tylko przy zmianie pozycji. Zakładając szybkość liniową serwa 7mm/s i skok pisaka 3mm, wychodzi jakieś 0.5s pobierania prądu dla zmiany pozycji, czyli stosunkowo niewiele w porównaniu do zakładanego czasu pracy. Wiem że 50mA to dla Was tyle co nic, ale moja maszynka jest "lekka" pod względem pobieranego prądu - np. jeden z silników pobiera tylko 80mA przy docelowej częstotliwości.
Zastanawiałem się nad rapidografem, i pewnie kupię go na wypadek jakbym miał rysować coś konkretnego, ale ołówek/długopis niestety musi zostać mimo swoich wad. Otóż motorem moich działań jest głupi system sprawozdań w moim technikum, do których trzeba ręcznie rysować po 3-4 wykresy co tydzień. A mi się nie chce. Nikt mi nie przyjmie wykresu który będzie narysowany rapidografem, bo od razu będzie widać że jest robiony mechanicznie, a nauczyciele żywią przekonanie że robienie po 80 kresek tygodniowo czegokolwiek mnie nauczy .

Takie magnesy powinny się nadawać:



w jednym niestety brakuje rdzenia bo gdzieś zgubiłem ale ten mały
powinien się nadawać. Skok około 7mm.

Normalnie rdzeń powinien być na górze (utrzymywany przez sprężynę
powrotną), po włączeniu powinien opadać przyciskając pisak do kartki.

Nie wiem jakie masz te serwa. Jakieś najtańsze które widziałem pracowały
głośno, mało powtarzalnie, coś tam się zacinało.

Miałem kiedyś ploter rolanda. Podczas rysowania (dosyć szybkiego) ten pisak
jednak na okrągło opadał i się podnosił tak więc raczej martwiłbym się szybkością
i niezawodnością działania niż tym poborem prądu który i tak będzie.

Rozwiązanie z serwem podoba mi się coraz mniej, szczególnie że właśnie znalazłem w moich przydasiach coś takiego:

Zmierzyłem rezystancję uzwojenia i wyszło 100Ohm. Na obudowie pisze że napięcie znamionowe to 24V - nie dysponuję takim, ale testowałem na 16 i 32V. Pierwsze jest trochę za słabe, ale drugie działa wyśmienicie. Tyle że przy takim napięciu mam 10W ciepła na cewce, to trochę sporo biorąc pod uwagę fakt że nie ma radiatora, pomijając już fakt że to napięcie 50% większe od znamionowego. Będę musiał zastosować stabilizator na 24V, a do niego zamontować jakiś radiator. Wtedy wyjdzie 5W na cewce (240mA) i 2.5W na stabilizatorze.
W każdym razie, proszę o podpowiedź czy takie cudo jak na zdjęciu się nada. Jak na mój gust jest okej, ale ja się nie znam. Planuję lekko przedłużyć tę ruchomą część i odpowiednio przełożyć ją przez szczelinę w mocowaniu pisaka. Zasilając cewkę pisak opadałby na dół - głównie dlatego że raczej częściej będzie w powietrzu niż przy kartce, a także dlatego że pole magnetyczne zapewni mi "sprężyste" dociśnięcie pisaka do kartki.