Самодельный режущий плоттер для пленки

С детства меня тянуло к технике, засматривая до дыр журналы, моделист конструктор и юный техник мне всегда хотелось сделать что-то интересное и полезное, но в силу юного возраста и сложного времени в те далекие годы мне ничего не оставалось кроме как мечтать. Шли годы, мальчик вырос, а интересы остались. Не так давно занялся авиамоделизмом (нравится мне всё летающее). И поседев немного с лобзиком и ножницами я немного утомился. Поскольку я человек ленивый, решил все это автоматизировать. Не так давно был изготовлен ЧПУ фрезер, дела пошли веселее. Но нужно было двигаться дальше, модели должны были не только летать, но и красиво выглядеть. Резать цветную пленку и скотч ножницами оказалось не так просто. Можно конечно обратится в рекламную фирму, и заказать у них эту работу или купить маленький плоттер, но это весьма дорого.

Взглянув на кучу барахла в гараже и обратившись к google я вдруг подумал, а почему бы не сделать самодельный режущий плоттер, которым можно будет резать пленку и скотч быстро и качественно.

В качестве материала изготовления была выбрана 4мм. фанера, собственно только она и была в гараже, а тратить деньги на что-то другое не было никакого желания. Основным донором будущего плоттера является широкоформатный матричный принтер epson lx-1050+
С минимальными знаниями «компас» был изготовлен чертеж (с чертежами вы можете ознакомится в конце статьи). Проектировался он из такого расчета, чтобы его можно было вырезать ручным лобзиком, но я человек ленивый, поэтому я отдал эту рутинную работу бездушной машине.
После того как она закончила я получил следующий набор деталей:

Склеиваем части и получаем боковые панели будущего плоттера. Места сверления и отверстия для саморезов я проклеивал циакрином, так соединение получается надежнее.

А так выглядит каретка, которая будет перемещать соленоид и механизм опускания ножа. Я клеил ПВА и пожалел об этом, деталь сложная, пока совмещал элементы клей схватился и получился небольшой перекос, это не критично, но не приятно. Я рекомендую всё же соединить все детали вместе и проклеить «циакрином».

В процессе сборки и подгонки фанера запачкалась и потеряла внешний вид, поэтому было решено придать ему более нарядный вид и покрасить его каким-нибудь веселеньким цветом. Красил обычным баллончиком, как оказалась маляр из меня так себе, но как получилось так получилось. На фото ниже боковая стенка плоттера с установленным подшипником вала подачи пленки и каретка с установленными бронзовыми втулками. Втулки вклеивались обычным «циакрином».

Очень важным моментом для работы плоттера является вал подачи пленки и прижимные резиновые ролики. Вал подачи на промышленных плоттерах рифленый, а вал из принтера гладкий из очень твердой резины. Чтобы пленка не скользила его необходимо оклеить наждачной бумагой. Вал необходимо оклеить лентой по спирали, так удастся избежать неровностей. Этот способ я честно украл подсмотрел на просторах интернета, оказалось очень простое и надежное решение. В качестве клея можно использовать любой обувной клей который клеит резину, ткань и т.д.

Механизм опускания ножа выполнен из куска алюминия с проделанными в нем отверстиями для направляющих и отверстие для крепления держателя ножа. Для уменьшения шума при срабатывании механизма необходимо наклеить пористую резину или как в данном случае войлочную прокладку из «хозмага» Для опускания механизма был использован соленоид, который попался под руку (происхождение его я сказать не могу) Возврат механизма в исходное положение осуществляется двумя пружинами. Данное решение не очень удачное ввиду сложности его реализации (очень трудно соблюсти сооснось и избежать подклинивания механизма, к тому-же оказалось очень чувствителен к температуре)

Теперь поговорим о перемещении каретки. Тут я немного просчитался. Дело в том, что двигатель с шестерней под зубчатый ремень был взят от EPSON LX300 (там прямой привод с двигателем 1.8′ на шаг) и как позже выяснилось, ремни у них немного отличаются. В результате ремни, подходящие под шестерню оказались короткие. Переделывать мне все не хотелось по этому я просто взял два коротких ремня, разрезал их и склеил. Пробовал клеить обувным клеем для кожи, ткани, резины и прочего, но держаться оно категорически не хотело. В итоге я просто склеил его «циакрином»
Из алюминиевого уголка был изготовлен фиксатор ремня. Просверлил отверстия, нарезал резьбу и закрепил это все на каретку.

На фото выше виден белый прямоугольник, это опора предотвращающая каретку от проворачивания. Эта деталь изготовлена из фторопласта 5мм. толщиной. Двигается она вдоль П-образного металлического профиля.
Теперь, после того как мы ознакомились с основными моментами, можем приступать к окончательной сборке. Установим двигатель и соберем редуктор.

Редуктор собран в таком же виде, какой он был в принтере. Двигатель 7.5′ это очень большой шаг и при использовании прямого привода не позволит добиться необходимой точности. Чертеж рассчитывался точно, поэтому шестерни не люфтят.
Первоначально ремень натягивался пружиной, но на определенных режимах было видно, что ремень растягивается, поэтому пружину я удалил и укоротил ремень так, чтобы он устанавливался с необходимым натяжением. Это конечно не лучший вариант, поэтому лучше предусмотреть какой-нибудь механизм натяжения.

Теперь поговорим о прижимных роликах, На промышленных плоттерах установлены независимые ролики с независимой подвеской, их можно регулировать индивидуально. Данное конструкторское решение весьма сложное для домашнего изготовления. По этому, из недр принтера был выдран стальной стержень диаметром 6мм. и на него насажены 2 резиновых ролика. Именно 2, больше нет смысла использовать, так-так направляющий стержень прижимается по краям кабанчиками с пружинным механизмом. В результате вал выгибается, и прижим становится не равномерным. Основное усилие приходится на крайние точки и ролики в середине становятся практически бесполезны. Решить эту задачу можно применением более толстой направляющей или независимыми роликами с индивидуальной регулировкой прижима. Но как показали испытания, при данной рабочей ширине двух роликов вполне достаточно.

С механикой мы разобрались, теперь можем перейти к электрической части. Чтобы не тратить деньги я использовал блок управления от своего ЧПУ станка. Для тех, кто будет собирать плоттер, всю электронику можно разместить на нижней части плоттера, места там хватает.

Управление двигателями по XY осталось тем же, только изменены настройки моторов, установлен делитель 1:16 ускорение выставил на минимум, скорость выставил экспериментальным путем, а число шагов на мм. Честно пытался посчитать, но цифры у меня не сходились, подобрал все опытным путем. Данные ременного привода и редуктора я предоставлю также, как получившиеся значения, я надеюсь, кто-нибудь прокомментирует мне этот момент и поможет в нем разобраться.

Редуктор:
Шестерня двигателя — 14 чубов
Шестерня вала подачи — 68 чубов
Промежуточная шестерня — 63 х 17
Ременной привод:
Шестерня — 20 зубов.
Ремень — 2мм зуб.

Что касается управления механизма опускания ножа, то он приводится в движение транзисторным ключом, управляющий сигнал я снимаю с незадействованного драйвера оси «Z». Сигнал снимается с канала DIR после опторазвязки.

Транзистор IRF540 внутри уже установлен защитный диод. Все это помещаем в термоусадку и прячем в корпусе. Блок управления при этом не теряет своей функциональности и его по прежнему можно использовать на ЧПУ.
С механикой, и электрической частью мы ознакомились, теперь можем приступить к подготовке программы.
Важным элементом качественной резки флюгерным ножом является компенсация офсета ножа, добрые люди уже позаботились об этом и на просторах интернета была найдена маленькая утилита, работающая в среде питон, которые адаптирует программу для работы на плоттере (все необходимые программы вы найдете в конце статьи). Работает программа просто, в корне диска создаем папку с простым названием латинскими буквами, закидываем в нее нашу утилитку и файл который нам необходимо преобразовать. Далее мы просто перетаскиваем мышкой наш файл на эту утилиту и через мгновение мы получаем адаптированный файл для нашего плоттера. Дальше все как обычно, запускаем программу мач3 и открываем наш файл, задаем нулевые координаты и запускаем процесс.

Ещё хотел бы остановится на регулировке вылета ножа (чем меньше нож выступает из держателя тем дольше он прослужит). Нож должен выступать так, чтобы он прорезал пленку и слегка захватывал подложку. Обычно устанавливается экспериментальным путем. Еще один важный момент, который не реализован в этой конструкции — это регулировка усилия прижима ножа. Я хотел реализовать это при помощи регулятора тока, но для упрощении конструкции отказался от этой идеи. Плоттер запитан от лабораторного блока питания и способен работать в широком диапазоне напряжений. В результате в процессе резки я могу слегка изменять напряжение, что сказывается на давлении ножа. Если нож будет прижиматься слишком сильно, то пленка будет клинить под ножом и качественно порезать ничего не получится.

Видео по сборке плоттера:

Тестовые испытания, резка различного рода пленки:

На этом все друзья, пишите комментарии, делитесь своими мыслями. Если проект окажется интересным, то будем развивать его дальше из качественных комплектующих. Для тех, кто заинтересовался ссылки на комплектующие вы можете найти в описании к видео на моем канале, всем спасибо, удачи, до новых встреч!

(Программы для плоттера.rar)

(Чертежиплоттер.7z)

 

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!


19 Replies to “Самодельный режущий плоттер для пленки”

    1. нічого дивного. аріхв або пошкоджений, або дуже хитро запакований. при спробі розпакувати раром, файли виходять 0 розміру. 7зіп в системі не встановлений, і для тесту не хочу ставити.

      1. Архив рабочий. Для каждого я перепаковывать не буду, если вам лень поставить архиватор, то и смысла вам открывать архив не вижу. И вообще, когда скачивание с Яндекс диск можно скачивать файлы отдельно а не весь архив

        1. а я то тут причому ? мені це не потрібно. *пояснив чому не відкривається.
          якщо буде потреба, зроблю власну конструкцію, з електронікою і механікою.
          зазвичай рар розпаковує архіви 7zip тут видає помилку. мені ставити цей архіватор немає сенсу, з’ясовувати чому саме — теж

  1. Есть у меня плоттер китаец, правда только тесты делает, и больше ничего. Можно ли приделать электронику типа Ардуино? У вас есть где-то описание, как ардуино приделать или к плоттеру или к фрезеру. Как удастся сделать плоттер, буду по вашим чертежам собирать и фрезер. Спасибо за ответ и советы!

  2. Режущий плоттер среди специалистов рекламной и POS продукции называется каттер или куттер, тут уже каждый сам изгаляется. И уж лучше использовать нож с такой техники, качество и радиусы реза очень и очень на хорошем уровне. Для поворота ножа там не требуется утилиты.

    1. Если вы прочитаете статью внимательно то увидите что в устройстве используется нож именно от промышленного плоттера. А как называть устройство, plotter (графопостроитель) или от английского cutter
      (резак) это уже дело личное

      1. При флюгерном ноже минимальный радиус резки почти такой же как минимальная ширина элементов, на сколько помню из промышленных образцов в основном равна 0,25 мм. И ещё при большой скорости резки и так же большой скорости подачи пленки нож ломается на раз-два.

  3. не флюгерний ніж ? а радіус вирізати ? нафіга винаходити велосипед, якщо можна вирвати механіку з будь-якого принтера ?

    1. В матричном принтере бумага сильно изгибается вокруг вала, при резке мелких деталей они начнут отклеиваться и скорее всего произойдет замятие. И это будет громоздко и не красиво. Я хотел сделать красивое законченное устройство. Что касается радиуса поворота, то его как такового нет. Специальная утилита разворачивает нож на месте, что позволяет резать даже под острым углом.

      1. так заявленою конструкцією непередбачено, чи я чогось не розумію ?
        теж колись думав про ріжучий плотер. на жаль з геометрією в станка паскудно. тому або лазер, або ручка чи олівець. замість ручки флюгер поставити запроста, але будуть нюанси 🙁
        ідею реалізації механіки — оцінив

        1. Думал по поводу лазера. Однако остановила цена, он весьма дорогой. А так, у меня все детали были, я лишь купил нож за 5$ и собрал данное устройство. Это очень полезный инструмент для самоделкина))))

          1. як сказать. для мене якраз лазер був дешевим. 100 грн пишучий двд. 500мвт — то вже не мало. дерево смажить, правда повільно http://photo.i.ua/user/102781/471142/14271995/ якщо цікаво що в мене вийшло. коли-якщо перероблю станок і виправлю геометрію — неодмінно поставлю ніж. а так + — 1 мм то багато. в лазера легке розфокусування але паше, а ніж так не працюватиме. причому 40 кроків/мм дозволить нормально контролювати глибину різа

              1. дякую. там і станок є, і малюнки ручкою …….. зараз намагаюсь автономку зробити. з карти вже код хаває. але ще купа багів, і немає екрана ручок кнопок …..

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

* Copy This Password *

* Type Or Paste Password Here *