В этом уроке мы рассмотрим создание 3D-станка для гибки проволоки на основе платы Arduino. На самом деле это типичная мехатронная система, поскольку она включает в себя механическую, электрическую и компьютерную инженерию. Поэтому я считаю, что многие студенты-инженеры или все, кто новичок в мехатронике, смогут найти этот проект интересным.
Принцип работы проекта
В нашем станке сначала проволока проходит через ряд роликов или выпрямителей. С помощью шагового двигателя проволока точно подается в механизм гибки проволоки, который также использует шаговый двигатель и небольшой сервопривод для процесса гибки.
Есть еще один шаговый двигатель, называемый осью Z, который фактически позволяет машине создавать трехмерные формы. Конечно, мозгом машины является плата Arduino, которая вместе с другими электронными компонентами прикреплена к специально разработанной печатной плате.
Что касается программы, я сделал несколько пользовательских функций для создания различных фигур, таких как звезда, куб и простая подставка, а также ручной режим, в котором мы можем создавать проволочные формы, вводя команды через последовательный монитор.
3D модель cтанка для гибки проволоки
Как обычно, я начал с создания проекта с помощью программного обеспечения для 3D-моделирования. Скачать 3D модель можно ниже.
Источником вдохновения для автора этого проекта послужило следующее видео:
Вы можете найти и скачать эту 3D-модель, а также изучить ее в своем браузере на Thangs.
Скачать 3D-модель сборки можно на сайте Thangs.
STL-файлы для 3D-печати: STL-файлы 3D-станка для гибки проволоки Arduino.
Для изготовления некоторых деталей, таких как шестерни, опорные блоки подшипников и некоторые муфты валов, я использовал 3D-принтер. Файлы STL этих деталей, которые используются для 3D-печати, можно скачать из файлов выше.
Мой новый 3D-принтер Creality CR-10 отлично справился со своей задачей и напечатал детали с отличным качеством. Вот ссылка на обзор этого 3D-принтера, если вы думаете о покупке 3D-принтера.
Изготовление станка для гибки проволоки
Я продолжил подготовку остальных деталей, для чего использовал МДФ и фанеру. Итак, как только я снял все размеры с 3D-модели, я с помощью циркулярной пилы вырезал детали по размеру. Я использовал МДФ толщиной 8 мм и фанеру толщиной 18 мм. Когда они были готовы, я приступил к сборке. Сначала я сделал основу из двух плит МДФ и 4 колонн из фанеры. Для их крепления я использовал клей для дерева и несколько шурупов.
Затем к верхней панели я прикрепил напечатанные на 3D-принтере опорные блоки подшипников с помощью болтов и гаек диаметром 8 мм. Здесь мы можем заметить, что я добавил пластины МДФ толщиной 3 мм между верхом и опорными блоками, чтобы получить правильную высоту. Теперь в эти блоки можно поместить подшипники 6202.
Их внешний диаметр составляет 35 мм, а внутренний – 15 мм. Итак теперь через эти подшипники нам нужно вставить полый вал диаметром 15 мм, чтобы через него могла пройти проволока. Этот вал на самом деле представляет собой ось Z, которая позволяет гибочному механизму вращаться вокруг проволоки и таким образом создавать трехмерные формы. Для этой цели я использовал медную трубку, ее длина должна быть около 30 см.
Между двумя подшипниками я также вставил напечатанную на 3D-принтере шестерню с модулем 1,5 и 30 зубьев. Шестерня имеет пазы специальной конструкции, куда можно вставить гайки М3, а затем с помощью болтов М3 затянуть шестерню на валу.
Далее нам нужно установить шаговый двигатель оси Z. Для этой цели я напечатал в 3D специальный монтажный кронштейн. Поэтому я закрепил шаговый двигатель на кронштейне с помощью болтов М3, а затем вставил шестерню с 18 зубьями на вал двигателя. Я использовал тот же метод крепления шестерни к валу, как показано ранее.
Затем сверлом диаметром 6 мм проделал сверху два отверстия, на которых будет крепиться кронштейн. Мы можем заметить, что кронштейн вместо отверстий имеет прорези, которые позволяют правильно соединить две шестерни.
Перешел к установке шагового двигателя механизма подачи. Этот двигатель будет установлен непосредственно на верхней пластине, поэтому я просверлил в нем соответствующие отверстия. Затем с помощью четырех болтов я прикрепил шаговый двигатель к пластине, и, если вам интересно, что здесь делают эти гайки, они на самом деле действуют как дистанционные гайки, потому что болты, которые у меня были, были длиннее и не могли войти в резьбу двигателя.
Итак теперь на вал этого шагового двигателя нам нужно вставить механизм подачи. Для этой цели я напечатал в 3D специальную муфту вала, в которую вставил медную трубку, которая фактически будет контактной поверхностью этого механизма.
Затем с противоположной стороны мотора я вставил рычаг, на котором закрепил подшипник, который будет прижиматься к механизму подачи. Чтобы обеспечить достаточный захват, чтобы механизм подачи мог перемещать проволоку, я прикреплю к нему кусок фанеры с Т-образной гайкой, а затем с помощью болта мы сможем контролировать захват механизма подачи.
Следующий шаг – изготовление системы выпрямления проволоки. Тремя болтами М8 я закрепил кусок фанеры, который предварительно просверлил по 3D-модели. Теперь поверх него вставил ролики. Я сделал ролики из подшипников и напечатанных на 3D-принтере рифленых наружных колец.
С этой стороны идут три ролика, с другой стороны - два ролика. На другой стороне я сделал прорезь в фанерном куске, чтобы болты оставались на одном уровне с куском. Теперь, используя всего два болта, мы можем соединить две стороны, а с помощью гаек мы можем соответствующим образом затянуть выпрямители.
Закончив этот шаг, я добавил еще два куска фанеры перед и после выпрямителей, которые будут служить направляющими для проволоки.
Хорошо, теперь мы можем перейти к изготовлению механизма сгибания проволоки. Сначала на кусок МДФ нам нужно прикрепить двигатель изгибателя. Прежде чем я это сделал, кусок МДФ, который мне нужно было придать, поэтому с помощью ручной пилы, копировальной пилы и рашпиля я легко получил желаемую форму. Затем с помощью кольцевой пилы диаметром 38 мм я сделал отверстие для большего шагового двигателя, который мы будем использовать для гибки, шагового двигателя NEMA 23. Также я просверлил несколько отверстий меньшего размера, необходимых для крепления других частей.
Я закрепил шаговый двигатель NEMA 23 с помощью болтов и гаек М4, а на его выходной вал прикрепил шестерню с модулем 2,5 и 18 зубьев. Эта шестерня будет работать в паре с более крупной шестерней с 30 зубьями, которая представляет собой специально разработанную шестерню со встроенной пластиной для установки сервопривода MG996R. Этот сервопривод будет перемещать реечный механизм, который на самом деле представляет собой штифт, который выходит из шестерни и служит для сгибания проволоки. Используя 5-минутную эпоксидную смолу, я закрепил подшипник на шестерне, а также добавил на стойку кусок медной трубки, которая будет контактной поверхностью при сгибании проволоки.
После того, как эпоксидная смола высохла, я соединил две шестерни, закрепив большую шестерню на месте болтом М8 и гайками. Затем я вставил стойку и сервопривод на место и закрепил его с помощью винтов, входящих в комплект сервоприводов. Затем я закрепил ведущую шестерню на круглом рупоре сервопривода с помощью двух болтов М3 и гаек.
Наконец, я прикрепил рупор к сервоприводу, и на этом сборка механизма сгибания проволоки была завершена.
Теперь осталось прикрепить гибочный станок к оси Z. Я сделал это, используя два зажима вала, напечатанных на 3D-принтере. Сначала я закрепил их на пластине сгибателя с помощью болтов и гаек М6, а затем вставил их в ось Z. Я вставил две гайки на место и с помощью болтов затянул хомуты на валу. Итак, теперь все движущиеся части работают правильно.
На самом деле нужно добавить еще две небольшие детали. Вот эта насадка диаметром 3 мм на валу, откуда выходит провод.
А в нижней части изгиба я разместил микроконцевой выключатель, который будет использоваться для установки исходного положения изгиба.
Вот и все, наш станок для 3D-гибки проволоки почти готов. Я говорю почти, потому что теперь нам нужно оживить эту машину или соединить компоненты электроники и запрограммировать ее.
Принципиальная схема станка
Схема 3D-cтанка для гибки проволоки на основе платы Arduino представлена на следующем рисунке.
Таким образом, три шаговых двигателя в нашем проекте управляются с помощью трех шаговых драйверов DRV8825. Для питания шаговых двигателей и всего проекта мы будем использовать источник питания 12 В с силой тока не менее 3 А.
Для питания сервопривода мы могли бы использовать напряжение 5 В, поступающее от Arduino, но сервопривод MG996R может быть энергоемким, и стабилизатор напряжения 5 В Arduino может не справиться с этим. Поэтому я решил использовать отдельный стабилизатор напряжения 5 В, LM7805, которого достаточно для питания сервопривода в этом проекте. Также имеется концевой выключатель для гибочного устройства, который имеет подтягивающий резистор, подключенный к цифровому выводу платы Arduino.
Необходимые компоненты
- Плата Arduino Nano (купить на AliExpress).
- Шаговый двигатель NEMA 17 (купить на AliExpress).
- Шаговый двигатель NEMA 23 (купить на AliExpress).
- Модуль драйвера шагового двигателя DRV8825 - 3 шт. (купить на AliExpress).
- Микроконцевой выключатель.
- Адаптер 12В 2А.
- Разъем питания.
Реклама: ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН: 7703380158
Проектирование печатной платы
Затем, чтобы избавиться от беспорядка в проводке и обеспечить порядок в электронных компонентах, я спроектировал специальную печатную плату с помощью бесплатного онлайн-программного обеспечения для проектирования схем EasyEDA. В схеме много соединений, поэтому для их организации я использовал как верхний, так и нижний слои. Я также добавил контакты для выбора разрешения шаговых двигателей, добавил еще одно соединение концевого выключателя и предоставил дополнительные цифровые и аналоговые контакты, поступающие от Arduino, на случай, если они нам для чего-то понадобятся.
Вот ссылка на файлы проекта этой печатной платы. Итак, закончив этот проект, я создал файл Gerber, необходимый для изготовления печатной платы.
Гербер-файл: Gerber файл печатной платы станка для гибки проволоки.
Изготовить печатную плату вы можете в любом месте, в котором вы привыкли это делать.
Итак, теперь мы можем двигаться дальше и устанавливать электронные компоненты на печатную плату. Я начал с припаивания разъемов к печатной плате. Это упрощает подключение и отключение компонентов при необходимости. Что касается более мелких компонентов, таких как конденсаторы, резисторы, стабилизатор напряжения и клеммные колодки, я припаял их непосредственно к печатной плате.
Закончив этот шаг, мы можем вставить драйверы шаговых двигателей и Arduino на место. Затем нам нужно подключить вилку питания и выключатель питания к клеммным колодкам, подключить кабели к шаговым двигателям с одной стороны и подключить их к печатной плате с другой стороны. Сервопривод подключен к цифровому контакту номер 2 и питается напряжением 5 В, поступающим от стабилизатора напряжения LM7805. Наконец, мы можем выбрать разрешение шагового двигателя, подключив контакты разрешения под драйверами.
Я решил использовать разрешение 16-ти шагов, поэтому нам нужно соединить правые контакты, а не средние, как показано на фотографии выше. Итак, электронные компоненты готовы, и мы можем перейти к программированию станка для гибки проволоки.
Объяснение кода программы
Так как код достаточно длинный, для лучшего понимания я буду размещать исходный код программы по разделам с описанием каждого раздела. И в конце этой статьи я выложу полный исходный код.
Для управления шаговыми двигателями я буду использовать библиотеку AccelStepper Майка МакКоли. Поэтому нам нужно подключить эту библиотеку, а также сервобиблиотеку для управления серводвигателем. Затем нам нужно определить контакты, к которым подключены шаговые двигатели, и некоторые переменные, необходимые в нашей программе.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
#include <AccelStepper.h> #include <Servo.h> #define limitSwitch 11 // Define the stepper motors and the pins the will use AccelStepper feederStepper(1, 5, 6); // (Type:driver, STEP, DIR) AccelStepper zAxisStepper(1, 7, 8); AccelStepper benderStepper(1, 9, 10); Servo servo01; String dataIn = ""; String manualStatus = ""; int count = 0; int dist; |
В разделе настройки задаем начальное положение сервопривода или гибочного штифта, а также задаем начальное положение гибочного механизма. Это делается с помощью концевого выключателя. Шаговый двигатель вращается в сторону переключателя, и как только он нажимается, двигатель начинает отсчитывать шаги от нуля и позиционируется в ноль градусов, готовый к изгибу.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 |
void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(limitSwitch, INPUT_PULLUP); servo01.attach(2); servo01.write(40); // Initial position, bending pin up // Stepper motors max speed feederStepper.setMaxSpeed(2000); zAxisStepper.setMaxSpeed(2000); benderStepper.setMaxSpeed(2000); // Homing while (digitalRead(limitSwitch) != 0) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.runSpeed(); benderStepper.setCurrentPosition(0); // When limit switch pressed set position to 0 steps } delay(40); // Move 1400 steps from the limit switch to starting position while (benderStepper.currentPosition() != -1400) { benderStepper.setSpeed(-1200); // if negative rotates anti-clockwise benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); } |
Теперь в разделе цикла мы ожидаем команд, поступающих от последовательного монитора. Если мы введем вручную, мы перейдем в режим ручного изгиба или, если мы введем, например, звезду, будет выполнена пользовательская функция star(), и машина автоматически создаст для нас форму звезды.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
void loop() { String mode = Serial.readString(); if (mode.startsWith("manual")) { manual(); } if (mode.startsWith("star")) { star(); } if (mode.startsWith("cube")) { cube(); } if (mode.startsWith("stand")) { stand(); } } |
Давайте посмотрим на эту пользовательскую функцию.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 |
void star() { while (count != 5) { int feed = 38; // mm int feedDistance = feed * 48; // 48- constats that map the mm value to number of steps the stepper show move while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { // run until it reaches the distance value feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); // reset the current position to 0 servo01.write(40); // Set the bender pin up delay(200); int angleConst = 18; // angle constant // Bend the wire 52 degrees while (benderStepper.currentPosition() != -52 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Go back 52 degrees to initial position while (benderStepper.currentPosition() != 52 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Feed the same distance again while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); servo01.write(130); // Set the bender pin down delay(200); // Set bender to new initial position, for bending in the other direction while (benderStepper.currentPosition() != -42 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(200); servo01.write(40); // Bender pin up delay(200); while (benderStepper.currentPosition() != 105 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(50); while (benderStepper.currentPosition() != -63 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } delay(100); servo01.write(130); benderStepper.setCurrentPosition(0); count++; } } |
Итак, здесь мы входим в цикл while, который выполняется 5 раз, потому что, очевидно, у звезды 5 точек. Начинаем с установки величины подачи, или того, сколько проволоки будет подаваться в миллиметрах. Затем это значение умножается на 48, что переводит значение подачи в соответствующие шаги для перемещения шагового двигателя. Затем, используя функцию run(), мы вращаем двигатель механизма подачи со скоростью, заданной функцией setSpeed(). Мы останавливаемся при достижении указанного выше значения FeedDistance, и сразу после этого устанавливаем текущее значение позиции нуля шагового двигателя.
1 2 3 4 5 6 7 |
int feed = 38; // mm int feedDistance = feed * 48; // 48- constats that map the mm value to number of steps the stepper show move while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { // run until it reaches the distance value feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); // reset the current position to 0 |
На следующем этапе сгибаем проволоку на 52 градуса. Это делается аналогично тому, как описано выше. Здесь у нас также есть константа угла, которая умножается на искомый угол. Как только двигатель достигает этого значения, двигатель останавливается, сбрасывает свое текущее положение на 0, а затем выполняет такое же количество шагов в противоположном направлении, что фактически возвращает двигатель в исходное положение.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
// Bend the wire 52 degrees while (benderStepper.currentPosition() != -52 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Go back 52 degrees to initial position while (benderStepper.currentPosition() != 52 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); |
Затем снова подаем проволоку той же длины и устанавливаем штифт вниз, чтобы гибочный станок мог переместиться в новое исходное положение, которое используется для сгибания в другом направлении. Затем штифт сгибателя поднимается, и поэтому мы сгибаем проволоку на 105 градусов в противоположном направлении. Команды повторяем 5 раз и так получаем форму звезды.
Аналогичным образом, как описано выше, мы создаем форму куба или любую другую форму, которую можем придумать. Что касается ручного режима, то принцип работы команд тот же, за исключением того, что у нас есть еще несколько строк для чтения команд, поступающих от последовательного монитора. Например, для подачи проволоки нам нужно ввести «f» плюс расстояние в миллиметрах, для изгиба проволоки нам нужно ввести «b» плюс угол в градусах, а для вращения оси Z нам нужно введите «z» плюс угол в градусах.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
if (dataIn.startsWith("f")) { dataInS = dataIn.substring(1, dataIn.length()); // reads the feed value dist = dataInS.toInt(); Serial.print("Feed "); Serial.print(dist); Serial.println("mm wire."); dist = dist * 48; while (feederStepper.currentPosition() != dist) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); } |
Вот как работает программа, которую я написал, но, конечно, есть много других способов ее закодировать.
Исходный код программы
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 |
/* Arduino 3D Wire Bending Machine by Dejan Nedelkovski www.HowToMechatronics.com Library - AccelStepper by Mike McCauley: http://www.airspayce.com/mikem/arduino/AccelStepper/index.html */ #include <AccelStepper.h> #include <Servo.h> #define limitSwitch 11 // Define the stepper motors and the pins the will use AccelStepper feederStepper(1, 5, 6); // (Type:driver, STEP, DIR) AccelStepper zAxisStepper(1, 7, 8); AccelStepper benderStepper(1, 9, 10); Servo servo01; String dataIn = ""; String manualStatus = ""; int count = 0; int dist; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(limitSwitch, INPUT_PULLUP); servo01.attach(2); servo01.write(40); // Initial position, bending pin up // Stepper motors max speed feederStepper.setMaxSpeed(2000); zAxisStepper.setMaxSpeed(2000); benderStepper.setMaxSpeed(2000); // Homing while (digitalRead(limitSwitch) != 0) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.runSpeed(); benderStepper.setCurrentPosition(0); // When limit switch pressed set position to 0 steps } delay(40); // Move 1400 steps from the limit switch to starting position while (benderStepper.currentPosition() != -1400) { benderStepper.setSpeed(-1200); // if negative rotates anti-clockwise benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); } void loop() { String mode = Serial.readString(); if (mode.startsWith("manual")) { manual(); } if (mode.startsWith("star")) { star(); } if (mode.startsWith("cube")) { cube(); } if (mode.startsWith("stand")) { stand(); } } void star() { while (count != 5) { int feed = 38; // mm int feedDistance = feed * 48; // 48- constats that map the mm value to number of steps the stepper show move while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { // run until it reaches the distance value feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); // reset the current position to 0 servo01.write(40); // Set the bender pin up delay(200); int angleConst = 18; // angle constant // Bend the wire 52 degrees while (benderStepper.currentPosition() != -52 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Go back 52 degrees to initial position while (benderStepper.currentPosition() != 52 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Feed the same distance again while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); servo01.write(130); // Set the bender pin down delay(200); // Set bender to new initial position, for bending in the other direction while (benderStepper.currentPosition() != -42 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(200); servo01.write(40); // Bender pin up delay(200); while (benderStepper.currentPosition() != 105 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(50); while (benderStepper.currentPosition() != -63 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } delay(100); servo01.write(130); benderStepper.setCurrentPosition(0); count++; } } void cube() { int feed = 40; // mm int feedDistance = feed * 48; int angleConst = 16; // Step 1 while (count != 3) { while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != -90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != 90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); count++; } count = 0; // Step 2 while (zAxisStepper.currentPosition() != 88 * angleConst) { zAxisStepper.setSpeed(500); zAxisStepper.run(); } zAxisStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); //Step 3 while (count != 2) { while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != -90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != 90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); count++; } count = 0; // Step 4 while (zAxisStepper.currentPosition() != 85 * angleConst) { zAxisStepper.setSpeed(500); zAxisStepper.run(); } zAxisStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Step 5 servo01.write(130); delay(200); while (benderStepper.currentPosition() != -42 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); while (count != 3) { delay(100); servo01.write(40); delay(200); // Step 6 while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != 90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != -90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); count++; } count = 0; } void stand() { int feed = 20; // mm int feedDistance = feed * 48; int angleConst = 16; // Step 1 while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != -90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != 90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Step 2 while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != -70 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != 70 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Step 3 feed = 80; // mm feedDistance = feed * 48; while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Step 4 servo01.write(130); delay(200); while (benderStepper.currentPosition() != -42 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); servo01.write(40); delay(200); while (benderStepper.currentPosition() != 108 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != -66 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); //Step 5 servo01.write(130); delay(200); // Step 6 feed = 80; // mm feedDistance = feed * 48; while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); servo01.write(40); delay(200); // Step 7 while (zAxisStepper.currentPosition() != -90 * angleConst) { zAxisStepper.setSpeed(-500); zAxisStepper.run(); } zAxisStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Step 8 while (benderStepper.currentPosition() != -90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != 90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Step 6 feed = 45; // mm feedDistance = feed * 48; while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); // Step 10 while (benderStepper.currentPosition() != -90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != 48 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Step 11 while (zAxisStepper.currentPosition() != 90 * angleConst) { zAxisStepper.setSpeed(500); zAxisStepper.run(); } zAxisStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); feed = 80; // mm feedDistance = feed * 48; while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); // Step 12 while (benderStepper.currentPosition() != 110 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != -68 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); //Step 13 servo01.write(130); delay(200); feed = 80; // mm feedDistance = feed * 48; while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); servo01.write(40); delay(200); // Step 14 while (benderStepper.currentPosition() != -70 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != 70 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); //Step 15 feed = 25; // mm feedDistance = feed * 48; while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Step 16 while (benderStepper.currentPosition() != -90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != 90 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); // Step 17 while (feederStepper.currentPosition() != feedDistance) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); } void manual() { int sign; String dataInS; int angle; int angleConst; Serial.println(" // MANUAL MODE //"); while (!dataIn.startsWith("end")) { servo01.write(130); delay(200); dataIn = Serial.readString(); if (dataIn.startsWith("f")) { dataInS = dataIn.substring(1, dataIn.length()); // reads the feed value dist = dataInS.toInt(); Serial.print("Feed "); Serial.print(dist); Serial.println("mm wire."); dist = dist * 48; while (feederStepper.currentPosition() != dist) { feederStepper.setSpeed(1200); feederStepper.run(); } feederStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); } if (dataIn.startsWith("b")) { if (dataIn.charAt(1) == '-') { dataInS = dataIn.substring(2, dataIn.length()); ///reads the angle value angle = dataInS.toInt(); Serial.print("Bend -"); Serial.print(angle); Serial.println(" degrees."); angleConst = 16; // Set "negative" bending initial position while (benderStepper.currentPosition() != -43 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); servo01.write(40); delay(200); // Bend the wire while (benderStepper.currentPosition() != angle * angleConst) { benderStepper.setSpeed(700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != (-1) * angle * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); servo01.write(130); delay(200); // Get back to original "positive" bending initial poistion while (benderStepper.currentPosition() != 43 * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); } else { dataInS = dataIn.substring(1, dataIn.length()); angle = dataInS.toInt(); Serial.print("Bend "); Serial.print(angle); Serial.println(" degrees."); angleConst = 16; servo01.write(40); delay(200); while (benderStepper.currentPosition() != (-1) *angle * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != angle * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); } dataInS = dataIn.substring(2, dataIn.length()); angle = dataInS.toInt(); angleConst = 16; while (benderStepper.currentPosition() != sign * angle * angleConst) { benderStepper.setSpeed(-700); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); while (benderStepper.currentPosition() != sign * angle * angleConst) { benderStepper.setSpeed(1200); benderStepper.run(); } benderStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); } // Z-Axis Control if (dataIn.startsWith("z")) { if (dataIn.charAt(1) == '-') { dataInS = dataIn.substring(2, dataIn.length()); angle = dataInS.toInt(); Serial.print("Move Z-Axis -"); Serial.print(angle); Serial.println(" degrees."); angleConst = 16; while (zAxisStepper.currentPosition() != angle * angleConst) { zAxisStepper.setSpeed(500); zAxisStepper.run(); } zAxisStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); } else { dataInS = dataIn.substring(1, dataIn.length()); angle = dataInS.toInt(); Serial.print("Move Z-Axis "); Serial.print(angle); Serial.println(" degrees."); angleConst = 16; while (zAxisStepper.currentPosition() != (-1) *angle * angleConst) { zAxisStepper.setSpeed(-500); zAxisStepper.run(); } zAxisStepper.setCurrentPosition(0); delay(100); } } manualStatus = dataIn; } } |
Недостатки в работе проекта
В конце хотелось бы отметить, что система выпрямления проволоки на станке для гибки проволоки на самом деле не работает так, как должна работать, потому что, если я затяну ее сильнее, механизм подачи теряет сцепление и проволока не двигается.
Для решения этой проблемы вы можете попробовать использовать другой, более прочный материал, чем медная трубка, или сделать другую систему подачи.