Проекты

Конструирование плоттера

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Информационные технологии, программирование, прикладная математика, социальный инжиниринг» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Конструирование
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1584
Предметы: Информатика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

В настоящее время не выпускаются бюджетные варианты планшетных плоттеров перьевого типа формата А3. В продаже доступны только промышленные плоттеры высокой ценовой категории.

Цель

Создать бюджетный вариант плоттера со способностью переноса графической информации с компьютера на бумажный носитель.

Задачи

  1. Изучить историю возникновения плоттера, конструкцию перьевого плоттера.

  2. Разработать схему сборки перьевого плоттера, программу для перьевого плоттера.

  3. Создать действующую модель перьевого плоттера.

  4. Провести апробацию разработанной модели.

 

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

 

  • ПК

  • 3D-принтер

Описание

В планшетных плоттерах бумага неподвижна, в то время как перо перемещается по всей плоскости изображения.

На рисунке 1 изображена принципиальная конструкция стандартного планшетного плоттера перьевого типа, в котором пишущий блок укреплён на направляющей и перемещается по оси X относительно планшета, на котором закреплён носитель. В свою очередь эта направляющая оси X с пишущим элементом перемещается по оси Y по другой направляющей. Перемещения осуществляются через блочно-тросовые системы двумя реверсивными двигателями, которые установлены на планшете. Узел подъёма пера, закреплённый на пишущем блоке, имеет две позиции: поднятое и опущенное перо. Поднятое перо даёт свободную возможность перемещения пера без следов на носителе. Соответственно, опущенное перо оставляет след. Управляющая плата (на основе Arduino) даёт сигналы моторам (оси X, Y) и подъёмному перу. Через специальную программу можно перевести изображения в коды управления плоттером для вычерчивания изображения.


В этих целях я использовал программу под названием GCodeConsructor. Она, задействуя специальные алгоритмы, переводит изображения в G-code.

Был проведён ряд экспериментов для доработки плоттера.

Результаты работы/выводы

В ходе работы были сделаны следующие выводы:

  • На сегодняшний день бюджетные варианты планшетных плоттеров перье-вого типа формата А3 в промышленных масштабах не производятся.

  • Создание плоттера такого типа – довольно трудоёмкий процесс, требующий высоких знаний в области аппаратостроения и программирования.

В результате работы были выполнены следующие задачи:

  1. Изучена история возникновения плоттеров.

  2. Изучена конструкция перьевого плоттера.

  3. Разработаны и напечатаны 3D-модели деталей перьевого плоттера планшетного типа.

  4. Написано программное обеспечение для этого плоттера.

  5. Собран перьевой плоттер планшетного типа.

Перспективы использования результатов работы

Разработанную модель плоттера можно использовать для переноса графической информации на любую твёрдую и плоскую поверхность.

Награды/достижения

«Будущее начинается сегодня» – призёр, третье место.

Мнение автора

«Разработка проекта расширила мой кругозор и дала мне новые знания в сфере аппаратостроения и программирования» ​