MDF 4mm 600*450mm 1枚
M2.1 木ねじ 13mm 3本
M3 皿ねじ 15mm 10本
M3 なべねじ 45mm 9本
M3 ナット 34個
M4 寸切り 285mm 6本
M6 皿ねじ 60mm 3本
M6 ナット 3個
OCPC - Fab Delta Kit[WIP]
Owner & Collaborators
License
OCPC - Fab Delta Kit[WIP] by jurianne is licensed under the Creative Commons - Attribution-ShareAlike license.
Summary
OCPC Delta Kit ver.1.5 の組み立て方です。
OCPCはOne CNC Per Childの略で、
100ドル以内でつくることのできる3D工作機械の原型となることを目指しています。
(企画) 慶應義塾大学 田中浩也研究室
(原案) 増田恒夫 田中浩也
(設計) 廣多岳 / (試作協力) 若杉亮介 望月美憂
100ドル以内でつくることのできる3D工作機械の原型となることを目指しています。
(企画) 慶應義塾大学 田中浩也研究室
(原案) 増田恒夫 田中浩也
(設計) 廣多岳 / (試作協力) 若杉亮介 望月美憂
Materials
Tools
Blueprints
Making
- (リンク先以外のものを使う場合はレーザーカットのデータを修正してください)
- プラスドライバー No.1~No.2小さめのラジオペンチ 2本木工用ボンド[あるとよいもの]ボンドの余りを拭く紙圧着用のクランプ
- まずはMDFをレーザーカッターで切ります。ocpc_lasercut_20151216.ai青線にしてある外縁部は切らなくても組み立てられますが、切るとA3*2枚になり、封筒などに入れて持ち運びがしやすくなります。(右の写真は上のデータと細部が異なります。)ラスター部分は皿ネジを埋めるための彫刻(≒切削)として設定しています。ややイレギュラーな使い方ですが、2mm程度削れるパラメーターを見つけてください。Memo: ラスターデータとベクターデータMemo: レーザーカッターについてMemo: ネジの種類について
- どちらのパーツも、接着した各パーツにある穴が
そのままパラレルリンクの機構の軸となるので、
曲がっていると動きに支障をきたしてしまいます。
一見簡単な工程ですが、丁寧に行いましょう。ボンドをつけすぎてネジ穴にまで到達してしまうと、やはり動きに支障をきたします。どのパーツも結果的にあとからネジなどで補強されるので、ボンドは少なめにつけるのがおすすめです。
軽く接着できたら、机などに側面を押しつけて、
可能な限りまっすぐに接着されるように修正します。
後の工程で使うM3のネジを穴に差し込むと、
確実にまっすぐにできるほか、
ナットと組み合わせて圧着することも可能です。 - 天板[5]とパラレルリンクを接続する部品を接着します。
こちらは突起がない[3]2枚とあるもの[4]2枚の
合計4枚を1組として、やはり3組に分けます。
突起のある[4]・ない[3]・ない[3]・ある[4]の順に、
順番を間違えないよう、重ねて接着してください。
- カットしたMDFを中心に、まずは下から筐体を組んでいきます。
- サーボモーター以外の電子部品を、[9]に取りつけていきます。Arduino Unoと電池ケースは、[9]にあいている穴に、M3 15mmの皿ネジで止めます。対になった穴が2組ありますが、正しい部品にしかピッチが合わないようになっています。写真のような向きに取りつけて、裏からM3ナットで固定してください。電池ケースのネジはなるべくきつく締めないと、電池が入りません。逆に、Arduinoはきつく締めるとArduinoが浮いてしまうので、極力ゆるめに締めるようにしてください。
- 続いて、9V電池とブレッドボードを配置します。
電池は、電池ケースに嵌めこんでください。
カチッとしっかり噛み合う仕組みなので、
手応えがない場合は極性があっているか確認してください。(極性が間違ったまま進めると、大変危険です。)
ブレッドボードは、裏面のフィルムを剥がして、
[9]の表面の使いやすそうな場所に貼ってください。
貼り直しがあまり効かないので慎重に。
- [10]と[11]を、それぞれ[9]に嵌めこみます。
[10]は丸い穴のある方が上にくるように嵌めます。
また、[10]を[9]に嵌めこむ穴の縁が薄いので、
力をこめすぎて割ったりしないように気をつけてください。
- 箱状になった本体の中の電子部品を配線していきます。
この配線図のように配線してください。
なお、今回使っているMG995(サーボモーター)は
茶色の線がGND(配線図の黒端子)
赤色の線がVCC(配線図の赤端子)
橙色の線が信号線(配線図の黄端子)になっています。
電子回路の配線は人間の脳内の神経回路のようなものです。
神経回路が壊れると人間が壊れてしまうように、配線を間違えると部品が一発で壊れてしまいます。
なるべく慎重に、ていねいに行いましょう。Memo: ざっくり分かるArduino 概要編Memo: ざっくり分かるArduino 拡張編
- このファイルを自分のパソコンにダウンロード・解凍してください。
OCPC_dlpArduino.zip
Arduinoに挿したUSBケーブルを自分のパソコンに挿し、
ArduinoIDEを起動して、servo_zero.inoを書き込みます。
その時、
サーボモーターが3つともギュルっと回れば成功ですが、
1つでも回らなかった場合はミスがある可能性が高いので、
配線を再度見なおしてください。
(回るのは一瞬だけなので、注意深く観察してください。)
無事に成功したら、reset.inoを書き込んでおきましょう。Memo: ざっくり分かるArduino 動作編
- この頃には2-2で作ったものが乾いていると思います。乾いていることを確認したら、[5]の穴の間、中央部分に軽くボンドを塗り、
[5]の穴にに2-2で作ったものを差し込んで固定します。
乾く前に差し込むと、
穴のきつさに負けて[3]や[4]がはがれてしまうので
必ず乾いてから行いましょう。
- 下の本体以外の、動きまわる部分を組んでいきます。
- M4 285mm 寸切り1本と#5525ロッドエンド2個を用意し、
それぞれのロッドエンドの穴にM3のネジを軽く通します。
寸切りの両端にロッドエンドをまっすぐあてがい、
両端をねじってロッドエンドを寸切りに嵌めていきます。
なるべく深くまで嵌めこむと、完成した時に安定します。
これを6セット作ります。
- ロッドの微調整をします。
すべてのロッドエンドの向きが平行になるように、
またすべてのロッドの長さが同じになるように、
それぞれのロッドエンドをねじって調整します。
これを怠ると正しく動作しないので、
なるべく精密に揃えてください。
調整が終わったら、ロッドエンドに差していたネジを外します。
- サーボモーターに、腕を嵌めこみます。
サーボホーンに刻まれているギアが、
そのままサーボモーターに嵌まるようになっているので、
なるべく低い角度に、かつ3つとも同じ角度になるように、
腕をサーボモーターの奥まで嵌めこみます。
- 2-3で作ったパーツを[6]に取りつけます。
[6]の穴に、2-3で作ったパーツの穴をそれぞれ下面側から合わせてM3 15mm 皿ネジを[6]の上面側から差し、
M3 ナットで固定します。
ラスター彫刻の部分に
皿ネジの頭が埋まっていることを確認してください。
- 4-6でサーボモーターにとりつけたアームの両側に、
4-4で作ったロッドを取りつけます。
M3 45mm なべネジとM3 ナットを使って、
それぞれのアームにロッドを2本ずつ、
写真のように取りつけていきます。
なべネジ1本あたり4つナットを使うことになります。
端に2つナットが使われているのにも、ちゃんと理由があります。Memo : ダブルナット
- 4-8と同様に、
4-7で天板につけたジョイントにも、
ロッドを取りつけます。
- ひとまず完成です。お疲れさまでした。電池がすぐに切れてしまわないよう、動かさないときは電池を電池ボックスから外すか、電池ボックス周辺の配線の一部をはずすなど、工夫しましょう。(今のところOCPCには『電源スイッチ』がついていません)配線を抜いておく場合は、露出している他の線などに線が触れてショートしてしまう危険を避けるため、ブレッドボード上で全く使っていない列の穴、回路に関係のない穴に差しておくのがおすすめです。
- 見た目にできあがっていても、つっかえながら動いていたり、サーボモーターの動きが筐体にぶつかっていたりなど、少し動きが悪いことがあります。そういった場合には、決してそのまま放置しないでください。そうした現象には必ず原因があります。(そして、想定されるトラブルの多くは、該当する各工程や、すぐ下の7-1に注意書きとして書いてあります。)トラブルを抱えた状態のまま動かし続けると、サーボモーターやArduinoを壊してしまうことも少なくありません。きちんと原因を究明しましょう。
- 動かしてみましょう。
- deltaTest_dlp.zipからdeltaTest_dlp.inoを開き、Arduinoに書き込んで動かしてみましょう。まっすぐ上下に動けば成功です。deltaTest_homeAll.inoを書き込むと、サーボに負荷をかけずに元の位置に戻せます。
- サーボの動きはじめ/終わりのタイミングが違う
腕/サーボホーンを外して、4-7をやり直してください。- 斜めに動いている/天板が傾いている
5-3, 5-4の注意点を守っているか確認してください。- 動きながら天板がガタガタする
きつく締め直してください。 - サーボの動きはじめ/終わりのタイミングが違う
- このプログラムをArduinoIDEから直接書き込んで、3つのサーボモーターを同時ではなく「それぞれ独立に」動かしてみます。
deltaTest2_dlp
3つのサーボが等価に動くかどうかを確認しましょう。
また、台座の動く最大範囲を把握しましょう。 - ArduinoのソースコードとProcessingのソースコードが入っています。
Control P5 Libraryの入ったProcessing2.2.1と、Arduinoが必要です。(通常はProcessingのソフト内からインストールできます。)
Arduino側にソフトウェアを書きこんだあと、PC上でProcessingを実行してマウスで操作します。Memo: Processingについて - Processingを実行すると右のような画面が立ち上がります。
最初は"SERVO POWER OFF"になってしますので、[ENABLE]ボタンを押してPOWER ONにします。ここでサーボモータが反応するはずです。
※作動しない場合は、myPort = new Serial(this, Serial.list()[X], 9600)という行の[X]部分の数字を0,1,2...と順番に変えてみてください。
[RECORD]ボタンを押すと動作を記録するモードに入ります。(制限時間あり)
[PLAY]ボタンを押すと記録された動作を反復再生します。
また、[RECORD]は何度でもやり直すことができます。
- Processingの知識が多少あれば、自分でOCPCを動かすことができます。
void draw(){}の中でxp=15; yp=15; zp=-40;と指定すると座標が設定され、
setThetasfromXYZ();
を実行すると機械にその座標値が送信、
updateGuiElements();を実行すると座標値が画面上に反映されます。
xyzが機械の範囲外になると動かず反映もされないので、まずはマウスで可動範囲を調べてください。（なおzは±が逆になっています)
References
Usages
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