MESOMIX-自动调漆机

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简介:MESOMIX-全自动油漆混合机

你是一个设计师,艺术家或是一个有创造力的人,喜欢在你的画布上泼洒色彩,但当涉及到想要的色调时,往往是一场斗争。

所以,这门艺术技术课将把这种挣扎化为泡影。由于该设备使用现成的组件,通过自动混合适量的CMYK(青色-品红-黄-黑)颜料来获得所需的色调,这将大大减少混合颜色所花的时间或购买不同颜料所花的钱。并将为你的创作提供额外的时间。

希望你喜欢,我们开始吧!

第一步:工作原理?

基本上有两个模型的颜色理论,我们需要考虑这个项目。

1) RGB颜色模型

RGB颜色模型是一种加法颜色模型,其中红光、绿光和蓝光以各种方式叠加在一起,以再现广泛的颜色阵列。RGB颜色模型的主要用途是在电子系统(如电视和计算机)中感知、表示和显示图像,尽管它也被用于传统摄影。

2) CMYK颜色模型

CMYK颜色模型(处理颜色,四色)是一种相减颜色模型,用于彩色打印机。CMYK是指在某些彩色印刷中使用的四种油墨:青色、品红、黄色和键(黑色)。CMYK模型的工作原理是在一个较浅的,通常是白色的背景上部分或全部掩蔽颜色。墨水减少了原本会被反射的光线。这种模式被称为减法,因为油墨从白色中“减去”亮度。

在加性颜色模型(如RGB)中,白色是所有原色灯光的“加性”组合,而黑色则表示没有灯光。在CMYK模型中,情况正好相反:白色是纸张或其他背景的自然颜色,而黑色则是彩色墨水完全混合的结果。为了节省油墨成本,并产生更深的黑色调,不饱和和黑暗的颜色是通过使用黑色墨水,而不是青色,洋红和黄色的组合产生的。

第二步:机制

正如“它是如何工作的?”步骤RGB和CMYK颜色模型将在这台机器中使用。

因此,我们将使用RGB模型将RGB色码输入机器,而CMYK模型通过混合CMYK颜料来制作阴影,其中白色的体积将是恒定的,并手动添加。

所以,为了找出制造这台机器的最佳程序,我画了一个流程图,以便在脑海中清晰地看到大局。

计划如下:

  • RGB值和白色体积将通过串行监视器发送。
  • 然后使用转换公式将这些RGB值转换为CMYK百分比。
R、G、B值除以255,将范围从0..255更改为0..1:R'=R/255 G'=G/255 B'=B/255黑键(K)颜色由红色(R')、绿色(G')和蓝色(B')颜色计算得出:K=1-max(R',G',B')青色(C)由红色(R')和黑色(K)计算得出:C=(1-R'-K)/(1-K)品红(M)由绿色(G')和黑色(K)计算得出:M=(1-G'-K)/(1-K)黄色(Y)由蓝色(B')和黑色(K)计算得出:Y=(1-B'-K)/(1-K)
  • 结果,我得到了所需颜色的CMYK百分比值。
  • 现在需要将所有的百分比值与白色的体积相乘,从而转换为C、M、Y和K体积。
C(mL)=C(%)*白色体积(x mL)M(mL)=M(%)*白色体积(x mL)Y(mL)=Y(%)*白色体积(x mL)K(mL)=K(%)*白色体积(x mL)
  • 然后这些C、M、Y和K体积将乘以相应电机每转的步数。
泵送颜色所需的步数=颜色(mL)*各电机的步数/转

也就是说,通过使用这个,每种颜色都会被抽出来,形成一种颜色的混合物,它会和白色的确切体积混合,形成所需的阴影。

第三步:设计

我决定在SolidWorks中设计它,因为我在过去两年中一直在使用它,并在设计阶段应用了我所有的设计、减法制造和加法制造技能,同时记住了所有参数,包括使用独立组件、紧凑和桌面友好的设计、精确但快速和经济高效。

经过几次迭代,我提出了这个设计,它满足了我的所有需求,我对结果非常满意。

第四步:我们需要什么?

电子元件:

  • 1倍微控制器
  • 1倍GRBL屏蔽
  • 4倍A4988步进驱动器
  • 1倍直流电插座
  • 1倍13cmx9cm翘板开关
  • 4倍Nema 17标准
  • 2倍15cm RGB LED条
  • 1倍蜂鸣器
  • 1倍HC-05蓝牙

硬件组件:

  • 24倍624zz轴承
  • 4倍50cm长硅胶管(外径6mm,内径4mm)
  • 1倍100mL量筒
  • 5倍100mL烧杯
  • 30倍M3x15螺栓
  • 30倍M3螺母
  • 12倍M4x20螺栓
  • 16倍M4x25螺栓
  • 30倍M4螺母
  • 以及一些M3和M4垫圈

工具:

  • 激光切割机
  • 3D打印机
  • 内六角扳手
  • 螺丝刀
  • 烙铁
  • 喷胶枪

第五步:激光切割

最初,我设计的框架是由胶合板组成,但发现6毫米的中密度纤维板也适用于这台机器,但与中密度纤维板唯一的问题是,它容易受潮,有很多机会,油墨或颜料可能会洒在面板上。

为了解决这个问题,我使用了一个黑色乙烯基表,这只增加了总成本几美元,但提供了一个伟大的磨砂机完成。

在这之后,我准备好用激光切割机把我的面板切割下来。

我附上下面的文件,并已删除该标志从文件中,以便您可以添加您的轻松:)

第六步:3D打印

我检查了各种类型的泵,经过大量的研究,我发现蠕动泵非常适合我的要求。

但是在互联网上,大多数是带有直流电机的泵,它们的精度不高,在控制它们时可能会引起一些问题;另一方面,有些泵带有步进电机,但是它们的成本很高。

所以,我决定用3D打印的蠕动泵,它使用Nema 17电机,幸运的是,我通过Thingiverse上的一个链接西利桑混音拉尔夫的蠕动泵。(特别感谢SILISAND和RALF的设计,他们的设计给了我很大的帮助。)

所以,我用这个蠕动泵为我的项目,大大降低了成本。

但是在打印和测试了所有的部件之后,我意识到它们并不完全适合这个应用。然后,我编辑了软管压力管,通过增加其曲率,以便它可以在软管上施加更大的压力,还编辑了支架安装顶部,以提供对电机轴更大的抓地力。

我的3D打印机设置:

  • 材料(PLA)
  • 层高(0.2mm)
  • 壳体厚度(1.2mm)
  • 填充密度(30%)
  • 打印速度(50mm/s)
  • 喷嘴温度(210°C)
  • 支撑类型(无处不在)
  • 平台粘附型(无)

您可以下载此项目中使用的所有文件-

步骤7:安装轴承座

为了装配轴承座,我们需要以下零件:

  • 1x 3D打印轴承座底部
  • 1x 3D打印轴承座顶部
  • 6x 624zz轴承
  • 3x M4x20螺栓
  • 3x M4螺母
  • 3个M4垫片
  • M4内六角扳手

如图所示,将所有三个M4x20螺栓插入3D打印轴承座顶部,然后插入一个M4垫圈,然后在每个螺栓中插入两个624zz轴承和另一个垫圈。然后将M4螺母插入3D打印的轴承底座底部,通过放置底部底座拧紧螺栓。

按照相同的步骤制作其他三个轴承座。

步骤8:准备背板

为了组装后面板,我们需要以下零件:

  • 激光切割后面板
  • 4x 3D打印泵底座
  • 16x M4螺母
  • 8x M3x16螺栓
  • 8x M3垫圈
  • 4x Nema 17步进电机
  • M3内六角扳手

要准备背板,请取出3D打印的泵底座并将M4螺母插入泵底座背面的插槽中,如图所示。同样准备其他三个泵底座。

现在,从背面将Nema 17步进电机与背板上的插槽对齐,并使用M3x15螺栓和垫圈安装泵底座。并用相同的程序组装所有电机和泵底座。

步骤9:将所有泵装配到背板上

为了组装所有泵,我们需要以下零件:

  • 电机和泵底座组装后面板
  • 4x轴承座
  • 4x 3D打印软管压盘
  • 4x 3D打印泵顶
  • 4x 50cm硅管(外径6mm,内径4mm)
  • 16x M4x25螺栓

将所有轴承座插入电机轴上。然后将硅管放置在轴承座周围,同时用3D打印软管压盘按压。使用带有M4x25螺栓的3d打印泵顶部关闭泵。

步骤10:准备底部面板

为了组装底板,我们需要以下零件:

  • 激光切割底板
  • 1个Arduino Uno
  • 1x GRBL屏蔽
  • 4x A4988步进驱动器
  • 4x M3x15螺栓
  • 4x M3螺母
  • M3内六角扳手

使用M3x15螺栓和M3螺母将Arduino Uno安装在后面板上。在那之后,在Arduino-Uno上堆叠GRBL护罩,在GRBL护罩上跟随A4988步进驱动器。

步骤11:组装底部和前面板

为了组装底部和前面板,我们需要以下零件:

  • 激光切割前面板
  • 底部面板装配有电子元件
  • 6x M3x15螺栓
  • 6x M3螺母
  • 3D打印烧杯架

将底板插入前面板的下部插槽中,并使用M3x15螺栓和M3螺母将其固定。然后使用M3x15螺栓和M3螺母将3D打印烧杯支架固定到位。

第12步:将试管插入3D打印试管架

为了组装底部和前面板,我们需要以下零件:

  • 完全组装的后面板
  • 3D打印管支架

在此步骤中,将所有四根管插入3D打印管支架的孔中。并确保一些管子从支架中伸出。

步骤13:将四个面板组装在一起

为了组装前面板、后面板、上面板和下面板,我们需要以下零件:

  • 前面板和底板总成
  • 背板总成
  • 顶部面板
  • 冷白色Led灯带

组装所有这些面板时,首先将管架固定在烧杯架的顶部。然后将LED条粘贴在顶面板的底面上,然后将顶面板插入后面板和前面板的插槽中。

步骤14:组装电机导线和侧板

为了装配电机导线和侧板,我们需要以下零件:

  • 组装四个面板
  • 4x电机线
  • 侧板
  • 24x M3x15螺栓
  • 24x M3螺母
  • M3内六角扳手

将电线插入电机的插槽中,然后关闭两侧面板。使用M3x15螺栓和M3螺母固定面板。

步骤15:布线

按照示意图以以下方式连接所有电子设备:

  • 将直流插孔固定在后面板的插槽中,并将电线连接到GRBL屏蔽的电源端子。
  • 然后,将电机的导线插入步进驱动器端子,如下所示-

X步进驱动器(GRBL屏蔽)-青色电机线

Y步进驱动器(GRBL屏蔽)-洋红色电机线

Z步进驱动器(GRBL屏蔽)-黄色电机线

A步进驱动器(GRBL屏蔽)-关键电机导线

注:将GRBL屏蔽的A向跨接导线和A向跨接导线分别连接到针脚12和针脚13。(A步和A方向的跳线可在电源端子上方使用)

  • 在以下终端中连接HC-05蓝牙-

GND(HC-05)-GND(GRBL屏蔽)

5V(HC-05)-5V(GRBL屏蔽)

RX(HC-05)-TX(GRBL屏蔽)

TX(HC-05)-RX(GRBL屏蔽)

  • 连接以下端子中的蜂鸣器-

-ve(蜂鸣器)-接地(GRBL屏蔽)

+ve(蜂鸣器)-冷却器引脚(GRBL屏蔽)

注:本机电源至少为12V/10Amp。

步骤16:校准电机

机器通电后,通过USB电缆将Arduino连接到计算机,将校准固件安装到Arduino Uno。

下载下面给出的校准代码并将其上传到Arduino Uno,然后执行以下说明以校准所有电机步骤。

上传代码后,打开波特率为38400的串行监视器,同时启用CR和NL。

现在发出校准电动泵的命令:

启动<泵校准>

“Pump to Calibrate”(泵到校准)参数用于命令Arduino校准哪个电机,并且可以取以下值:

C=>对于青色电机M=>对于品红电机Y=>对于黄色电机K=>对于键电机

等待泵将颜色装入管中。

加载后,清洁烧瓶,如果其中有颜色拼写,Arduino将等待,直到您发送确认命令开始校准。“发送”是的“(不带引号)开始校准。

现在马达将颜色泵入烧瓶,我们将用量筒测量。

一旦我们有了泵送颜色的测量值,我们就可以使用给定的公式找出所选电机的每单位步数(ml):

5000(默认步数)每毫升步数=--------------测量值

现在将每台电机的每单位步数(ml)值以给定的常量输入主代码:

第7行)const float Cspu=>保持青色电机每单位步数的值第8行)const float Mspu=>保持品红电机每单位步数的值第9行)const float Yspu=>保持黄色电机每单位步数的值第10行)const float Kspu=>保持键电机每单位步数的值

注:校准过程中,所有正确校准电机的步骤和程序将显示在串行监视器中。

第17步:

第18步:编码

在校准了马达之后,是时候下载制作颜色的主代码了。

下载下面给出的主代码并将其上载到Arduino Uno,然后使用可用的命令来使用此机器:

LOAD=>用于将颜料装入硅管。清洁=>用于将颜料卸载到硅管中。速度=>用于更新设备的泵送速度。取表示电机转速的整数值。默认设置为100,可以从100更新到400。用于命令设备产生所需颜色的泵。 取表示红色值的整数值。 取表示绿色值的整数值。 取表示蓝色值的整数值。取表示白色体积的整数值。

注意:在使用此代码之前,请确保根据校准代码更新每个电机的默认步长值。

第19步:我们完成了!!

你终于完成了!以下是最终产品的外观和工作方式。

单击此处查看它的运行情况

第20步:未来范围

因为这是我的第一个原型,结果远远好于我的预期,但是的,它需要大量的优化。

下面是我正在寻找的下一个版本的这台机器的一些升级-

  • 用不同的墨水、颜色、颜料和颜料做实验。
  • 开发一个Android应用程序,它可以通过使用我们已经安装的蓝牙提供更好的用户界面。
  • 安装显示器和旋转编码器,使其成为独立设备。
  • 将寻找更好和可靠的泵送方案。
  • 安装谷歌援助,可以使它更迅速和更智能。

第21步:请投票!

如果你喜欢这个项目,请把它投给第一次作者“比赛。

非常感谢!希望你们喜欢这个项目!

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    35次讨论

    0
    MHFJ公司

    问题4天前

    为什么激光切割的文件是空的??

    有什么最新消息吗?
    如果能把17ml的模型漆和pantone的颜色混合(把pantone转换成RGB或CMYK相当简单),我会非常感兴趣的
    它需要更细的管子和更窄的喷嘴群,但我100%肯定这应该是可能的

    0
    阶段1455

    问题6个月前的介绍

    你好,
    让我先说一句,我只是一个经常在车库里摆弄东西的父亲,当我看到这一点时,我简直是疯了。我做了很多万圣节和圣诞节道具和配色也是一个问题。我坐在我的裤子旁边飞。我对.ai文件一无所知,但当我尝试获取最后一个剪切的文件时,它不会打开,或者我得到的消息是空的或不可读的。我做错什么了吗。(我知道我有问题,所以我道歉)。有什么方法可以得到一组有效的格式化文件。
    不管怎样,这将是一个可怕的帮助,任何人在确切的颜色使所有的差异。再次感谢你的好主意!!

    0
    勒奇

    三个月前回答

    你好,舞台1455

    不知道你是否曾经得到这个工作或仍然需要这个,但这里是一个dxf的.ai文件,所以应该与大多数程序工作。

    0
    萨瓦利

    8个月前

    有没有可能添加白色来混合?其中cmyk+w变成

    0
    阿拉伯

    问题11个月前

    真的很着迷于你的项目和最好的祝愿,为下一个,我相信这将是可怕的。另外,我有一个问题…为什么不添加第五个泵来控制白色而不是手动浇注。

    0
    黛安娜96

    问题12个月前介绍

    你好,我是一个机器人硕士的学生,我要做一个简单的项目。我必须调整/更新现有设备,以便使用互联网等控制它。我能用你的样机作为现代化的设备吗?(当然,提到设备来源是你的创作)我是一个艺术爱好者和技术热情,我可以说,这将是完美的,如果你设法做你的所有更新。祝你好运!

    0
    FabroLabs技术

    11个月前回复

    嘿,戴安娜,我们很乐意帮你,但是我们没有那么多时间来更新这个。但是如果你需要帮助的话,我们可以帮你。:)感谢您对我们的教学课程表现出兴趣。

    0
    瘦果

    12个月前

    我真希望在投票开始的时候看到这个。其中一个最好的指导和非常有用的想法。
    谢谢。
    我希望Intructables的好人能解决feed更新问题,这样我就不会错过更多的好问题。

    0
    FabroLabs技术

    11个月前回复

    非常感谢:)

    0
    汤姆.602

    12个月前第5步

    太棒了!!
    我无法打开激光切割文件,从来没有在adobe illustrator或直接发送到在线切割服务(sculpteo)的文件损坏或是我?

    0
    FabroLabs技术

    11个月前回复

    所以很抱歉,我会调查此事,并将更新文件,如果有什么是我的一部分错误,并将尝试添加一个1:1的PDF文件也。

    0
    基诺111F

    1年前

    这太棒了!!!我不知道如何结束表击败这一点,但你是一个伟大的建设。我不愿意用这样的东西来混合我的颜色。

    0
    小两黄

    1年前

    很酷,但是你还需要做一些其他的事情:喷嘴的干燥,着色剂的沉淀,校准后的准确度。。。

    1
    马萨马托

    问题1年前

    伟大的工程!

    一开始硅胶管是空的,然后你启动一个泵。
    你怎么知道液体什么时候从管子里出来而不是空气?
    谢谢

    0
    马斯1324

    1年前

    非常感谢您的介绍,我现在正在使用您的一些文件来完成我的项目,但是我注意到轴承座顶部与您使用的不同,请您检查一下3D打印文件,因为我确实需要它们。

    再次感谢你的帮助。

    0
    细胞艺术家

    问题一年前的第21步

    我可以购买一个已经组装好并正在工作的MESOMIX吗?

    0
    FabroLabs技术

    一年前的答案

    请在Instagram上通过@fabrolabstech向我们发送DM,以获取有关查询的购买信息。