Конструктор Кулибин
РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
Назначение
Конструктор «Кулибин» позволяет собрать сотни различных систем
производственного, научного и учебного оборудования. Он позволяет применять
различные инструменты и физические эффекты под управлением компьютера для
выполнения задач, которые вручную выполнять долго, трудно или вообще нереально.
В конструктор входят готовые, отлаженные и согласованные между собой:
ŸМ механические элементы:
Линейные приводы с шаговыми двигателями
Контроллер для управления приводами
Интерфейс для обмена данными с компьютером
Программное обеспечение
Крепежные и вспомогательные детали и инструменты

Конструктор позволяет не просто собирать разные устройства из имеющихся в
наборе деталей, а создавать с их помощью новые материальные изделия.
В наших экспериментах «Кулибин» обрабатывал пластмассы, оргстекло,
ПВХ, пенопласт, дерево, фанеру и поликарбонат, алюминий, сталь, бронзу и стеклотекстолит.
Конструктор «Кулибин» позволяет одному человеку, не обладающему
исключительным мастерством, производить широкий спектр изделий.
Иными словами, перед вами настольная фабрика или завод-трансформер.
С помощью конструктора также можно производить дополнительные детали,
инструменты и приборы для совершенствования возможностей самого конструктора
и постоянного повышения технологического уровня вашей лаборатории или мастерской.
Кроме того, на основе «Кулибина» можно собрать обширное семейство микроманипуляторов и
прочей техники для создания микросистем и микромашин, что является связующим звеном
 между технически не подготовленным пользователем и новейшими микро-и нанотехнологиями.
Эксплуатация
Начало работы
После получения оборудования осторожно распакуйте конструктор и проверьте,
не произошло ли повреждение оборудования при перевозке. При обнаружении
повреждений либо недостатка деталей свяжитесь со своим дилером.
После эксплуатации удалите со станка всю стружку и обломки и
тщательно очистите все поверхности.
Так как «Кулибин» является конструктором, технические характеристики
собранных Вами устройства могут отличаться друг от друга.
Уголок 380 мм - Основная деталь линейного шагового привода.
По нему скользит каретка с ходовой гайкой, увлекаемая шпилькой.
Стандартная направляющая длиной 380 мм позволяет каретке
перемещаться на 220 мм. В набор входит 12 уголков длиной 380 мм.
Монтажные уголки с отверстиями могут соединяться многочисленными
способами для образования самых разных жестких и подвижных конструкций.
Кроме того, каждый уголок можно использовать как запасную направляющую
скольжения для каретки.
Из уголков можно собирать не только станины приборов, но и макетные стенды 
для различных экспериментов - физических, оптических и т.п.
Можно привинтить их к столу, стене, какому-нибудь оборудованию, столбу или даже потолку ...
Каретка обычно перемещается по направляющей, к которой прижимается четырьмя винтиками
через фторопластовые прокладки. Завинчивайте винтики не слишком туго - так, чтобы
каретка перемещалась легко, но не шаталась ни в какую сторону. Можно отсоединить
мотор и шпильку и использовать каретку на направляющей в качестве подвижного элемента
штатива, при необходимости закрепляемого затягиванием винтиков. Можно установить
несколько кареток на одной направляющей.
Иногда каретки используются без направляющих - как подставки, винтовые
зажимы для продолговатых деталей или просто монтажные элементы.
Ходовая гайка, вместе со шпилькой составляет винтовую передачу.
При помощи винта можно регулировать плотность прилегания гайки к шпильке,
что позволяет избежать как слишком высокого трения, так и излишне свободного хода (люфта).
Муфта в первую очередь предназначена для закрепления чего-либо на валу двигателя.
Это необязательно шпилька - можно закрепить на валу двигателя болт с гайкой и вращать
какую-либо деталь, например заготовку будущей шестеренки или фланца.
Шпилька, это пожалуй самая нежная деталь конструктора. Если ты случайно погнул,
ударил или иным образом деформировал шпильку, не отчаивайся - иди в ближайший
хозмаг или на строительный рынок и купи ее по цене порядка 100 руб. за метр.
Уголок малый и прижим позволяют закреплять детали под различными углами друг
к другу. Несколько таких уголков напротив друг друга образуют винтовой зажим наподобие
тисков. Несколько уголков, соединенных последовательно - штативчик. В общем,
экспериментируйте.
Хомутик обычно используется для крепления моторов к направляющим, но может также
послужить для крепления инструмента или еще чего-нибудь. Болты, шайбы и гайки М6
служат для соединения деталей конструктора.
Сборка линейного шагового привода
Сборку конструктора лучше начать со сборки линейных шаговых приводов,
так как это основная деталь конструктора. На первом этапе вам понадобятся:
уголок, 2 фторопластовые прокладки, каретку, 4 маленьких винта.
Согните вокруг уголка фторопластовые пластины так чтобы они влезли под каретку,
прижмите их винтами, погоняйте её чтобы проверить плотно ли она прилегает к уголку
и не болтается ли.
Теперь возьмите шпильку, ходовую гайку, болт, маленькую фторопластовую прокладку,
закрутите ходовую гайку на центр шпильки, поместите в отверстие ходовой гайки
маленькую фторопластовую прокладку и прижмите её болтом так чтобы убрать
люфт и в тоже время, чтобы гайка свободно ходила по шпильке. Прикрутите шпильку
с ходовой гайкой в каретку на уголке самым коротким болтом в наборе.
Прижмите шаговый двигатель хомутом на уголок, соедините шпильку и мотор муфтой,
и закрутите винтами (перед закручиванием рекомендуется проверить соосность мотора
и шпильки, иногда требуется под мотор что-нибудь подложить). Смажьте шпильку
каким-нибудь маслом и погоняйте привод, так чтобы масло лучше распределилось по шпильке.
Если муфта часто слетает с вала мотора, то возможно потребуется не много выровнять
напильником или другим шлифовальным инструментом вал мотора чтобы винт муфты
упирался в плоскую часть вала.
Если привод собран правильно, то при вращении вала мотора каретка плавно и легко
перемещается по прямой. В то же время, она не должна шататься и шевелиться ни в какую сторону.
Вращательные механизмы
Шаговый двигатель можно использовать как для вращения, так и (в составе линейного привода)
для поступательного движения. На одну направляющую можно установить два мотора с разных
сторон - это повысит ее силу, точность и скорость. Двигатели SM-200 произведены
в России в 2008 году и обладают надежными подшипниками без осевого люфта.

Подключите двигатели к контроллеру. Запустите настроенную программу и понажимайте
стрелочки. Моторы должны вращаться, причем два из них всегда будут вращаться синхронно --
это свойство понадобится, когда вы будете использовать два линейных привода параллельно.
Используя вращательные приводы вы уже можете сделать что-нибудь интересное --
например открывать и закрывать штору, или управлять мягкими игрушками или авиамоделями
по тросикам по принципу марионеток.
Если что-то оказывает двигателю настолько сильное сопротивление, что он не может
крутиться, во избежание перегрева он может отключиться. Чтобы снова запустить мотор,
выключите контроллер и включите его через 5-10 секунд.
Линейные  механизмы
Для управляемого перемещения по прямой служит линейный привод. 
Соберите его так: Отрегулируйте люфт бронзовой гайки при помощи винта. Подкручивая его, добейтесь чтобы гайка не болталась, но свободно крутилась на шпильке. Навинтите муфту на шпильку примерно на 5 мм и прижмите винтом. Прикрепите мотор хомутиком к уголку. Наденьте муфту на вал мотора и прижмите ее тремя винтами, регулируя их затяжку так, чтобы шпилька с гайкой находилась прямо на одной оси с валом мотора. Это удобно делать при включенном моторе, чтобы вал не прокручивался. Наденьте на уголок каретку, подложив под нее фторопластовые прокладки и прижав их винтами так, чтобы каретка не шаталась, но свободно (с небольшим усилием) скользила вдоль уголка. Прикрепите гайку к каретке коротким болтом. Если привод собран правильно, то при вращении вала мотора каретка плавно и легко перемещается по прямой. В то же время, она не должна шататься и шевелиться ни в какую сторону. 

Используя линейные приводы вы можете сделать что-то открывающееся или выдвигающеся по команде ПК - например, придать интерактивность своему рабочему месту.
КООРДИНАТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Для выполнения сложных действий, соберите координатный сервопривод. Он может быть 
разным в зависимости от задачи (см. картинку на первой странице обложки). Соберем для
начала один из них. Начинать удобно с основания: 

Теперь закрепите два вертикальных привода с помощью маленьких уголков так, как показано на рисунке.
Затем по тому же принципу закрепите горизонтальный привод. Наконец, соедините вертикальные приводы
за верхние части уголком.

Инструмент и изделие
Работа машины сводится к относительному перемещению инструмента и изделия, 
а также управлению работой инструмента, если это необходимо. И инструментов
и изделий может быть несколько. Закрепляя на приводах разные инструменты
и изделия вы можете осуществлять различные
технологические операции над разными материалами. 

Качество обработки во многом зависит от жесткого надежного крепления инструмента и изделия. Пожалуйста, уделите этому должное внимание.
Управляющая программа для конструктора Кулибин
Мы разработали программу которая позволяет легко и просто управлять станком и создать
Ваше домашнее производство.
Установка: Установите NetFramework 3,5 если он у Вас не установлен, то установите с нашего диска. Включите контроллер в сеть, подключите его в USB-порт, компьютер начнет искать новое обородование, укажите путь расположения драйвера самостоятельно, на нашем диске в папке «Драйвера» отключив автоматический поиск, На вопросы системы отвечайте "Все равно продолжить", после этого запускайте файл setup.exe, Она создаст свой ярлык (МНТЦ) В меню кнопки Пуск, в папке "Программы"
Начните работу с нажатия кнопки Помощь. Верхняя клавиша позволяет открывать файлы разных форматов. При наведении быстрая подсказка укажет какие форматы файлов программа поддерживает (Возможно, в следующих версиях программы список будет пополняться) Следующая клавиша это начало или пауза обработки. Клавиша с красным кругом позволяет сохранить последовательность действий станка в ручном управлении произведенных после нажатия клавиши. Нижняя клавиша позволяет сохранить выполненную работу после нажатия клавиши Стоп и окончания G-кода. Ручное управление осуществляется с помощью стрелок на клавиатуре и клавиш Дома, Конец, Page Up и Page Down.
Величина одного шага зависит от размера рисунка. Старайтесь не запускать никакие процессы на компьютере во время работы программы. При наведении на кнопки появляется быстрая подсказка. Советуем, чтобы не испортить хороший материал, сначала (для первых изделий) изготовить их на мягком материале с большой скоростью резки и шагом, равным диаметру фрезы. Это пример рельефной обработки на оргстекле. Примеры изображений можно найти на нашем диске. 

Настольные станки с ЧПУ
Вот мы собрали управляемый компьютером трехкоординатный сервопривод. Он позволяет создать разные станки  
такие как плоттер, фрезер или скажем робот художник. Закрепив на сервоприводе маркер вы получите не только
плоттер, но и рисователь печатных плат (многие чернила не растворяются в хлорном железе), а также шаблонов
для химически и электрохимически осаждаемых и травимых поверхностей, и кроме того для разметки заготовок,
которые вы собираетесь пилить или сверлить - что намного точнее и удобнее ручной разметки. На дворе XXI век
и пусть теперь этим занимается робот :)
Создайте обрабатывающий центр с ЧПУ используя "дремель" - миниатюрную ручную дрель, бормашинку или
даже просто моторчик отечественной серии ДПМ (они продаются вместе с зажимными цангами для
сверл и других инструментов). Для этих машинок выпускают множество дешевых инструментальных насадок.
Со сверлом вы создадите сверлильный станок, с фрезой (можно зубной) - фрезерный (он же будет и гравировальным),
со шлифовальными головками - шлифовальный, с дисковыми пилами - отрезной, и множество других полезных машин,

которым даже еще и не придумано названия.
Используя имеющуюся на диске инструкцию к программе KCam, вы можете использовать файлы различных форматов
в качестве исходных моделей для управления обработкой.
В таких операциях как гравировка или резка пенопласта раскаленной проволокой, размер инструмента несущественен
для генерации G-кодов управляющей программой. Однако, если вы хотите фрезеровать контур детали, выступ или
выемку, то придется учитывать размер фрезы. Для этого воспользуемся программой DeskCNC. - Трехмерная обработка
по модели

Что может программа?

Программа воспринимает стандартные G-коды

А также растровые изображения (BMP, JPG, GIF, PNG, TIF)

А также векторные изображения (из Corel Draw в формате PLT/HPGL)

А также 3D модели в формате STL.

Еще можно записать последовательность действий во время работы и потом воспроизводить ее нужное количество раз.

 Можно перемещать инструмент в нужную точку:

Можно точно настроить параметры фрезы и машина учтет их:

При наведении на кнопку появляется подсказка

Какие у него технические характеристики?

Конструкции на основе «Кулибина»
С помощью этого конструктора можно создавать многие другие классные машины, 
а потом переделывать их в другие машины снова и снова. Смотрите на сайте, что делают другие.
Изобретайте и присылайте фотографии своих конструкций. Вот некоторые идеи для размышления:
1. Изготовление печатных плат
2. Изготовление микрообъектов
3. Намоточный станок
4. Координатно-пробивной пресс
5. Пространственный анализатор магнитного/электрического поля
6. Фигурная резка пенопласта и пластмасс
7. Фигурная резка пленочных материалов
8. Электроэрозионная обработка
9. Термопластавтомат
10. Точечная сварка
11. Плазменная и лазерная резка
12. Изготовление восковых моделей для литья
13. Изготовление леденцов по компьютерным рисункам
14. Прибор для фрезеровки колесиков – простых и зубчатых 
15. Измеритель показателя преломления - особенно удобный для фиксации его изменений в зависимости
от каких-то воздействий на образец.
16. Управляемая компьютером система перемещающихся линз, призм и и зеркал. Используя несколько
приводов на одной прямой или в разных местах можно создать реконфигурируемую оптическую систему:
телескоп, который одним щелчком мыши превращается в микроскоп или спектроскоп :) Или, если вы
школьный учитель, покажите как изменяется фокусное изображение в зависимости от расстояния между
линзой и экраном.
17. Создайте управляемый компьютером насос, клапан или задвижку. 
18. Создайте автомат, опускающий пакетик с чаем в кружку на строго определенное время. 
19. Выжигательный аппарат по дереву с ЧПУ. Пусть он переносит на древесину изображения с ПК
такие как фотографии или надписи.
20. Постройте 3D-принтер, изготавливающий детали любой заданной компьютером формы.
Одна из простых конструкций состоит в том, чтобы насыпать послойно обычную порошковую
краску (или размолотый на кофемолке пластиковый мусор) и спекать его в каждом слое локальным нагревом.
21. Эпоксидно-песчаный 3D-принтер где послойно насыпается предварительно просеянный через мелкое
сито песок (или любой другой дешевый мелкий материал), а затем на каждый слой дозированно подается
разогретая эпоксидная смола.
22. Аналогично работает суперклеевой, термоклевой (струйный), жидко-стеклянный, ПВА или любой
другой клеевой 3D-принтер. Только выбирайте материал. Соль с суперклеем работает хорошо, а вот
цемент с эпоксидкой - плохо. Бетонный 3D-принтер. Ну тут и так все понятно. Мелко просеяный песок
смешиваем с цементом в пропорции примерно 3:1, а на слои наносим капельки воды с добавлением
"жидкого стекла". Гипсовый 3D-принтер
23. Электрохимический фрезер
24. Обезжирьте поверхность, а затем нанесите на нее инверсный рисунок масляным маркером или
просто чем-нибудь жирным. Окунув затем пластинку в жидкость вы получите заданное расположение
капель жидкости, что может быть использовано как трафарет для химической реакции, прилипания
порошка или испарения жидкости и осаждения растворенных в ней веществ. Кроме того, так можно
нанести замысловатый рисунок для протекания струй воды, например, для самодельного фонтана.
25. Создайте трехкоординатный микроманипулятор на принципе пантографа. 
26. 3D-сканнер может быть также основан на разных физических принципах. Самый простой -
сканирование металлических деталей проводящим щупом, а непроводящих - чувствительным к
прикосновению контактом. Так же можно "оцифровать" дорожки на печатных платах или даже
составить карту напряжений во всех точках печатной платы во время ее работы, а затем в разноцветном
виде вывести на экран компьютера.
27. 4D-принтер. В смысле многокомпонентный 3D-принтер . Это 3D-принтер с дополнительной осью
выбора форсунки или компонента, которым ведется печать в конкретной точке.
28. Создание объектов намоткой пластикого, стеклянного, углеродного или х/б волокна.