Oggetto di questo blogpost sarà un progetto alquanto interessante: un plotter a penna CNC dotato di una cinematica molto insolita.
La maggior parte delle macchine utensili automatizzate a controllo numerico, si basa sull'utilizzo di un sistema di movimento cinematico classico. Questo sistema è anche abbastanza facile da comprendere anche ai non addetti ai lavori. All'interno di un layout cartesiano standard, la testa dell'utensile scorre su binari lineari lungo due o tre assi. Esistono però anche altri sistemi cinematici più complessi che si basano sulla trigonometria avanzata. Un esempio di questo tipo è quello del dispositivo di Scribble Buddy CNC Pen Plotter di Mike Barkelew, che appare molto diverso dai plotter standard a penna basati su una cinematica cartesiana standard, ovvero due motori passo-passo, due cinghie e due guide/aste lineari.
Il dispositivo ha un sistema cinematico che ricorda il collegamento a parallelogramma tipico di un pantografo, ma con le due estremità del collegamento collegate a ruote motorizzate. Ruotando quelle ruote ad angoli specifici, la macchina può modificare la geometria del collegamento e spostare la penna in qualsiasi posizione all'interno dell'area di lavoro, con l'unico svantaggio di non poter disegnare linee perfettamente dritte. La struttura di Scribble Buddy è una combinazione di legno e parti meccaniche stampate in 3D. A livello elettronico, utilizza una scheda Arduino Mega 2560 per controllare i motori passo-passo a due ruote e il servomotore che solleva la penna, mentre i sensori ad effetto Hall forniscono un feedback a circuito chiuso per un posizionamento preciso. L'interfaccia di controllo è costituita da uno schermo LCD, un potenziometro scorrevole, un encoder rotativo e un joystick.
Ecco un video del dispositivo Scribble Buddy in funzione:
