Воины света. Воины добра. Или как сделать 3D принтер в России так, чтобы не было стыдно
Идея использовать Arduino (равно как и остальной AliExpress) прочно сидит в голове любого потенциального заказчика, и очень серьезно портит жизнь тем, кто действительно способен что-то «разрабатывать». Оговоримся, что мы убрали из рассмотрения толпу студентов 1-2 курса, которые предлагают вам разработать устройства абсолютно любой сложности за неделю и несколько десятков тысяч. А из-за таких вот «разработчиков» заказчик идет искать дальше, где бы в итоге ему разработать столь желанную железяку. И у него округляются глаза когда он, пришедший после пары таких студентов к тем, кто занимается разработкой профессионально слышит ценник, на порядок отличающийся от озвученного ранее, да и сроки уже далеко не «на следующей неделе».
Написанное выше можно считать просто
С чего обычно начинается любая разработка? – с повода. В какой-то момент, уже имея немалый опыт работы с промышленным оборудованием в области 3D печати и вдоволь намучавшись с некачественным персональным оборудованием, мы решили, что «пора». Пора сделать что-то, что будет работать на уровне тех самых промышленных шкафов, но все еще стоить денег, доступных небольшому частному бизнесу и простым смертным, собирающимся заняться 3D печатью. Допустим, клиент хочет купить оборудование и начать решать собственные производственные проблемы, не вникая в тонкости работы купленной техники.
Такие пользователи не хотят сидеть напротив своего принтера и смотреть за процессом нанесения слоев. Не хотят ловить момент, когда все уже отлипло от стола и пора перезапускать печать. Им неинтересно, как модернизировать механизм экструдера так, чтобы он наконец перестал клинить и соскребать с филамента верхний слой. Они не хотят понимать, почему в очередной раз принтер просто взял и закончил печать на 99%, которые на поверку оказались восьмьюдесятью. Да и калибровать стол через одну печать желания такой пользователь не имеет решительно никакого. Он просто хочет нажать кнопку и уйти, а потом забрать свою деталь. А если он её не получил, считать код ошибки с экрана позвонить в техническую поддержку и дождаться тех, кто устранит проблему в соответствии с четким техническим регламентом. И, наконец, далеко не все обладатели 3д принтеров хотят быть постояльцами тематических форумов с подробным рассмотрением вопросов исправления проблем только что купленного оборудования.
В первой статье из цикла посвященных нашему непростому пути мы расскажем о процессе разработки электроники.
Мы начали с составления функциональной схемы будущего принтера. Несмотря на то, что за плечами уже имелось достаточное количество разработанной техники совершенно разного направления, промышленным оборудованием заниматься нам еще не приходилось. Кроме того, предыдущий опыт сыграл с нами довольно злую шутку, и вместо копирования архитектуры со «старших братьев», мы стали делать все так, как делаем всегда. В основе концепта, как и обычно в наших проектах, лежало интеллектуальное управление двигателями – нужно было иметь вменяемую обратную связь по току в фазах моторов, четкое представление о том, сделан в итоге шаг или нет, пошло ли что-то не так в процессе попытки сделать шаг. Было очевидно, что моторы не должны «петь». С учетом этих требований и разрабатывался модуль привода. Заказали. Спаяли. Запустили. Написали под него ПО и протестировали. Работает. Идем дальше.
Чаще всего наши разработки представляют из себя нескольких объединенных в общую шину устройств, замкнутых внутри себя. Основной сложностью, с которой мы столкнулись стало наличие задержек при последовательном управлении двигателями и высокая себестоимость подобного решения. Первая итерация нашей системы управления с грохотом провалилась, и нам пришлось добавлять функционал прямого управления двигателями с центрального исполнительного контроллера.Нам необходимо было разработать материнскую плату. Первоочередной задачей здесь, отличающей нас от китайских DIYплат стояла самодиагностика и надежность. Звучит не сложно, но таит под собой темный лес проблем при проектировании, написании ПО и отладке. Нормально реализованная самодиагностика – именно то, что необходимо нам как разработчикам для обеспечения адекватной удаленной техподдержки в будущем. Это значит, что мы должны иметь полное представление о работоспособности всех узлов, входящих в состав принтера. Каждый узел должен быть частью общей системы управления, а не отдельно стоящим, пристегнутым к САУ (системе автоматического управления) по принципу «лишь бы работало». Все нагреватели, датчики, подсветки и вентиляторы должны быть предусмотрены изначально. Мы должны определять, подключен ли тот или иной узел, и своевременно замечать, когда он не в штатном состоянии или вообще отключен от системы. При этом важно учесть тот факт, что конечный пользователь может захотеть внести свои изменения в систему, и наша задача здесь не просто не предоставить ему эту возможность без серьезного вмешательства в САУ (и каких либо гарантий дальнейшей работоспособности в целом), а сделать так, чтобы даже не было необходимости этим заниматься. Опять же, подготовить плацдарм для будущего технического обслуживания – всегда крайне полезно.
В результате нами была разработана материнская плата, изображенная на рисунке:По первоначальной задумке архитектура была основана на микроконтроллере STM32F4, работающем совместно с одноплатным компьютером RaspberryPi 3.0. В таком виде вся эта электроника и была установлена внутрь принтера. Здесь мы допустили серьезную ошибку, которая стоила большого количества времени. Дело в том, что все общение пользователя с принтером осуществляется посредством одноплатного компьютера, – в него пользователь загружает файлы для печати, он же отображает всю необходимую информацию на экране, а значит, должен быть «в курсе» всего, что происходит в принтере. По нашему плану, каналом связи между одноплатным компьютером и управляющей платой был обыкновенный UART, в который мы не пролезли.
Это быстрое, легкореализуемое решение привело к низкой скорости печати, поскольку по этому каналу связи необходимо было передавать большое количество данных, а именно:
- Сервисная информация (уровни токов, напряжений, температуры).
- Текущие координаты печатной головы, стола.
- Новые задания на перемещения, нагрев, чистку сопел, смену сопел.
В заключение данной статьи хотелось бы сказать о том, что прямо в данный момент нашей командой прикладываются все усилия, чтобы пользователи наконец поняли, что счастье не в Arduinoи Open-Sourсe, и не ремонтопригодности купленной техники в домашних условиях, а в достижении поставленной задачи. Люди же перестали ездить на советской авто-классике, потому что лежать под машиной раз в неделю просто надоело. Так а чем же рынок промышленного оборудования отличается от авторынка? Массовостью, да и то с натяжкой. А люди-то все те же. Разработка и сервисное обслуживание – задача не пользователя, а производителя.
В следующей статье мы расскажем вам о разработке конструктивной части нашего принтера и о том, почему мы разрабатывали узлы именно так, и что у нас получилось.
Источник материала: 3dVision
~~~
Подписывайтесь на нас!
3dVision - искусство воплощать идеи
3D печать, литье пластмасс, макетирование и другое производство
Продажа 3D принтеров, сканеров и материалов
~~~
Еще больше интересных статей
Боль и страдание и при чем тут bambulab
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Компания Kings3D разработала универсальный метод SLM 3D-печати без поддержек
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Халявный пластик 4 (печатаем пэт бутылками)
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
С хорошими и радостными новостями.
Но прежде хочу...
Комментарии и вопросы
ну тогда все понятно. вы знали...
попробуйте мысленно потянуть(и...
Да клевая штука вышла, спору н...
Такое впечатление, что у прюша...
Вот такие «лесенки» появляются...
Отслайсил модель в Cura закину...
Нужна помощь по SKR PRO. Все д...