Archie - не линейный 3D принтер

Alex Korvin
Идет загрузка
Загрузка
19.06.2019
8313
51
печатает на RepRap
RepRap

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

76
Всем привет. Сегодня я хотел бы представить свой проект 3D принтера на базе оригинального дельта - робота. Принтер называется «Archie» - в честь Архимеда (Archimedes). Это уже второй дельта робот, которого я собираю. Первая версия была создана на базе проекта 3Dreplicator, и я написал о ней небольшую статью в 2017 году.

Ссылка на проект Archie – тык. Здесь вы найдёте всё необходимое - 3D модели, чертежи и список комплектующих.

На фото: Первая версия робота (слева) и принтер Archie (справа)
Первая версия принтера исправно работает по сей день. Вторую версию я решил создавать, что называется, с нуля. Все чертежи и 3D модели для печати созданы мной. Дельта – робот отличается от классических линейных дельта – принтеров. В его конструкции отсутствуют какие- либо направляющие валы или рельсы. У такой кинематики есть как свои преимущества, так и недостатки. К преимуществам можно отнести невысокую стоимость изготовления такого принтера, его долговечность и надёжность. В его конструкции просто нет деталей, которые подвержены сильному износу. За исключением, разве что, шаровых шарниров, которые используются и в линейных дельта – принтерах. Так же принтер очень тихо работает и достаточно качественно печатает. Минусы – это сложность изготовления и точной сборки такого робота. Это не линейный рычажный механизм, который не прощает ошибок в проектировании и сборке. Подробнее об этом мы поговорим в отдельном посте. Если вам интересна история появления таких роботов и принтеров на их основе, то советую посмотреть моё первое видео из серии о дельта – роботах:
Прошивка и платы управления.

Первая версия робота, первое время, работала на прошивке Марлин, которая была приспособлена для управления рычажной дельтой. Кстати, прошивка от линейного дельта принтера не подойдёт. Но у Марлина, который работает на 8-битном контроллере, просто не хватает мощностей, чтобы принтер мог работать должным образом.

Основные проблемы при работе на 8 –битном контроллере: Возможна только автономная печать. Контроллер просто не успевал принимать и воспроизводить код с компьютера. Так же, после запуска печати, невозможно было достучаться до настроек через дисплей – на его корректную работу просто не хватает ресурсов. Видимо, контроллер полностью занят вычислением траектории движения эффектора. Полноценно использовать такой принтер очень проблематично.

Я знал об этих проблемах и заранее заказал плату MKS Sbase, но не сразу разобрался в настройке. Благо, прошивка Smoothie уже умеет работать не только с линейной дельтой, но и с рычажным дельта – роботом. Номинально. Сами же разработчики честно признаются, что на роботах прошивка не тестировалась, т.к. у них нет ни одной подобной машины. Да что уж там, они даже не предоставляют никаких мануалов по настройке конфига. Во всём пришлось разбираться самостоятельно.

В целом, всё работает, но парочка багов всё же есть. Самый серьёзный из них – ошибки в размере печатаемой модели. Она всегда получается меньше заданного размера. На данном этапе это легко поправляется масштабированием модели перед печатью в слайсере. Но это проблема прошивки, а не самого робота. А это значит, что её будет легко решить. К тому же, я не припомню подобных проблем, когда принтер работал на Марлине. Десятки людей уже закупились комплектующими и ждут, когда я закончу свой проект. Я думаю, что с таким количеством работающих машин, разработчики прошивки Смузи не откажут нам и поправят код. Тем более, что будет на чём его тестировать.

Так же стоит сказать, что кинематика дельта – робота скоро будет поддерживаться и прошивкой RepRap Firmware, над этим уже работают. Плюс Сергей Довженко, создатель проекта 3DReplicator, уже работает над третьей версией своего принтера и над адаптированной прошивкой Марлин 2.0. Так что, на крайний случай, у нас есть альтернативы.

На этом сегодня всё. В следующих постах поговорим подробнее об электронике, механике и настройке прошивки для дельта - робота.

Помимо первого, обзорного видео, которое я указал выше, вышло ещё три - о подключении электроники и о сборке принтера. Думаю, здесь вы сможете найти большинство ответов на возникшие вопросы =)

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

76
Комментарии к статье

Комментарии

19.06.2019 в 19:39
3

1) Раму бы пожестче, ни уголков, ничего
2) Жесткость рычагов
3) Думаю поменьше пластиковых деталей
Проект очень интересен, сам думаю, могу присоединиться к разработке) 

19.06.2019 в 19:44
5

У рамы нет проблем с жёсткостью. Про жёсткость рычагов есть в последнем видео - основная нагрузка ложится на ремни. Присоединяйтесь =)

19.06.2019 в 21:50
1

Объясните пожалуйста ЗАЧЕМ у вас два редуктора на каждый рычаг? Плюс малое передаточное число у каждого.

Зачем вы старательно мучились, присоединяли зубчатое колесо редуктора, когда вы спокойно можете распечатать нужной величины, формы и крепления (чтобы двигатель напрямую присоединялся к рычагу).

И конечно сюда же вопрос, чем плоха зубчатая передача, у нее однозначно не будет звона ремней и ее так же можно распечатать. Люфт разве нельзя заложить опциями в формулах в прошивке, после соответствующей калибровки?

p.s. очень интересная тема - дельта робот, у него собственно все хорошо (точность, простота конструкции, относительные размеры и т.п.), и я если если честно в шоке, что получается использовать напечатанные детали в таком ответственном месте.

Еще бы придумать, как изолировать и перенести точную механику вниз, под стол, чтобы можно было без опасности поднять температуру внутри камеры (70-130 градусов, для высокотемпературных пластиков), у 'обычных' дельтапринтеров с направляющими есть возможность оставить очень тонкие щели от направляющих и закрыть их подвижным экраном (правда при решении в лоб это увеличивает габариты по высоте в 3 раза).

19.06.2019 в 22:10
4

У такого робота необходимо использовать понижающие редуктора, чтобы поднять разрешение до приемлемых значений. У первого робота - в районе 9 микрон с делителем драйвера 116. У второго - в районе 3 микрон с делителем 1128, гипотетически. Все эти эпичные цифры, конечно же, убиваются не идеальной механикой и растягивающимися ремнями, на которые ложится основная нагрузка. Потому, нужен серьёзный запас по точности позиционирования. 
 Малое передаточное число у каждой ступени редуктора объясняется очень просто - принтер задумывался, как простейшая модель в своём роде, в плане изготовления и сборки. Соответственно, я старался использовать наиболее распространённые и дешёвые компоненты. Шестерни на 60 зубов - самые дешёвые из себе подобных. Больше зубов - гораздо выше цена. 
 С печатью шкивов всё не так просто - придётся очень точно вычислять коэффициент редукции по факту, на основе фактического диаметра напечатанного шкива. С заводскими шкивами, размеры которых известны, всё гораздо проще. 
 У зубчатой передачи есть один существенный минус, который сведёт на нет все наши потуги создать принтер, который уделает все остальные, в своей ценовой категории, по качеству печати - это люфт. В ближайшем будущем я сделаю парочку планетарных и, возможно,  гармонических редукторов. Посмотрим, как они себя покажут. 
 Люфт нельзя заложить опциями в прошивке, т.к. каждая, изготовленная вручную, единица такого принтера, детали которого напечатаны разными филаментами, от разных производителей, на разных принтерах, и собранная разными руками ......

19.06.2019 в 22:47
1

Всеравно не понял, можете понятнее объяснить, почему именно печать своего колеса редуктора это сложно? я понимаю, нужно правильно рассчитать размер зубов, но тут на сайте периодически появляются статьи про моделирование зубчатых колес чуть ли не любой сложности, я почему то подумал что на этот момент формулы уже есть, вот первая же ссылка из гугла говорит что в солидворксе есть соответствующая формочка и готовые профили, выбираешь количество зубьев и получаешь.

Достоинство печати своей шестерни - свое посадочное место, свои ребра усиления жесткости (можно заложить канавки для композита из стальной спицы), нужные именно тебе передаточные числа и т.п.

Про зубчатую передачу и люфт, вот же первая попавшаяся статья (именно о ней я кажется подумал, помнил что читал давно думал что уже устаканилось и разошлось по прошивкам как стандарт)

19.06.2019 в 23:57
3

В динамике всё будет гораздо сложнее, чем просто постоянная поправка на люфт при смене направления вращения мотора.
Придётся учитывать ускорения, массу головки и рычагов, коэффициенты трения, жёсткость филамента и т.д и т.п.
Авторы марлина быстро это поняли и выкинули из проекта бесполезную фичу.

20.06.2019 в 08:06
5

Расчитать можно. Я повторюсь - модель задумывалась, как самая простая для изготовления и сборки. И с заводскими шкивами все было бы гораздо проще. Но идея себя не оправдала. Пришлось вернуться к печатным шкивам на плече, немного пересмотрев подход. Зубья такому шкиву вообще не нужны т.к есть возможность реализовать натяжитель ремня внутри плеча.

20.06.2019 в 09:51
1

вот! об этом я тоже сразу подумал. В конечном счете никаких шкивов не надо, рычаг с круглым профлем, но наверное зубчатая лента будет себя плохо чувствовать, если она будет ложиться не на зубчатую поверхность, так что зубья заложить всеравно придется.

Больше 3D-печатных элементов вместо заводских, под размеры которых нужно как то подгонять конструкцию, это в большинстве случаев упрощение, тем более если речь идет об уменьшении количества узлов.

20.06.2019 в 10:32
1

В первой версии робота сделано именно так - гладкий шкив без зубов. За два года с ремнями ничего не случилось =)

27.06.2019 в 15:48
1

Отлить детали из алюминия. Небольшая прибавка в весе но в жёсткости много выйграть можно. Тем более по одной мастер модели отлить все три детали. 100% сходство будет (практически). Хотя доработать напильником все равно придется))))

29.06.2019 в 21:12
1

Если бы это было так просто) Есть такая идея, в будущем, возможно, попробую.

19.06.2019 в 20:13
1

Как там с новым редуктором? Будет?

19.06.2019 в 20:24
6

Да, в следующем видео будет новая версия редукторов, плеч и эффектора. Проект пора заканчивать, так что всё делаю наверняка =)

19.06.2019 в 20:26
1

А решилась проблема? Если да есть ли понимание какие скорости может осилит принтер

19.06.2019 в 20:35
4

Пока всё только печатается, на днях начну собирать. По скоростям так же - средние, в районе 40 - 60 ммс. Плюсы этого принтера же не в скорости, а в качестве печати, долговечности и неприхотливости самого робота.

19.06.2019 в 21:58
1

Вот по новой версии ,интересно посмотреть ,может рассекретите ? Запчасти всё-таки не быстро идут.

19.06.2019 в 22:25
1

Я бы рад, но, для начала, нужно всё собрать и протестировать. Если всё будет работать, как надо - обновлю список.

19.06.2019 в 20:20
4

Это удачно я обновил страницу Тудея =)

На форуме ведутся разные работы, например сборка в Солиде. Есть вариации рам. Ещё аналогичные принтеры.
Всем увелкам форум Deltarobot 

20.06.2019 в 00:52
2

Красиво! Не.... КРАСОТИЩА!
Есть предложение по ультимативному улучшению внешнего вида: отказаться от рамы в принципе и прикрутить к стене тремя частями. Стол, механика и электроника. Если ещё и провода спрятать в стену - будет вообще шик, модные дизайнеры обгрызут все ногти от зависти!

20.06.2019 в 01:16
1

К потолку :)

20.06.2019 в 01:34
1

К потолку - увеличенную версию :)

25.06.2019 в 22:41
1

К потолку :-)
Есть такое уже. Безразмерная дельта.

20.06.2019 в 05:49
1

Спасибо =) Была идея сделать такого робота на подвижной консоли, которая будет убираться в тумбочку над столом, вместе с роботом)

20.06.2019 в 09:45
3

Что то сразу я его на кухне представил. Выехал, распечатал тебе еду в тарелку и скрылся в верхнем ящике кухонного гарнитура :-)

20.06.2019 в 09:57
1

Ага, как то так =)

20.06.2019 в 12:53
2

Следил за процессом на ютубе. Очень интересно. Спасибо. 
Даже появилось желание собрать такой же - схема кажется очень перспективной. Время бы только найти. 

20.06.2019 в 14:22
7

Как пользователь прототипа, первую печать запустил 18 мая и вот уже месяц только на нем и печатаю.

Детали напечатанные на дельте подходят к деталям напечатанным на h-bote. И немного экспериментов 

21.06.2019 в 10:12
2

Здорово! Как раз хотел поинтересоваться, как успехи и всё ли работает =)

21.06.2019 в 18:45
1

Да, всё нормально.

29.06.2019 в 10:55
1

А где можно найти размеры деревянной рамы для принтера ?

29.06.2019 в 21:13
2

Чертежи есть на странице проекта.

30.06.2019 в 08:51
0

Все, спасибо нашёл. Когда примерно следующие уже видео :)

22.06.2019 в 02:26
2

Напишите статью, за малым количеством инфы - будет полезно.  

20.06.2019 в 20:07
1

А какое должно быть оптимальное передаточное число редукторов?

21.06.2019 в 10:11
2

В первой версии коэффициент редукции 35:1. Это обеспечивает разрешение в районе 9 микрон даже с драйверами 116. Гипотетически.

21.06.2019 в 10:18
1

тогда не лучше будет использовать червячную передачу? По крайне мере будет на много компактнее

21.06.2019 в 11:35
3

Проблематично будет изготовить хорошую червячную передачу, которая не будет люфтить. С ремнями всё гораздо проще. Попробовать, конечно, можно, но я задавался иной целью - создать простой в изготовлении и сборке принтер на базе робота. Если есть желание и какие то идеи - пробуйте, это будет полезно =)

25.06.2019 в 00:55
1

Потери на трение в червячной передаче примерно в 5 раз выше, чем в ремённой.
Т.е. с червяком примерно четверть энергии идёт в нагрев и истирание пары.

20.06.2019 в 20:34
1

Кинематика очень интересная, но мне она не нравится как и дельта очень большими размерами относительно рабочего объёма, примерно в 2 раза  во все стороны. Кубоиды на разных кинематиках этим не страдают, там фактически фиксированные размеры по периметру области печати не зависимо от её размеров. К сожалению нет идеального варианта, но зато есть выбор.

21.06.2019 в 17:36
2

Я бы так не сказал. На столе мои роботы занимают меньше места, чем тот же H-bot. Они только выглядят массивными. Дельты высокие, это да. Но пространство над столом, как правило, всё равно никак не используется. И если у робота в разные стороны торчат плечи, то у линейных дельт нет подобного недостатка, они ещё компактнее.

22.06.2019 в 08:57
1

При работе размер может и не очень влияет, но при хранении он всё равно будет занимать относительно бОльшее место, чем кубоид. Для меня это имеет значение. Но это моё мнение.

По поводу понижающей передачи на плечи. Может будет не плохо использовать червячную передачу? Можно в очень компактном размере получить большую кратность и самоблокировку и это будет проще и надёжнее, чем всякие планетарки.

22.06.2019 в 10:19
1

Насчёт червячной передачи ответил выше.

20.06.2019 в 20:50
3

Это прям очень круто!)) Люблю новые технологии! Респект и уважуха автору!

22.06.2019 в 03:28
1

Очень интересно. Скара тоже здорово. Но вот что касается точности, как то не верится. Не зря же эти две кинематики используются только в целях перемещения предметов. Делают они это быстро и точно... ставят, перед этим зависнув с целью успокоения. Проще говоря для печати придется использовать очень маленькие джерки и ускорения. 
П.С. Очень хочу ошибаться.

22.06.2019 в 10:25
1

У первого робота стандартные джерки и ускорения. Проблем нет =) Да, промышленные роботы на мгновение фиксируют положение в конечной точке перемещения, но и двигаются они в разы быстрее. Для печати такие скорости не нужны. А если попытаться их реализовать, то столкнёмся с проблемой растягивающихся ремней, который начнут играть раньше, чем начнут гнуться рычаги. Растягивающиеся ремни - это сейчас главная проблема робота, но они же позволяют создать 'безлюфтовый' редуктор. Можно попытаться использовать ремни армированные стальным кордом, но тогда жёсткости напечатанных деталей просто не хватит, чтобы как следует их натянуть. Как вариант, можно попробовать более широкие ремни, они должны частично решить проблему. 

22.06.2019 в 15:04
2

Сейчас присмотрелся к обоим конструкциям. На сколько понял, в первой реализован максимально возможный к печати на обычном принтере 200х200, рычаг. Вы же, во второй, сознательно его сильно уменьшили, пропорционально увеличив нагрузку на ремень. Зачем?

На вскидку (я с телефона), улучшение первой конструкции видится в 10-ом ремне, облегчении тяг и головы. 

Возможно водянка будет легче радиатора с вентилем (надо считать). 
Напечатать полегче портал каким нибудь модным пластиком с карбоном. 
Как крайность, вынести на корпус обдув детали, устроив вихрь в камере :)

29.06.2019 в 21:14
1

Думаю, новый пост ответил на эти вопросы =)

30.06.2019 в 20:53
0

А что насчет переделки Prusa i3?

30.06.2019 в 21:08
1

Переделки во что? В подобного робота? Хотенд, стол и движки можно использовать, дисплей и плату управления нужно будет докупить.

30.06.2019 в 21:00
1

Насколько высокая точность печати возможна в реальности?

30.06.2019 в 21:10
1

Если всё сделано как надо, то точность печати будет превосходить линейные принтера. Благодаря неподвижному столу и минимальным вибрациям слои ложатся очень ровно.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Печать фигурок из фотополимера

Venom

Туфли 45 размера

Вебинар: Перезагрузка | Подписка на 3D принтер Hercules и расходные материалы за 9990 ₽ в месяц

Сушилка филамента

Шок - цены на ESUN!