Anet A8: доработки и настройки

Добрый день, коллеги!

Решил и я написать статейку о своих приключениях с 3D принтером.

Приобрел я это чудо, посмотрев один видосик, в котором расхваливали эту модель, почитав характеристики и взглянув на цену. Плюс ко всему, накопилось у меня много нерешенных вопросов с кронштейнами, держателями разъемов, корпусами для радиолюбительских конструкций и прочими штучкам-дрючками. И я решил купить себе принтер.

Из Читы посылка шла 10 дней. Как я распаковывал, собирал рассыпавшиеся по всей коробке болтики рассказывать не буду. Потратив полдня, выкинув предварительно на помойку прилагавшиеся в комплекте отвертку и кусачки, собрал это чудо.

1. Запустил.

Дым не пошел, и то хлеб. Долго не мог понять, почему нулевая точка находится черт знает где, пока не догадался, что стол - это ось Y. Переткнул разъемы, выровнял стол, каретку и начал печатать пробную деталь.

Напечатал. Удивился интересному узору стенок. Прям не печать, а какое-то кружево. Но поскольку это был мой первый принтер, который я видел живьем, и первая деталь, я как-то подумал, что вроде оно так и должно быть.

Когда первый восторг прошел, обнаружилась занятная вещь. Нулевая точка оси Z каждый раз, при каждой парковке, всегда была разной. Вроде бы выставил, все нормально. Следующий home - и ноль оси на 3 мм выше стола. Снова выставил. Home - и теперь ось на 1 мм ниже стола. Путем несложного мыслительного процесса и серии пробных установок понял, что в этой 'гулянке' виноват концевой выключатель, дающий отметку home оси Z. Поскольку опыт построения CNC столов у меня был, и кое-какие запчасти тоже, я не стал долго разбираться, и заменил этот китайский концевик на не менее китайский, но вполне предсказуемый индуктивный датчик приближения. К тому же, крепление этого концевика мне тоже не очень нравилось. Одна беда: этому датчику нужна железная мишень, а на станке кругом пластик. Для начала попробовал в качестве этой мишени использовать корпус шагового двигателя, висевшего как раз в районе конструкции. Быстро отказался от этой идеи, потому что магнитное поле, создаваемое обмотками, точнее, ШИМ драйверов, приводило к тому, что датчик работал очень нестабильно. Ну и ладно, отступили на 7 мм, прицепили железку, вырезанную канцелярскими ножницами из консервной банки, и все заработало. Гистерезис у этого датчика очень маленький, всего 0,05 мм, а повторяемость срабатывания на порядок меньше: 0,005 мм. На выходе - транзистор n-p-n с открытым коллектором. Всяко лучше, чем механические контакты с их дребезгом, окислением и щелканьем. Питание к датчику нашлось прямо на штатном контакте разъема, за что отдельное спасибо кетайским инженерам. Разъемчик с тремя контактами тоже нашелся в кулацком хозяйстве, так что все встало на свои родные места.

На фотографии, конечно, уже последний, причесанный вариант. Поначалу сам датчик висел на мебельном уголке, а 'мишень' - на пачке толстого двустороннего скотча. 2. Чем больше работаешь с прибором - тем больше вопросов

А вопросы, собственно, появились тогда, когда я увидел, как на просторах интернета люди хвастались высокой точностью принтеров, а у меня детали были в плюсе, причем хорошем, 0,2-0,3 мм. И это не было похоже на деформации пластика. Это был красивый такой кружевной рисунок на поверхностях.

А дальше я забрел на этот сайт и почитал, как люди, оказывается, с этим яростно борются.

И я решил тоже побороться.

Во-первых, прочитал несколько постов. В некоторых дискуссиях даже поучаствовал. И понял, что, хоть и есть рациональные зерна в разговорах, все-же многие копают не туда.

Во-вторых, пришлось снова напрячь свои старые извилины и заставить их вспомнить все, что когда-то изучалось в институте на курсах физики, сопромата и теоретической механики.

В-третьих, снова поработать руками.

Мне, собственно, не 'западло' и мозгами подумать, и руками поработать, это я так пишу, для стёба, иначе получится не рассказ на сайт, а доклад к заседанию ученого совета. Ну, да ладно.

В общем, первое, что я сделать решил - это понаблюдать, как ведет себя веревка под названием 'зубчатый ремень'. (О том, что причина 'филиграни' на стенках - недостаточная жесткость конструкции и приводов, я уже понял.) Ремень, при том, что он был достаточно натянут, в момент остановки каретки и смены направления движения плясал весьма заметно. Но при попытке его натянуть, сломался держатель. Благо, были запасные. Заменил. Но нормально натянуть так и не получилось: конструкция предполагала, что ремень со стальным кордом нужно было загнуть малым радиусом на 90 градусов, держать его двумя руками, третьей рукой держать каретку, четвертой - отвертку. И все это в ограниченном пространстве. В общем, получилось не намного лучше.

Конструкцию нужно было менять. Но прежде я решил провести эксперимент. Если в 'волне' виноват флаттер ремня на ускорениях, то снизив ускорения и скорость, можно его уменьшить. Я напечатал детальку на скорости 10 мм/с, а ускорения снизил с 400 до 200. Результат - амплитуда 'волны' значительно уменьшилась, хоть и не пропала совсем.

В пользу версии о проблемах недостаточной жесткости кинематики говорит еще тот факт, что период волны совпадает шагом укладки нити и при различных коэффициентах заполнения детали он меняется. На фото слева - 40 мм/с 400 мм/с^2, справа - 10 мм/с 200 мм/с^2

Это как раз те самые фиксаторы ремня, которые я нарисовал и напечатал на замену 'оригинальным'. Правда, пока еще прототипы, надо было уточнить толщину, положение отверстий и щели для ремня.

После замены штатных фиксаторов на новые, ремень приобрел нормальное натяжение. Результаты не замедлили сказаться. На этой фотографии слева - то, что было напечатано до всех процедур, справа - после установки новых фиксаторов. Обратите внимание, что эксперименты проводились только с осью X. Ось Y еще ждет своей участи. Поэтому волна по-прежнему идет, хоть и значительно с меньшей амплитудой. Важнее всего то, что на треугольном участке красной детали, при печати которой ось Y почти не участвовала, волна практически отсутствует.

В целом результаты обнадеживают, но война еще не окончена. В ходе обследования обнаружилось, что направляющие, по которым перемещается стол, гуляют вместе с теми восьмыми шпильками, крепящими пластину с роликом. Сама конструкция из акрила тоже не очень жесткая, не сказать еще хуже. А это значит, что даже если 'волну' победить на уровне стола, будет возникать на более высоких слоях. Если не предпринять меры по увеличению жесткости конструкции. Ну или печатать на минимальной скорости одно изделие по трое суток.

В общем, в планах установить принтер на платформу, вырезанную как минимум из 18-20 фанеры. Лучше бакелитовой. Она пропитана лаком и ее не ведет при изменении влажности.

Встроить в конструкцию жесткий каркас из квадрата, а еще лучше из специального профиля.

Ось Y (стол) тоже привести в порядок. Как минимум - нижняя и верхняя ветви ремня должны быть параллельны, а не так, как сделали браться наши меньшие. Иначе расстояние его перемещения будет равно не длине шага, а длине шага, умноженного на синус угла между верхним и нижним плечами ремня. В крайних положениях стола эти искажения будут особенно заметны, не говоря уже о том, что таким образом можно сломать крепления роликов.

В идеале бы, конечно, выбросить фтопку круглые тонкие направляшки и поставить стол на нормальные рельсы. Причем, эту процедуру весьма удачно можно совместить с установкой станка на платформу. Но чота ценнег кусаеццо.

В общем, результаты экспериментов буду по мере сил и возможности выкладывать. Здравые идеи весьма приветствуются. Особая благодарность инженеру, написавшему статью про зубчатые ремни. Тоже думаю заменить сталь на стеклопластик.

Да, кстати. Весьма рекомендую время от времени подтягивать все винтики, на которых собрана конструкция. Про шайбы и гроверы авторы изделия, видимо, никогда не слышали.