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3Dプリンター 作業経過8 動く事の証明

これまでの製作で「プリンター」が動くことを検証。
ダミーのプーリーを取り付けたまま、X軸を1ミリステップで動かして計測。
今のところ正確に滑らかに動いている。(スケールで参照)
Y軸はまだ現在も構造を検討中。
Z軸は昇降値が約1/2になっているため、「プログラム」か「RAMPS 1.4」のジャンパーピンの配置設定を変更する必要がある。




3Dプリンター 作業経過7 (リミッター)

リミッターを光学式にするか、メカニカルなマイクロスイッチにするか悩んだ結果、ふと40年も前にキーボードを製作する目的で購入した「OMRON」のマイクロスイッチがある事を思い出した。
ATOMオリジナルのリミッター取り付け構造では、先にスライド用の棒に通して使用するため、後々の加工や変更がし難しく、両側から挟んでネジで止める"分離式"に変更してプリント。

リミッターを取り付けるついでに、先日届いた"タイミングベルト"を、"ボツ"にした20歯プーリーをテンション用ダミーとして、モーターにセット。・・これがギヤの歯に隙間なくピッタリとフィット。
・・もしかして行けるかも知れない期待感が一気に高まり、プーリー補助候補に昇格。
金属製のプーリーが届くまでこのまま利用する事にした。

【40年近く前、実家のある小倉駅近くにあった無線パーツを取り扱う店で購入したSW。
外観が、時代を感じさせるほど褪色している】


【リミッター取り付け構造の変更過程】


【少しキツ目の設定にしたため、特別な止めネジは不要】


【プリンター本体に取り付けた様子】


【部分拡大(削りカスに、バリ残り!・・荒丸出し。)】


リミッターの接続はX,Y,Zとも、「Min」側。

【修理を終え、ゴミ箱から復活したLCDコントローラと、
2560基板へのリミッター端子の取り付け位置(光学式では無いので、基板端子の+側は使わない)】


【予想に反してベルトとの相性が良かった”ボツ・プーリー”
回転もズレが無く滑らかなので、精度させ確保できればこのまま採用も?】


【今日現在までの全体像。
誤色・・いや、五色のカラーが入り交じるとパンクかロックか国旗か・・】



3Dプリンター 作業経過6 (エンドキャップ)

毎日少しずつパーツを製作。

本日はフレームの外観を左右するエンドキャップの作成。
「2020」のアルミフレームは数種類のタイプがあり、断面形状の似ているモデルをネット上からダウンロードしてプリントするも、まったく合わずにアウト!

アルミフレームは「モノタロウ」で購入したものだが、断面形状を直接ノギスで計測して図面化し、差し込み代のギャップを調整。

少しキツ目の設計だが、噛み付きが良くなかなかの出来栄えだと自画自賛。

【実測値に基いて差し込み代を設計】


【プリント直後。貼り付いて取れないので、直接フレームを差し込んで取り外した。】


【エンド拡大。色々なカラーで作成すると雰囲気を変えられて良いかも】

添付ファイル 添付ファイル


3Dプリンター 作業経過5 (テーブルベース)

テーブルのベースを以下のような構造とデザインで設計。
「PLA」でプリントするも全体が大きく反って失敗。
思ったより重量があり、天板となるアクリルと重ねるとモーターにかなりの負担がかかる事も予想される。



そんなテーブルベースはあっさり捨て去り、近くホームセンターでアルミLアングルを購入して、次は下の設計にそって再製作する予定。


添付ファイル 添付ファイル


3Dプリンター 作業経過4 (Z軸の製作)

近くのホームセンターで、285ミリにカットしてあるステンレスの寸切ボルト(5ミリ)を見つけたので、購入してZ軸の加工をする事に。
定寸のままだと長過ぎるため、ここでも必要な長さに"金ノコ"でカット。

【Y軸受け(黒いT型のパーツ)と、カットしたZ軸の寸切ボルト】




フレーム(本体)の底に取り付けるゴム脚は、ネジの長さが合わないため、圧着機のボルトカッター部で切って使用。

【4ミリのネジをカットするには多少の力が必要】



【Z軸とモーターのシャフトに"カップリング"を取り付け、次のパーツ待ち】


※X軸のモーター軸に取り付けてあるプーリーは、回転を見るためだけのダミー。(実際は、既製品のプーリーをベルトフォルダーの中に取り付ける)

【上から】



Y軸は、漠然とした案に基づき、スライド棒の軸受けをプリントしただけで、実際の機構については未定。
作業が進むにつれて、動くかさえ未定。


3Dプリンター 作業経過3 (20歯プーリー設計)

パーツ不足に陥り、作業が停滞気味。
タイミングベルトを駆動するプーリーのモデルが見つからず、「SketchUp」で自作する事に。

2ミリピッチ、幅6ミリ、20歯、穴経5ミリの標準的なプーリーをプリント。
結果は惨敗。
モデルが見当たらない理由が分かった。

【20歯のプーリー。サポートの関係で、フランジと分離させて設計】


【プリント結果(積層ピッチ0.2ミリ】
この程度の経験では素直に既製品を勝った方が良さそうだ。



3Dプリンター 作業経過2 (フレームと補強材)

【これまでのまとめ】
フレームを組み立てるためのパーツをたったの一種類に絞った。
自作のコーナージョイント(寸法がミソ)と、骨格にするのはアルミだけ。

【苦労してカットした2020系アルミフレーム(長い方は、30センチの定寸品)】
次回からはカットしたものを発注する予定。(まだ一作目が完成してないのだが!)


【自作のコーナージョイント(寸法がミソになる: ネジは、M5x15を使用】


フレームを仮止めし、主要なパーツを配置すると・・・何となく次の設計のヒントが見えてくる。


固かったホットエンド部分も僅かな傾斜をつけるだけでスライダーが"ツルツル"に滑るようになった。
0.1ミリの歪でもスライダーの動きが固くなるため、下のベアリングを固定し、上段のベアリングを縦方向のみ、歪を吸収する構造に変更。

まだまだ先は長い。


3Dプリンター トライ・アンド・エラー、継続中

試行錯誤継続中。
特に意味は無いので、設計中の途中経過の写真だけ。(ボツの可能性大!)

やって見なけりゃ分からない!
【2020アルミフレームと、NEMA17に合わせた設計変更】



3Dプリンター、途中経過(無駄パーツ群)

本来、計画的に進めなければならない作業だが、そこは個人の気楽さ。
次々と変更しても、パーツが集まると少しづつ見えてくるものがある。
何となくそれっぽく見えるが、次は精度の問題と格闘中。

【集まったパーツ群】


コーナーのサポートをインフィル100%で作成。
思いの外”ガッチリ”と留まってくれた。



【○印の中にベアリングが入っているが、ステンレスバーの中間で歪んでいるのか、少し動きが硬い】



MarlinFirmware(マーリン・ファームウェア)備忘録

先日、LCDコントローラの動作を確認するため、本体の完成を待たずに「Mega2560」ボードのファームウェアを先行インストールした。
そろそろリンクの整理をしないと同じサイトを探しまわる羽目に。

ファームウェア:MarlinFirmware
https://github.com/MarlinFirmware/Marlin/releases

先日書き忘れてしまったが、購入したLCDを動作させる場合、「U8glib」のLibraryを読み込んだ後、下記のスクリプトを検索し、コメントアウトを外して機能させる必要がある。

「Arduino IDE」を起動し、下記のスクリプトが書かれている行を検索し、コメントアウトを外す。

// #define REPRAP_DISCOUNT_FULL_GRAPHIC_SMART_CONTROLLER

   ↓

#define REPRAP_DISCOUNT_FULL_GRAPHIC_SMART_CONTROLLER

その他の動作(ビープ音の変更や、コントロールの変更など)は読み込んだ「U8glib」の「Pins.h」を書き換えることで行う。

U8glib:
https://github.com/olikraus/u8glib
https://bintray.com/olikraus/u8glib/Arduino

※壊れたLCDを前に、気分に任せて"ゴミ箱行き"とは言ったものの、時間のゆとりが出来ると少し反省。

ルーペやハンダゴテ、その他の道具は一通り揃っているので、間を見て修理を試みる予定。

3Dプリンターに関してはド素人にも関わらず、デザインや機能に関する好みが製作中にコロコロ変わり、その都度「SketchUp」でモデリングしてプリント。

変更したパーツがゴミの山と化している。


ローテク加工2

まさかの破損品到着!

「Amazon」から格安(Ch製)で購入した「LCDコントローラ」が到着した。
汚れて潰れて届いた梱包に一抹の不安を抱くも"ズバリ"的中。
開封後、基板端子を見るとご覧の通り。
欠けた端子の破片とおぼしき、黒い破片が梱包材に絡まっていたが、”使えさえすれば・・・”の期待はもろくも不安だけに変わってしまった。

初期画面は起動せず、ボードに接続して、LCDのコントロールを可能にする「U8glib」のファームウェアを書き込むも、応答する事は無かった。
修理やクレームに無駄な時間を割かれる訳にもいかず、当日そのまま"ゴミ箱"行きに。(リスクは最初で了承済み)

【コントローラとしては画面サイズの大きいディスプレイ】
ディスプレイに貼ってある保護シールが新品とは思えないほど汚い!


【端子接続前の写真】


【完全に破損している】




【気を取り直してフレームのローテク加工開始!】
※手で抑えただけではアルミの表面が"ツルツル"しているため滑りやすい。
台となる板に予め両面テープを貼ってすべり止めにすると、断然加工しやすくなる。(写真をよく見ると写っていいる。)
今回は丸棒と異なり、直角な断面と、正確な寸法を確保する必要があったため金ノコでは無く窯業用の"サイディングソー"の刃を使用した。


気を取り直して、プリンターのフレーム加工を始めるも、"アルミ”の切断を舐めてかかり、ヒドイ返り討ちにあってしまった。
今日一日の作業はこれで終わり。
手が震えて湯のみ持てないし・・。


NEMA17用にパーツを変更

3Dプリンターの製作を無計画に始めたため、購入した部品のサイズが異なり、作り変えを余儀なくされたパーツ。

NEMA14用のものは取り付け位置が狭いため、NEMA17用に設計を変更。
X軸、Y軸のモーターをマウントするパーツ。
狭い空間に配置するため、ギリギリ端子やナットが当たらないように変更。
リニアの取り付け位置のセンターが狂わないよう注意も必要。
強度を心配して、インフィル100%でプリント。



実は仮組みをする前に2作失敗。
ベアリングを交換してから、見事なほど精度が向上した。


WOW!  これでも有り?

もう言葉に出来ないほど 親近感が湧く動画。

何と、リニアの固定をグルーガンで!。
ベニヤ + 板 + MDF + 端材?(失礼!) + グルーガン + 結束バンド + ..etc = 3Dプリンター。

よく見ると「ヒートエンド」の固定に水道のホースバンドを利用している。

一度挫けた人も、これから始める人も、高価な材料にビビっている人も・・・。



要は"見てくれ"や、"高価な材料"では無いって事!
徹底した倹約ぶりに脱帽。

下衆の勘ぐりだが、2万もかかってないような??

また少しやる気が出てきた。



idbox 復活

idboxのベアリング交換と調整が終了し、製作してみたい「エクストルーダー」をプリント。

【"大阪魂"と言う、気合の入った?ベアリングに交換】




【現実的な積層としては一番荒い「0.3ミリ」でもこの精度。】

ネジ穴が真円に近く、立ち上がりからズレていない。
改めて精度の重要性を感じる。

製作対象モデルの参考写真
http://www.bernis-simple-bowden-extruder.com/bernis-simple-bowden-extruder-motor/
Link:
Super Bernis simple MK8 bowden extruder
http://www.thingiverse.com/thing:1055201



Bill of material DATA
02 - screw M3x10mm
01 - screw M3x06mm
01 - screw M3x25mm
01 - screw M4x15mm
01 - MK8 screw driver
01 - Pneumatic tube 4mm push in fitting M6
01 - Stepper Motor Nema17
01 - Bearing 624ZZ (4 - 13 - 5 mm)
01 - Spring Height 20mm, Inner diameter 5 mm, outside diameter 7.5 and 1.2mm diameter string



ステッピングモーター接続

RAMPS 1.4基板へモーターを接続。
ドライバモジュールの実装は5個だが、接続は配線状態を把握しやすくするため1個外して撮影。

特に説明の必要もないほど分かりやすいピン配置だが、端子間のスペースが狭いため足を一本外したり、差し違えないよう注意がいる。

残った端子には軸のリミッターや、ヒーター、サーミスタなどを接続する。



このままではPCから信号を送っても動作しないため、「ファームウェア」をインストールしなければならない。

候補は「Sprinter-master」か、「Marlin」のいずれかを考えているが、「Marlin」には"RC"と"stable"があり何がどう違うのか現時点で分かっていない。

「ファームウェア」の書き換えソフト(「Arduino IDE」)は以下の「Arduino」の公式サイトからダウンロード。
現在のバージョンは「ARDUINO 1.6.8」となっている。
https://www.arduino.cc/en/Main/Software

ファームウェアは、

MarlinFirmware:
https://github.com/MarlinFirmware/Marlin/releases

Sprinter:
https://github.com/kliment/Sprinter


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