Diagonal Push Rods – Montagevorrichtung

Für den Zusammenbau der „Diagonal Push Rods“ (die Streben zw. den Wagen der Linearachse und der Plattform) habe ich verschiedene Vorrichtungen gebaut. Zum einen, dass die Länge bei allen gleich ist, aber auch, dass die Kugelgelenke links und rechts nicht verdreht zueinander sind.
Die vom Johann empfohlenen Gewindestifte habe ich, um Gewicht zu sparen durch Rundmaterial aus Carbon ersetzt. Damit das 4mm Carbon in die Kugelgelenke passt habe ich diese vorsichtig von Hand aufgerieben. (Bohrer im Schraubstockz.H. und Kugelgelenk von Hand gedreht, sodass der Bohrer seinen Weg selber findet und die Bohrung nicht schief wird)

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Einzelteile

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Vormontage der Carbonstifte und Kugelgelenke

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Montagevorrichtung zur exakten Längenverklebung

Geklebt habe alles mit Sekundenkleber. Deshalb musste alles auch ziemlich schnell gehen.

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Grobe BOM (Bill of Materials) für den Umbau Rostock zu Kossel

Anbei eine grobe Übersicht für den Umbau eines Rostocks zu einem Kossel: BOM

Bitte prüfen was jeder sonst noch so braucht…. Die Igus-Schienen sind eine Alternative zu den teuren Kugelumlaufführungen. Thomas nutzt auch welche von Igus. (Bitte das Bohrbild beachten)

Es ist nur eine grobe Aufstellung1

Ich habe Inzwischen alle Teile hier, leider weiß ich gerade nicht, wann ich den Umbau starten kann…. 😦

KosselTeile

3D Drucker Convention in Frankfurt

Tower Cafe – Veranstaltungsort

Jetzt, am Samstag und Sonntag, 21. und 22. September 2013 findet eine 3D Drucker Konferenz in Frankfurt am Main statt. Das Gelände ist ein alter Flughafen den ich vor ein paar Wochen anlässlich eines Kunstmarkts selbst besucht habe. Da ich im Moment viel um die Ohren habe kann ich leider nicht kommen.

Details gibt es hier: www.manupool.de/OS3DC

Kossel – erste Teile gedruckt.

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Die größten Brocken sind gedruckt…. Morgen geht’s weiter.

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Autokalibrierung/Wiederholgenauigkeit – Rostock

In den letzten Wochen habe ich einige Messungen gemacht und untersucht wie genau denn unser Rostock die Autokalibrierung durchführt, bzw, wie gut die Wiederholgenauigkeit in Z-Richtung ist. Da ich keine Möglichkeit hatte unsere Drucker absolut zu vermessen, entschied ich mich einfach statistisch aus vielen Messwerten einen „absoluten“ Messwerte zu interpolieren. Deshalb bestand jede Messung aus 10 Messvorgängen, zu deren Mittelwert ich dann im folgenden Diagramm unsere Abweichung dargestellt habe. (Zur Verbesserung der Darstellung beziehen sich alle Werte auf Null und nicht auf den gemittelten Messwert.)

Screenshot_Statistik_Taster_01Messergebnisse

Screenshot_Statistik_Taster_02

Verteilung der Messpunkte auf dem Druckbett (Raster 25mm)

Der Taster den ich für diese Messungen verwendet habe hat ohne Teile zwischen der Verschraubung direkt auf das Druckbett getastet. Fehler in der mechanischen Anbindung bis zur Plattform schließe ich deshalb aus. Als ich die ersten Messreihen durchgeführt hatte war ich nicht überrascht, aber auch nicht erfreut, was die Genauigkeit angeht. Plus/Minus ein Zehntel erschien mir plausibel.

Theoretisch ist die Auflöung zwar wesentlich besser, aber auch hier unterscheiden sich Theorie und Praxis. Wir verwenden ein 16 Zähne Ritzel, 16  Microsteps und Stepper mit 200 Schritten pro Umdrehung. So ergibt sich ne Auflösung von ca. 0,013mm/Step bezogen auf die Z-Achse. Bei Deltakinematiken ist die theoretische Auflösung zwar zusätzlich abhängig von x und y, aber der Einfachheit halber vernachlässige ich diesen Einfluss. (Bei meinen bisherigen Messungen konnte ich auch noch keine Abhängigkeit der Z-Messungen von x und y feststellen – was nicht heißt, dass es sie nicht gibt…)

Den Faktor 8 zwischen der theoretischen Auflösung und der gemessenen Genauigkeit begründe ich mit mechanischen Problemen durch die Toleranz in den Gelenken, den Zahnriemen, die nicht so steifen Plastikstreben, Schaltpunkttoleranz der Endstops(des Tasters) und …. Softwareprobleme und Schrittverluste würde ich ausschließen bzw als gering einschätzen.

Ich hatte noch überlegt eine Messung mit angeschraubter Messuhr zu machen, bei der ich dann eine Pause in die Firmware einfügt hätte. Damit wäre es möglich gewesen den Messwert der Messuhr beim Schalten des Taster abzulesen. Mit dieser Vorgehensweisevhätte ich noch die Schaltpunkttoleranz des Tasters raus rechnen können. Den Stress habe ich mir dann aber erspart….

In Summe bin ich nach den Messungen zu dem Ergebnis gelangt, dass unser Rostock mechanisch optimiert werden könnte. Als nächstes Ziel steht deshalb der Umbau zum Kossel an. Von den Carbonstreben, Traxxas-Gelenken, Linearführungen und dem Alurahmen erhoffe ich mir eine bessere Genauigkeit. Diese Hoffnung bestätigen auch die Erfahrungen von Johann, der PLA direkt auf Glas drucken kann, weil der Drucker durch die Autokalibrierung und mechanischen Vorteile perfekt arbeitet.

Vorerst plane ich alle Elektronik und Mechanik so weit wie möglich weiter zu verwenden und nur die Aluprofile und Linearführungen neu zu kaufen. Aktuell starte drucke ich die ersten Teile ….  dazu später mehr.

Autokalibrieren /Autoleveling

In letzter Zeit habe ich mich mit dem Autokalibrieren (oder wie manche sagen Autoleveling) beschäftigt. Dazu wird ein separater Endstop neben dem Hotend befestigt. Dieser Endstop ist durch einen Mechanismus beweglich und kann nach unten schoben werden, sodass er knapp über das Hotend raus steht. Angeschlossen wird der Endstop an einen bestehenden Eingang an dem Ramps, der sonst für die Endstops vorgesehen wäre, die den maximalen Verfahrweg begrenzen sollten. Wir an unserem Rostock nutzen diese aber nicht und so habe ich den Pin verwendet.

Mit dem Befehl G29 wird das Ausklappen ausgelöst und der Drucker tastet dann an 37 Punkten (3er-,5er-,7er-,7er-,7er-,5er-,3er-Reihe) die Druckfläche ab. Das Muster ist im 25mm Raster und für runde Druckbetten ausgelegt, es geht natürlich auch mit quadratischen. Das Ausklappen erfolgt ähnlich einem Kugelschreiber bei dem man die Kappe verdreht sodass die Mine zurückspringt. Nur, dass das Ein- und Ausklappen vertauscht ist. Am Besten erklärt sich die Mechanik über die Fotos bei Flickr, die Videos bei Youtube und die BOM auf Reprap.org.

Zum Abtasten fährt die Plattform mit dem Hotend und dem ausgeklappten Taster über den ersten Punkt in X, Y, und Z+100mm. Von dort aus dann solange in Z-Richtung bis der Schalter auslöst. Der Z-Wert wird dann gespeichert und so mit den weiteren 36 Punkten ebenso verfahren. (Dann aber nur 2mm hoch statt der 100mm wie zu Beginn) In der Firmware wird das dann verrechnet und die sonst entstandene Abweichungen minimiert. Danach kann der ganz normale Druckvorgang gestartet werden. Man kann den Befehl G29 einfach in den Custom-G-Code einfügen und der Drucker macht die ganze Sache dann selbstständig. Da alles nur ein paar Sekunden dauert kann ist es kein Problem, wenn man es vor jedem Druck durchführt. Bei einem direkt an den Rechner angeschlossenen Drucker können die Werte auch angezeigt werden, da diese bei der seriellen Kommunikation übertragen werden. Die Daten kann man dann auch nutzen um sich die Verformung des Druckbetts grafisch darstellen zu lassen. In Excel geht es rudimentär, besser ist bestimmt Matlab o.ä. Dazu findet sich bestimmt im www ne Lösung.

Alles zusammen ist die Autokalibrierung echt clever gemacht. Vor Johann der das ganze entwickelt hat, habe ich echt Respekt!

Hier noch ein Bild von dem Taster mit dem ich derzeit arbeite/experimentiere.
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