知识概要[编辑]CPU主板 资源: 16M工作时钟,54路数字输入/输出口, 256 KB Flash空间,8 KB的SRAM ,4 KB EEPROM 。
[编辑]电机驱动板以下为2种驱动电路方案,都是安装在Arduino2560上的驱动电路,任选一种方案。 采用A4988步进控制芯片,支持短路保护和步进可调。 温度传感部分采用NTC热敏电阻直接读取温度。
驱动采用A4983步进控制芯片,没有短路保护,不支持步进调节。 温度传感部分K型热电偶 + AD597芯片读取温度。
A4988驱动模块 [编辑]温控部分RAMPS1.4 采用2个NTC热敏电阻分别对挤出喷头和加热床进行温度读取。 Ultimaker 1.5.7则采用温度控制板AD597进行温度读控制,RAMPS1.4如果需要也可以采用温度控制板(怎么改进(结论部分))。AD597芯片具有直接读取K型或J型热电偶(温度传感器选型)的输入,内置冰点补偿,温度比例工作模式:10 mV/°C,可编程的开关迟滞,可编程的开关迟滞的优点。 温度控制板AD597: K型热电偶: [编辑]步进电机选型参考 步进数:桌面级别的3D打印机一般采用42步进、57步进的电机。 电流:一般电流采用1A-1.5A。 轴直径:5mm。 XY轴使用同步皮带带动,Z轴使用杠丝带动,所以需要2个内径5mm的同步轮和内径8mm转内径8mm的联轴器。 发热量:有的电机发热会很大而导致电机停机或者丢步,性能好点的就可以避免,另外,采用钢支架可以提高电机散热量。 电机高度:电机高度越高,扭距越大。一般在机械安装允许情况下选用力矩大的电机。 [编辑]限位开关这个开关能起到限位的作用。我们使用6个限位开关分别对X轴、Y轴和Z轴的最大和最小位置进行限制,防止机械碰撞带来的危害。 [编辑]加热管在无缝金属管内装入电热丝,空隙部分填满有良好导热性和绝缘性的氧化镁粉后缩管而成。根据我们的电路板输出电压和电源功率选择合适的加热管,在此我们选择12V/40W的加热管,尺寸匹配加热铝块孔径选用直径6mm,长度20mm。 [编辑]电源电路板供电12V-24V,电网220V/50Hz,电源模块就是输入交流220V,输出直流12-24V的电路模块。JennyPrinter采用12V 16.5A电源供电。 注意:电源选用12V以上的请为电源降压至12V后为Arduino Mega2560供电。 电源适配器一般用于外置 开关电源一般内置在机器中 [编辑]电源开关设计电源开关以便于使用,选用电流量大的开关,避免机械触电带来的干扰和打火氧化。 [编辑]液晶控制模块使用液晶控制模块可以脱机使用3D打印机,实时显示当前挤出喷头的坐标位置,从SD卡打印模型等。 [编辑]线缆电机连接线 采用4芯信号线 50cm 2根,60cm 1根, 80cm1根。 限位开关连接线 X轴最小限位与Y轴最小限位处于附近空间点,采用4芯80cm信号线; X轴最大限位与Z轴最小限位处于附件空间点,采用4芯90cm信号线; Y轴最大限位采用2芯70cm信号线; Z轴最大限位采用2芯60cm信号线。
热敏电阻连接线
探测挤出头温度的热敏电阻接线与风扇共用4芯150cm信号线。 探测热床温度的热敏电阻接线采用2芯70cm信号线。 风扇连接线 风扇与探测挤出头温度的热敏电阻接线共用4芯150cm信号线。 加热管连接线 2芯150cm的耐高温线。 交流电源线 采用2M 3芯交流电源线。 电源开关连接线 采用20cm 2芯电源线。 USB连接线 采用1.5M方口USB调试线,连接3D打印机与电脑。 [编辑]接插件为方便接线,采用接插件可以快速连线,采用有方向的接插件还可以避免接错线带来的麻烦。 限位开关接插件
其余4芯接插件
[编辑]电路调试[编辑]步骤1 Mega2560单板运行[编辑]步骤2 RAMPS1.4电路板小修改[编辑]步骤3 电路板联合调试[编辑]步骤4 电路功能测试[编辑]组装外壳在安装框架之前尽量排除电路方面的故障,确保电路正常后进行下面的步骤,以免后面的安装拆卸费时费事。 [编辑]知识概要[编辑]关于外壳材料选择在选用亚克力板材作为JennyPrinter外壳时应选用进口的上乘5mm(实际测量只有4.5mm)亚克力板材切割。 对公差要求比亚克力严格,初期设计和出型号过程中很难避免修修改改。 大多数人选用桦木板作为Ultimaker的外壳切割板,价格便宜,切割难度也小,对公差要求也不是很高。
[编辑]关于十字支架远程送丝结构十字支架远程送丝结构分为2部分,送料部分和挤出部分。送料机在送料管一端往里进行送丝,而挤出机在送料管的另一端进行耗材融化,这对送料管的强度和内壁的轮滑度要求高些。 另外,假如挤出机温度没有升高到可以融化耗材的温度,而送料机开始送料时将会带来危害,因此一般在固件里都有保证挤出机温度不够时送料机送丝操作不被允许。 这种远程送丝结构所带来的好处是,挤出部分没有电机,重量大大减轻,打印速度也相应的提高后结构性能仍然不减。 [编辑]关于轴,轴承,轴套的选择JennyPrinter继承Ultimaker的XYZ结构,XY轴,十字架结构都使用光轴配合直线轴承进行导向,而Z轴使用T型丝杠进行载物升降,这种结构可以最大限度的得到行程,也就是成型体积。XY轴使用8mm光轴,十字架使用6mm光轴,在Z平台两端也使用12mm光轴进行稳固;XY轴末端采用滚珠轴承,十字架末端采用石墨轴套而在十字架中间则采用直线轴承,Z轴平台使用直线轴承。 铜轴套VS石墨轴套 石墨镶嵌铜轴套也就是在铜轴套中镶嵌石墨,以提高润滑性,一般情况下都采用石墨铜轴套,而不使用铜轴套,但是石墨轴套的加工壁厚最小为2mm,因此,在小于等于2mm壁厚的情况下则直接采用铜轴套。 [编辑]关于机械同步传送JennyPrinter的XY轴采用同步轮加同步带进行电机控制,而Z轴则直接使用5转8轴连器转换。 MXL型皮带 XY轴电机需要用100齿MXL同步带进行同步,X轴同步使用 Y轴使用300齿同步。 [编辑]关于Z平台水平调整JennyPrinter 3D打印机打印时要求Z平台水平,以确保打印出来的模型不失真。Ultimaker官方采用普通螺丝螺母进行调整,作者觉得麻烦,每次得拿螺丝刀调整,还会拧毛螺丝。JennyPrinter采用了手拧螺母进行调节水平。
[编辑]关于送料管的选择一般来说,具有一定硬度和弹性,内壁润滑的管材都可以作为JennyPrinter的送料管。作者试验过几种PE,几种PA尼龙管后最终选择了PA高档尼龙管,效果最佳。 [编辑]关于送料管卡口改用气动送料管两端需要部件进行固定,作者刚开始的时候采用官方的塑料件,结果不尽人意,垫层胶带后还是松动卡不住,没办法的时候用硅胶固定住它才好用。后来JennyPrinter摒弃了官方的塑料件,改用气动接头,牢固又使用方便。 [编辑]关于内六角螺丝和沉头螺丝这个本来不是什么事的,看到做3D打印机的都在使用内六角螺丝,也许是因为老外使用的缘故吧,但在国内这个普及度没有沉头的高。
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