Aprenda como tirar impressões incômodas da cama com o ejetor automático de impressão

O Ejetor Automático de Impressão é feito inteiramente de peças impressas e coisas que tínhamos no depósito da MatterHackers. A impressora vitimada é um OpenBeam Kossel Professional.

Comecei projetando rapidamente algumas ligações no Solidworks. Os buracos encaixam em alguns pequenos rolamentos de esferas que tínhamos por aí. Tudo é preso com parafusos M3. Tínhamos uma variedade de rolamentos de tamanhos diferentes, então tive que projetar peças com alguns tamanhos de furos diferentes. Todos os postados on-line são feitos para rolamentos com diâmetro externo de 9,5 mm. Os furos também incluem 0,3 mm extras para levar em conta as tolerâncias de impressão.

Este foi um projeto divertido porque a maioria dos componentes levou menos de 30 minutos para ser impressa. Eu poderia estar projetando a próxima coisa enquanto a última peça estava sendo impressa. Não houve espera. Em alguns casos, é melhor planejar tudo no início, antes de construí-lo, mas pode ser mais divertido mergulhar de cabeça e descobrir as coisas à medida que avança. Foi o que fiz com este projeto. Acabei com muitas peças destruídas, mas quem se importa.

Tudo foi impresso em PLA, pois não me preocupei com nada esquentando.

Configurações de impressão recomendadas:

• Camadas de 0,2 mm
• 2 perímetros
• 30% de preenchimento

Para acionar o mecanismo de tesoura, adicionei uma engrenagem na extremidade de uma das ligações. Também encontrei um motor de passo antigo para acioná-lo. Eu poderia ter usado um servo passion, mas o stepper é o que tínhamos e tem mais torque de qualquer maneira. Ele também tinha convenientemente uma pequena engrenagem já no eixo.

Este é o suporte que projetei para segurar o motor e tudo mais. O plano period que todo o dispositivo se projetasse da lateral da impressora, apoiado por um comprimento de OpenBeam. Como você pode ver, a engenharia é um processo iterativo.

Neste ponto, tornou-se evidente que apenas dirigir um hyperlink não funcionaria. A montagem inteira simplesmente giraria para baixo em vez de se estender para fora. Ambas as ligações finais precisam ser forçadas ou separadas para que o mecanismo funcione. Adicionei uma segunda marcha com dentes voltados para dentro. Dessa forma, ele seria conduzido na direção oposta, forçando as ligações a se unirem.

Como as engrenagens têm raios diferentes, existem relações de transmissão ligeiramente diferentes e uma articulação se transfer um pouco mais longe que a outra. Isso faz com que tudo gire para baixo alguns graus quando se estende. Ah bem. É bom o suficiente.

O modelo de luva de boxe foi encontrado pesquisando no Google e modifiquei no Blender com um furo quadrado na parte inferior para conectá-lo ao braço. Esta luva acabou sendo a coisa mais difícil de imprimir. Não porque tenha um formato complicado, mas simplesmente por causa de uma série de infelizes problemas coincidentes com a impressora (alguns dos quais envolveram incêndio). Quando finalmente foi impresso, a estrutura de suporte sob os dedos falhou, por isso não tem pontas dos dedos. Eu decidi que não me importo, já que você não verá muito esse lado de qualquer maneira.

Foi quando me deparei com o próximo problema. Como você mantém a luva de boxe na horizontal? Projetei uma coisa em forma de garfo que deslizaria sobre os parafusos no centro das ligações. Isso garante que tudo o que estiver preso à extremidade permaneça paralelo ao mecanismo.

A última etapa foi fixar a viga na parte inferior e parafusá-la na lateral da impressora.

Também tive que projetar alguns suportes de canto para conectar a viga à estrutura da impressora. A cama está atrapalhando então não pude usar o OpenBeam oficial Suportes em T. Felizmente lembrei-me de colocar algumas porcas extras nas vigas quando estava construindo a impressora. Como a coisa é montada perpendicularmente em um lado, ela perfura os objetos diretamente na torre do lado oposto. Eventualmente farei alguns colchetes de canto de 30/60 graus para que ele perfure na direção certa.

A viga de 24 cm é longa o suficiente. A cabeça de impressão erra por pouco a luva ao executar a rotina de calibração automática e bate um pouco nela ao imprimir até as bordas.

O produto acabado.

LISTA DE COMPONENTES (O que você vai precisar)

A fiação period bastante simples. Eu salvei um velho Driver de passo Pololu de uma de nossas placas RAMPS sobressalentes e usei um cabo plano com conectores fêmea para conectá-lo ao Ondas cerebrais. Aqui está o diagrama de fiação da Pololu:

Usei o trilho de 12V do Brainwave para VMOT em vez do trilho de 24V da fonte de alimentação do Kossel. Não tenho certeza de quanta corrente a linha de 12V foi projetada, mas parece estar tudo bem. As linhas STEP, DIR e EN estão conectadas a OC1B, OC1C e OC1A, respectivamente. Não me preocupei com microstepping porque queria o máximo de torque possível. Um resistor pullup na linha EN pode ser uma boa ideia, mas não o incluí. Aqui está a configuração dos pinos adicionada à seção Brainwave Professional de pins.h. Tive que pesquisar no pins_arduino.h do Arduino para encontrar os números dos pinos correspondentes.

#outline PUNCH_STEP_PIN 26     // OC1B
#outline PUNCH_DIR_PIN 27      // OC1C
#outline PUNCH_ENABLE_PIN 25   // OC1A

O motor que encontrei já tinha um conector na ponta, mas quando liguei ele não quis funcionar. Verifiquei as conexões do motor usando um truque antigo. Se você pular duas linhas juntas e o motor ficar mais difícil de girar, você saberá que elas estão conectadas à mesma bobina. Reorganizei os pinos do conector e tudo ficou bem.

A programação também não é complicada. Estou incluindo as partes interessantes aqui, mas o conteúdo completo está disponível no GitHub. O firmware é baseado no Ramo OpenBeam de Firmware Marlin. No entanto, as mudanças não devem ser difíceis de implementar em qualquer outro ramo do Marlin.

Adicionei um novo comando G-Code (G42) que ativa o mecanismo de perfuração. Ele também aceita uma taxa de avanço (em Hz) para que você possa saber com que rapidez perfurar. Por exemplo, “G42 F300”. Se você não definir uma velocidade, o padrão será 50 passos/s. Aqui está a seção do analisador G-Code em Marlin_main.cpp:

    case 42: // G42
      if(code_seen('F')) {
        punch(code_value());
      } else {
        punch(50);
    }

Este é o código de perfuração actual em pugilism.cpp.

void punch(float velocity)
{
  int delayLength = 1000 / (velocity*2);
  SERIAL_ECHOLN("WHAM!");
  // Allow driver
  digitalWrite(PUNCH_ENABLE_PIN, LOW);
  // Set course
  digitalWrite(PUNCH_DIR_PIN, HIGH);
  // Punch
  // Concept: Ramp up velocity
  for (int i=0; i<150; i++) {
    delay(delayLength);
    digitalWrite(PUNCH_STEP_PIN, HIGH);
    delay(delayLength);
    digitalWrite(PUNCH_STEP_PIN, LOW);
  }
  // Reverse course
  digitalWrite(PUNCH_DIR_PIN, LOW);
  // Retract
  for (int i=0; i<150; i++) {
    delay(10);
    digitalWrite(PUNCH_STEP_PIN, HIGH);
    delay(10);
    digitalWrite(PUNCH_STEP_PIN, LOW);
  }
  // Disable driver
  digitalWrite(PUNCH_ENABLE_PIN, HIGH);
}

Basicamente ele ativa o driver, envia 150 pulsos para o pino de passo, depois inverte e desabilita o driver. 150 passos parecem ser a distância certa, já que o motor de passo tem 200 passos/rotação e eu poderia dizer, ao mover a articulação manualmente, que a engrenagem gira cerca de 3/4 de volta.

300 passos/s parece ser a velocidade superb. É rápido e vigoroso, mas não tão rápido a ponto de sobrecarregar o motor de passo. Às vezes, ele pula etapas durante o soco, mas isso é bom porque ele redefine sua posição quando se retrai. Eu tive a ideia de que você poderia obter mais potência acelerando em vez de perfurar em velocidade constante. Isso não seria difícil de implementar, mas ainda não fiz isso.

Confira o página do projeto em hackaday.io para futuras atualizações deste projeto.

Feliz Impressão Socando!