XYZテーブルを3Dプリンタに改造する

第3回目

昔、もらったCNC-XYZテーブルを3Dプリンタに

改造していきます。




2014年
7月12日
部品を購入しました。ヤフーのショップで見つけたExtruder用ギア。ステンレス製ですごく作りがいいです。ぱっと見ただけでも、食い込みが良さそうなのが分かります。


こちらはヤフオク。D−SUB25ピンのコネクタフードキット

 
アマゾンのArduinoの拡張ピン


ヤフーショップの10mm厚の本物のコルク板(笑)。


モノタロウのタカチのアルミケース


ヤフオクのショップの放射温度計


購入したギアは凹型なので、平坦なアイドラを作製します。2017材を旋盤で削ってローレットを付けておきました。右の左からベアリング、新規作製のアイドラ。もともと付いていたもの。


早速、試してみます。Extruder用のサーミスタコネクタに半個を付けておいて、加熱しなくても操作ができるようにしておきます。滑っている感じはしません。全然違います。調子いいです。


放射温度計のテストも兼ねてヒートベッドのテスト。


はじめにPLA用の60℃。58℃で測れてます。


続いてABS用の110℃。108℃でちゃんと測れてます。


ヒートベッドをコルク板に固定するために、ポリイミドテープでサーミスタを固定し、ケーブルを延長します。


コルク板にを入れます。


テーブルに固定するステーを作製します。テフロン樹脂が余っていたのでこれを使います。フライスで溝を切ります。


固定ステー完成。裏側に3mmのタップを立ててネジで押して固定しますがコの字の部分が薄くて、ガラスとテフロンの摩擦が少ないため、イマイチちゃんと固定できません(笑)。


ステーの固定穴を開けるために、一度、天板を外します。リニアレールのスライダが出てきます。


天板に6mmのタップを4箇所立てました。


7月13日
やはり、テフロン製のステーがイマイチなのでアルミで作り直しました。使ったのはシビック用のインジェクションのデリバリパイプ。寸法が丁度良かったです。


早速、組み立て。先週購入してあった押しバネを挟んで取り付けします。今度は良くなりました。ガラスー>ステンボルトー>天板と熱が逃げて行きそうなので、樹脂ボルトがあると良いです。


こちらもヤフオク購入品。AWG26の線材。長さ10mm。


ExtruderをZ軸と固定するステーの作製を開始しました。10mm厚のアルミ板から240mmの棒を切り出します。


25mm長さ240mmの2本切り出し完了しました。



7月18日
Ramps1.4から既存のモータドライバに配線を接続する準備です。まず、MEGAに載っているCPUのポートから直接フォトカプラのLEDを駆動できるか確認します。仕様書から、吸込み側も出しと同じく20mAまでです。これならLEDを駆動できます。次に合計の電流ですが、ポートのグループ毎に決まっています。Ramps1.4の各信号がCPUのどのピンに繋がっているのか調べる必要があります。Ramps1.4の回路図はここです。MEGAの回路図はここで す。ん〜これ、どこの信号がどこに配線されているのか非常に分かりずらいですね。Rampsの方はMEGAConnという1つのコネクタのように書いてあ りますが、実際には周囲に配置されている複数のコネクタです。形だけでなく信号線名も対応が付きません。WEBを調べているとこんなページがありました。このページのMappedPinNameの所のデジタルアナログというのがMEGAConnのDxxAxxに対応しています。3つの資料を見て、追っていくと、どこがどこに繋がっているか分ります(笑)。そこで調べると合計で100mAまで流せるFとKポートとに6本繋がっていました。全部で9本必要ですが、6本が100mAのこのグループに集中してました。他に200mA流せるグループもあります。ちょっと分散させたくなります。そこで、Marlinのpin.hファイルを覗くとピン定義が数字の連番になってます。既存の配線から追っていくと、D00=0でD53まで行き、その後A00=54で69まで対応していることが判明。ExtruderのモータとY軸モータを入れ替えるとうまく分散させられます。オープンオフィスのCALCでを作っておきました。




7月19日
既存のモータドライバと制御ボードを接続しま す。RAMPSのモータドライバへ接続されているDIRSTEPENA信号を引出して既存のモータドライバと接続しま す。上の表のようにE1とYを入れ替えています。Printrunから移動テストを行いましたがSTEP信号が正しくモータドライバに送られていないようで、モータは動きません、モータドライバのインジケータも点灯してません。オシロ でSTEP信号を見ると幅が約2μSec細すぎでした。普通のTLP521タイプのフォトカプラは立ち上がり下がりとも2μSecくらい 必要なので2μではダメです。信号がフォトカプラを通過して来ないよです。


ちょっと臨時で動かすためにSTEPER.CPPを修正してパルス幅を広くしました。20μSecくらいの幅にしてみます。ソフトタイマを入れただけなので、全体の動作に関係しているかもしれません。あくまでも臨時です。
///////////////////////////////////////////////////line 36
// add Jun
volatile int stepw;
//#define STEPWAIT //30 pulse width 14uSec
//#define STEPWAIT //40 pulse width 18uSec
#define STEPWAIT 45 //pulse width 19uSec
//#define STEPWAIT 50 //pulse width 20uSec

///////////////////////////////////////////////////line 525
      #if !defined COREXY     
        counter_x += current_block->steps_x;
        if (counter_x > 0) {
          WRITE(X_STEP_PIN, !INVERT_X_STEP_PIN);
          for (stepw=0; stepw<STEPWAIT; stepw++); // ADD Jun
          counter_x -= current_block->step_event_count;
          count_position[X_AXIS]+=count_direction[X_AXIS];  
          WRITE(X_STEP_PIN, INVERT_X_STEP_PIN);
        }
 
        counter_y += current_block->steps_y;
        if (counter_y > 0) {
          WRITE(Y_STEP_PIN, !INVERT_Y_STEP_PIN);
          for (stepw=0; stepw<STEPWAIT; stepw++); // ADD Jun
          counter_y -= current_block->step_event_count;
          count_position[Y_AXIS]+=count_direction[Y_AXIS];
          WRITE(Y_STEP_PIN, INVERT_Y_STEP_PIN);
        }
      #endif

///////////////////////////////////////////////////line 593
      counter_z += current_block->steps_z;
      if (counter_z > 0) {
        WRITE(Z_STEP_PIN, !INVERT_Z_STEP_PIN);
        for (stepw=0; stepw<STEPWAIT; stepw++); // ADD Jun

   
    
        #ifdef Z_DUAL_STEPPER_DRIVERS
          WRITE(Z2_STEP_PIN, !INVERT_Z_STEP_PIN);
        #endif
       

以下、STEPの波形です。約2μの幅が上記により20μくらいになり、3軸とも正常に動くようになりました。まだ、リミットスイッチが接続されていないのでホームボタンを押すと端にぶつかります(笑)。


モータ自体は正常に動くようになったので、Arduinoの拡張ピンを使ってリミットスイッチ接続します。以前に調べた、Z軸の磁気の近接センサ赤:電源、白:GND、黒:OC出力は間違いでした。赤:電源白:OC出力黒:GNDが正解でした。


リミットスイッチの調整をしている時にガラスに手をついたら割れました(泣)。手前からX軸まで奥行があるので作業するのに疲れます。


7月20日
ガラスを再度、切り出しました。ダイアモンドのやすりで面取りをしておきます。


先週作製したExtruder用ステーをZ軸に取り付けました。


Extruder用のコの字金具です。10mm厚のアルミの端材から手動で切り出したました。その後、穴あけ加工を行います。


Extruderコの字金具を介してステーに仮止めしてみました。


制御基板をケースに入れます。中央に制御基板、右側が電源です。上部の穴はLCD/SDカード/スイッチを接続する10ピンx2のコネクタ接続用です。ソフトウェアタイマで幅を長くしているSTEP信号はワンショットか何かで幅を長くする予定です。その基板も追加で筐体内に入れる必要があります。


前面は電源スイッチとモータドライバに接続する50ピンアンフェノールコネクタ。PCに接続するUSBケーブルの取り出し穴です。裏側はAC電源、リミットスイッチ用の穴。まだ、電源用の空気取り入れ穴が不足しています。


テーブルの裏側です。リミットスイッチの配線はコルゲートに通してまとめておきました。