mirror of
https://github.com/vofy/fekt-scara.git
synced 2025-04-27 08:40:59 +02:00
Poslední opravy - ale opravdu!
This commit is contained in:
parent
8b5415c875
commit
e2444226fe
3 changed files with 18 additions and 17 deletions
Binary file not shown.
|
@ -2,15 +2,15 @@
|
|||
|
||||
Aditivní výroba, též nazývaná 3D tisk, je technologie umožňující výrobu dílů pomocí nanášení materiálu ve vrstvách. Tato technologie našla uplatnění nejen ve výrobě prototypů a~výrobě v~malých sériích, ale i~v medicínských aplikacích, architektuře, vesmírném průmyslu a~mnoha dalších oblastech.
|
||||
|
||||
V porovnání s~využitím subtraktivní výroby, má aditivní výroba řadu výhod. Velkou výhodou aditivního výrobního procesu je \textbf{flexibilita při návrhu a~výrobě} komplexních tvarů, které by byly obtížně nebo vůbec nevyrobitelné konvenčními technologiemi. Při použití subtraktivních procesů jsou limitujícími faktory návrhu zejména potřeba přípravků, relativně velkého množství nástrojů a~také možnost výskytu obráběného výrobku s~nástrojem. V~porovnání s~tvářecími technologiemi (jakou jsou například vstřikování, přetlačování nebo třeba lisování), které vyžadují výrobu potřebných nástrojů a~forem, což značně limituje geometrii výrobku. Technologie aditivní výroby umožňuje umístit materiál tam, kde je potřeba bez ohledu na nástroje potřebné k~výrobě. To umožňuje například výrobu topologicky optimalizovaných dílů a~výrobků. \cite{GAO201565}
|
||||
V porovnání s~využitím subtraktivní výroby, má aditivní výroba řadu výhod. Velkou výhodou aditivního výrobního procesu je \textbf{flexibilita při návrhu a~výrobě} komplexních tvarů, které by byly obtížně nebo vůbec nevyrobitelné konvenčními technologiemi. Při použití subtraktivních procesů jsou limitujícími faktory návrhu zejména potřeba přípravků, relativně velkého množství nástrojů a~také možnost výskytu obráběného výrobku s~nástrojem. V~porovnání s~tvářecími technologiemi (jakou jsou například vstřikování, přetlačování nebo třeba lisování), které vyžadují výrobu potřebných nástrojů a~forem, což značně limituje geometrii výrobku. Technologie aditivní výroby umožňuje umístit materiál tam, kde je potřeba bez ohledu na nástroje potřebné k~výrobě. To umožňuje například výrobu topologicky optimalizovaných dílů a~výrobků.~\cite{GAO201565}
|
||||
|
||||
Další výhodou oproti subtraktivním technologiím je \textbf{malé množství odpadního materiálu}, protože je materiál nanášen pouze v~oblastech, kde je potřeba. Oproti tvářecím technologiím je výhodou například využití neúplné výplně, která šetří materiál a~zkracuje dobu tisku.
|
||||
|
||||
Velkou výhodou pak je \textbf{konstantní cena při výrobě dílů s~komplexní geometrií}. Cena výroby u~aditivní výroby není závislá na složitosti geometrie dílu, ale pouze na množství a~typu materiálu použitého k~výrobě a~době tisku, resp. spotřebě elektrické energie.\cite{GAO201565}
|
||||
|
||||
Při výrobě komplexních geometrií pomocí aditivní výroby \textbf{není často potřeba rozdělovat díl nebo výrobek na více části}, které je následně potřeba spojit. To v~praxi znamená nižší náklady na výrobu, menší riziko chyb při montáži a~také nižší hmotnost výrobku. Při výrobě takových dílů vzrůstá potřeba tiskových podpor, které mohou komplikovat čištění a~kompletaci výrobku. Při odstraňování podpor může způsobit geometrické nepřesnosti. \cite{GAO201565}
|
||||
Při výrobě komplexních geometrií pomocí aditivní výroby \textbf{není často potřeba rozdělovat díl nebo výrobek na více části}, které je následně potřeba spojit. To v~praxi znamená nižší náklady na výrobu, menší riziko chyb při montáži a~také nižší hmotnost výrobku. Při výrobě takových dílů vzrůstá potřeba tiskových podpor, které mohou komplikovat čištění a~kompletaci výrobku. Při odstraňování podpor může způsobit geometrické nepřesnosti.~\cite{GAO201565}
|
||||
|
||||
Limitací 3D tisku může být právě geometrická přesnost a~omezená kvalita povrchu, která je navíc ovlivněna metodou výroby (tj. FFF --~Filament Fabrication, SLA --~Stereolithography, SLS --~Selective Laser Sintering, ...). 3D tiskárny využívají zejména k~výrobě dílů o~rozměrech v~řádu několika milimetrů až desítek centimetrů a~jejich tolerance se pohybuje v~rámci několika desetin až setin milimetru. \cite{GAO201565}
|
||||
Limitací 3D tisku může být právě geometrická přesnost a~omezená kvalita povrchu, která je navíc ovlivněna metodou výroby (tj. FFF --~Filament Fabrication, SLA --~Stereolithography, SLS --~Selective Laser Sintering, ...). 3D tiskárny využívají zejména k~výrobě dílů o~rozměrech v~řádu několika milimetrů až desítek centimetrů a~jejich tolerance se pohybuje v~rámci několika desetin až setin milimetru.~\cite{GAO201565}
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
|
@ -32,29 +32,30 @@ Limitací 3D tisku může být právě geometrická přesnost a~omezená kvalita
|
|||
|
||||
|
||||
\section{Technologie FFF}
|
||||
FFF (Fused Filament Fabrication) je zejména z~důvodu nízké pořizovací ceny stroje i~materiálu jednou z~nejrozšířenějších technologií aditivní výroby. Tato technologie využívá plastové polymery, které mohou obsahovat příměsi jiných materiálů ve formě vláken nebo práškové příměsi. Tento materiál je prodáván ve formě tiskových strun o~průměru 1,75~mm nebo 2,85~mm navinutých na cívku. Tato struna je odvíjena extruderem a~vytlačena rozehřátou tryskou. Tryska způsobí tavení termoplastu a~dojde tak k~vytlačení přesného množství materiálu, které je řízeno průměrem otvoru trysky, rychlostí pohybu tiskové hlavy vůči tiskové podložce a~rychlostí vytlačování materiálu. Tisková hlava nanáší materiál v~definovaných vrstvách na tiskovou podložku. Tato podložka je většinou vyhřívaná, což zabraňuje deformaci tiskového výrobku a~jeho případné oddělení od tiskové plochy. \cite{mcae_fff}
|
||||
FFF (Fused Filament Fabrication) je zejména z~důvodu nízké pořizovací ceny stroje i~materiálu jednou z~nejrozšířenějších technologií aditivní výroby. Tato technologie využívá plastové polymery, které mohou obsahovat příměsi jiných materiálů ve formě vláken nebo práškové příměsi. Tento materiál je prodáván ve formě tiskových strun o~průměru 1,75~mm nebo 2,85~mm navinutých na cívku. Tato struna je odvíjena extruderem a~vytlačena rozehřátou tryskou. Tryska způsobí tavení termoplastu a~dojde tak k~vytlačení přesného množství materiálu, které je řízeno průměrem otvoru trysky, rychlostí pohybu tiskové hlavy vůči tiskové podložce a~rychlostí vytlačování materiálu. Tisková hlava nanáší materiál v~definovaných vrstvách na tiskovou podložku. Tato podložka je většinou vyhřívaná, což zabraňuje deformaci tiskového výrobku a~jeho případné oddělení od tiskové plochy.~\cite{mcae_fff}
|
||||
|
||||
\chapter{Části 3D tiskárny}
|
||||
|
||||
\section{Tisková hlava}
|
||||
Tisková hlava slouží k~zahřátí a~následnému vytlačení tiskového materiálu. Pohybem tiskové hlavy nebo podložky dochází k~vytvoření tenké vrstvy materiálu na tiskovou podložku. Složením těchto vrstev vzniká tisknutý výrobek.
|
||||
|
||||
Filament je extruderem vtlačován do hotendu skládající se z~PTFE trubičky, která je zavedena do pasivního chladiče, který je chlazen ventilátorem. Tento ventilátor zabraňuje tavení materiálu mimo hotend. Následně je filament protlačován tepelným izolátorem, který odděluje studenou a~teplou zónu. Tepelný izolátor je kovová trubička na jejíž koncích jsou vnější závity, a~tak spojuje chladič a~topný blok. Tepelný izolátor slouží hlavně k~omezení přenosu tepla do předchozích částí hotendu. Posledními částmi jsou topný blok a~tisková tryska. Topný blok má kromě průchozího otvoru pro materiál další dva otvory, jeden pro topnou patronu a~druhý pro termistor, který slouží k~monitorování aktuální teploty tepelného bloku potažmo trysky. Tryska se společně s~krokovým motorem, tloušťkou tiskové struny podílejí na množství vytlačovaného materiálu. \cite{Prusa_Zaklady_3D_tisku}
|
||||
Filament je extruderem vtlačován do hotendu skládající se z~PTFE trubičky, která je zavedena do pasivního chladiče, který je chlazen ventilátorem. Tento ventilátor zabraňuje tavení materiálu mimo hotend. Následně je filament protlačován tepelným izolátorem, který odděluje studenou a~teplou zónu. Tepelný izolátor je kovová trubička na jejíž koncích jsou vnější závity, a~tak spojuje chladič a~topný blok. Tepelný izolátor slouží hlavně k~omezení přenosu tepla do předchozích částí hotendu. Posledními částmi jsou topný blok a~tisková tryska. Topný blok má kromě průchozího otvoru pro materiál další dva otvory, jeden pro topnou patronu a~druhý pro termistor, který slouží k~monitorování aktuální teploty tepelného bloku potažmo trysky. Tryska se společně s~krokovým motorem, tloušťkou tiskové struny podílejí na množství vytlačovaného materiálu.~\cite{Prusa_Zaklady_3D_tisku}
|
||||
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{images/1_teoreticka_cast/extruder.png}
|
||||
\caption[Detailní pohled na tiskovou hlavu s~přímím extruderem]{Detailní pohled na tiskovou hlavu s~přímím extruderem (direct-drive): (1) PTFE trubička, (2) Pasivní chladič (heatsink), (3) Ventilátor pro chlazení materiálu (part fan), (4) Ventilátor k~chlazení extruderu, (5) Tepelný izolátor (heat break), (6) Topný blok (heat block) \cite{Prusa_Zaklady_3D_tisku}}
|
||||
\caption[Detailní pohled na tiskovou hlavu s~přímím extruderem]{Detailní pohled na tiskovou hlavu s~přímím extruderem~\cite{Prusa_Zaklady_3D_tisku}}
|
||||
% (direct-drive): (1) PTFE trubička, (2) Pasivní chladič (heatsink), (3) Ventilátor pro chlazení materiálu (part fan), (4) Ventilátor k~chlazení extruderu, (5) Tepelný izolátor (heat break), (6) Topný blok (heat block)
|
||||
\label{fig:hotend}
|
||||
\end{figure}
|
||||
|
||||
Podstatnou částí tiskové hlavy je ventilátor, který chladí tiskový materiál po jeho vytlačení z~trysky. Tento ventilátor zabraňuje deformaci výtisku a~redukuje stringing. Správné nastavení tohoto ventilátoru je relativně podstatné pro kvalitu výtisku. Při správném nastavení je tiskárna schopna překlenout relativně velké mezery bez použití podpůrných struktur. \cite{Choudhary_Analysis}
|
||||
Podstatnou částí tiskové hlavy je ventilátor, který chladí tiskový materiál po jeho vytlačení z~trysky. Tento ventilátor zabraňuje deformaci výtisku a~redukuje stringing. Správné nastavení tohoto ventilátoru je relativně podstatné pro kvalitu výtisku. Při správném nastavení je tiskárna schopna překlenout relativně velké mezery bez použití podpůrných struktur.~\cite{Choudhary_Analysis}
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
\includegraphics[width=0.75\textwidth]{images/1_teoreticka_cast/part-cooling.jpg}
|
||||
\caption[Detailní pohled na depozici vrstvy]{Detailní pohled na depozici vrstvy: (a) s~ventilátorem pro chlazení materiálu a~(b) bez ventilátoru \cite{Choudhary_Analysis}}
|
||||
\caption[Detailní pohled na depozici vrstvy]{Detailní pohled na depozici vrstvy: (a) s~ventilátorem pro chlazení materiálu a~(b) bez ventilátoru~\cite{Choudhary_Analysis}}
|
||||
\label{fig:part-cooling}
|
||||
\end{figure}
|
||||
|
||||
|
@ -81,7 +82,7 @@ Vyhřívání podložky je realizováno několika způsoby. Jedním z~nich je na
|
|||
|
||||
Dalším způsobem vyhřívání je hliníková deska se silikonovým topným tělesem, které je přilepeno k~její spodní straně. Alternativou silikonového topného tělesa můžou být i~topné patrony. Na tuto hliníkovou desku je připevněna tisková podložka.
|
||||
|
||||
Tiskových podložek existuje několik druhů. Tiskové podložky mohou být vyrobené z~různých materiálů, jako je například PEI (polyetherimid) ve formě přířezu nebo pružinové oceli s~práškově lakovaným PEI povrchem. Dalším materiálem je sklo, které se velice hladké, odolné a~vlivem jeho nízké tepelné vodivosti dobře rozptyluje teplo. \cite{materialpro3d_typy_povrchu} Dalšími poměrně rozšířenými povrchy jsou různé lepící pásky. Příkladem je například polyimidová páska nebo papírová páska.
|
||||
Tiskových podložek existuje několik druhů. Tiskové podložky mohou být vyrobené z~různých materiálů, jako je například PEI (polyetherimid) ve formě přířezu nebo pružinové oceli s~práškově lakovaným PEI povrchem. Dalším materiálem je sklo, které se velice hladké, odolné a~vlivem jeho nízké tepelné vodivosti dobře rozptyluje teplo. ~\cite{materialpro3d_typy_povrchu} Dalšími poměrně rozšířenými povrchy jsou různé lepící pásky. Příkladem je například polyimidová páska nebo papírová páska.
|
||||
|
||||
Tiskové podložky se liší i~svými povrchy. Například PEI podložky se prodávají v~hladké, texturované i~variantě se vzorem.
|
||||
|
||||
|
@ -93,7 +94,7 @@ Konstrukci rámu nelze podcenit. Má totiž přímý vliv na tisknuté výrobky.
|
|||
\section{Krokové motory}
|
||||
Krokové motory zajišťují veškerý pohyb tiskové hlavy vůči poloze na tiskové podložce. Krokové motory se též používají v~extruderu pro vytlačování filamentu.
|
||||
|
||||
Krokový motor je ve své podstatě synchronní motor, který přeměňuje vstupní digitální elektrický signál na odpovídající mechanický pohyb. Krokové motory pracují v~tzv. otevřené smyčce, tedy nepoužívají zpětnou vazbu. Pro nastavování polohy nebo rychlosti otáčení není totiž u~krokových motorů potřeba. Po přivedení impulzu se motor pootočí o~přesně definovaný úhel -- krok. Počet těchto pulzů obvykle odpovídá počtu vykonaných kroků. \cite{2016Rarv}
|
||||
Krokový motor je ve své podstatě synchronní motor, který přeměňuje vstupní digitální elektrický signál na odpovídající mechanický pohyb. Krokové motory pracují v~tzv. otevřené smyčce, tedy nepoužívají zpětnou vazbu. Pro nastavování polohy nebo rychlosti otáčení není totiž u~krokových motorů potřeba. Po přivedení impulzu se motor pootočí o~přesně definovaný úhel -- krok. Počet těchto pulzů obvykle odpovídá počtu vykonaných kroků.~\cite{2016Rarv}
|
||||
|
||||
Běžným úhlem jednoho kroku hybridního krokového motoru používaného v~3D tiskárnách je 1,8 °. Přepočtem tak můžeme zjistit, že takový motor má 200 kroků. Takového úhlu lze docílit díky konstrukci hybridního krokového motoru.
|
||||
|
||||
|
@ -131,7 +132,7 @@ Tato kinematika využívá čtyř motorů. Jeden pro osu X, dva pro osu Z~a~jede
|
|||
|
||||
\subsection{CoreXY}
|
||||
|
||||
Kinematika CoreXY se velice podobá uspořádání gantry. Rozdílem oproti tomuto upořádání je skutečnost, že pohyb v~osách X a~Y se zajišťují oba motory společně. Motory v~ose z~Z tak nemusí pohybovat portálem, ke kterému je upevněný motor pro osu X, který by tak přidával portálu na hmotnosti. Tato kinematika tak díky stacionárním motorům (vůči rovině XY) dosáhnout vyšší rychlosti tisku. Motory se tak sice musí s~celou konstrukcí pohybovat v~ose Z, ale vysoké rychlosti by v~této ose měli zanedbatelný vliv na celkovou dobu tisku. V~osách X a~Y se tedy pohybuje pouze tisková hlava. Díky snížené hmotnosti se tak posouvá rezonanční frekvence k~vyšším kmitočtům a~tudíž lze dosáhnout vyšších hodnot maximálního zrychlení a~tím pádem i~ke kratším dobám tisku. Tato kinematika se v~dnešní době stává více populární a~to díky tiskárnám projektu Voron 2.4 a~Bambu Lab X1. \cite{dangerklipper_resonance_compensation}
|
||||
Kinematika CoreXY se velice podobá uspořádání gantry. Rozdílem oproti tomuto upořádání je skutečnost, že pohyb v~osách X a~Y se zajišťují oba motory společně. Motory v~ose z~Z tak nemusí pohybovat portálem, ke kterému je upevněný motor pro osu X, který by tak přidával portálu na hmotnosti. Tato kinematika tak díky stacionárním motorům (vůči rovině XY) dosáhnout vyšší rychlosti tisku. Motory se tak sice musí s~celou konstrukcí pohybovat v~ose Z, ale vysoké rychlosti by v~této ose měli zanedbatelný vliv na celkovou dobu tisku. V~osách X a~Y se tedy pohybuje pouze tisková hlava. Díky snížené hmotnosti se tak posouvá rezonanční frekvence k~vyšším kmitočtům a~tudíž lze dosáhnout vyšších hodnot maximálního zrychlení a~tím pádem i~ke kratším dobám tisku. Tato kinematika se v~dnešní době stává více populární a~to díky tiskárnám projektu Voron 2.4 a~Bambu Lab X1.~\cite{dangerklipper_resonance_compensation}
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
|
@ -142,7 +143,7 @@ Kinematika CoreXY se velice podobá uspořádání gantry. Rozdílem oproti tomu
|
|||
|
||||
\subsection{CoreXZ}
|
||||
|
||||
Tato kinematika řeší některé nevýchody tiskáren s~gantry kinematikou. K~pohybu na ose X není potřeba motor, tudíž dochází k~redukci hmotnosti. Tuto kinematiku si lze představit jako hybrid dvou populárnějších kinematik -- Delta a~Bed Slinger. Z~uspořádání Bed Slinger přebírá pohybující se tiskovou podložku a~z delty nezávisle pohybující se ramena zajišťující pohyb v~rovině XZ. Velkou výhodou je, že všechny motory jsou stacionární a~tedy nepřidávají na hmotnosti jiné z~os. \cite{corexz_theory}
|
||||
Tato kinematika řeší některé nevýchody tiskáren s~gantry kinematikou. K~pohybu na ose X není potřeba motor, tudíž dochází k~redukci hmotnosti. Tuto kinematiku si lze představit jako hybrid dvou populárnějších kinematik -- Delta a~Bed Slinger. Z~uspořádání Bed Slinger přebírá pohybující se tiskovou podložku a~z delty nezávisle pohybující se ramena zajišťující pohyb v~rovině XZ. Velkou výhodou je, že všechny motory jsou stacionární a~tedy nepřidávají na hmotnosti jiné z~os.~\cite{corexz_theory}
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
|
@ -164,7 +165,7 @@ Tiskárny s~upořádáním Belt se liší od ostatních 3D tiskáren s kartézsk
|
|||
|
||||
\section{Delta}
|
||||
|
||||
3D tiskrány s~delta kinematikou též používají kartézský systém souřadnic, ale svojí konstrukcí se od ostatních rektilineárních tiskáren velice liší. V~posledních letech se stávají cenově dostupnější a~tedy i~rozšířenější. Uspořádání delta má stacionární tiskovou podložku a~v pohybu ve všech třech osách slouží 3 ramena (v některých přápadech i~víc) upevněna k~vozíku pohybující se v~ose Z~po lineárním vedení upevněného ke konstrukci tiskárny. Pohyb vozíku je často realizován řemenem a~krokovým motorem. 3D tiskárny s~touto kinematikou často používají Bowden extruder, aby se redukovala hmotnost a~tím se redukovali artifakty a~zvýšila rychlost tisku. Nevýhodou této kinematiky je poměr její výšky ku výšce oblasti tisku. \cite{all3dp_3d_printer_types}
|
||||
3D tiskrány s~delta kinematikou též používají kartézský systém souřadnic, ale svojí konstrukcí se od ostatních rektilineárních tiskáren velice liší. V~posledních letech se stávají cenově dostupnější a~tedy i~rozšířenější. Uspořádání delta má stacionární tiskovou podložku a~v pohybu ve všech třech osách slouží 3 ramena (v některých přápadech i~víc) upevněna k~vozíku pohybující se v~ose Z~po lineárním vedení upevněného ke konstrukci tiskárny. Pohyb vozíku je často realizován řemenem a~krokovým motorem. 3D tiskárny s~touto kinematikou často používají Bowden extruder, aby se redukovala hmotnost a~tím se redukovali artifakty a~zvýšila rychlost tisku. Nevýhodou této kinematiky je poměr její výšky ku výšce oblasti tisku.~\cite{all3dp_3d_printer_types}
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
|
@ -186,7 +187,7 @@ Toto uspořádání jak jedinné nevyužívá kartézských souřadnic, ale sou
|
|||
|
||||
\section{SCARA}
|
||||
|
||||
Kinematika SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) je v~oblasti 3D tisku používaná jen zřídka. Uspořádání typu SCARA používá kartézský souřadnicový systém. Svým tvarem i~pohybem připomíná píšící paži. K~pohybu v~rovině XY využívá kinematika SCARA rameno rozdělené na dva segmenty, které jsou vzájemně spojeny kloubem (zvaný elbow -- loket). Rameno je pak připojeno dalším kloubem (zvaným shoulder -- rameno) k~dílu, který je upevněn k~základně tiskárny a~zajišťuje pohyb v~ose~Z. Na tomto dílu jsou upevněny dva motory zajišťující pohyb ramene v~rovině XY. K~pohybu v~ose Z~pak stačí jeden krokoý motor. Předností této kinematiky je relativně vysoká rychlost tisku a~její vhodnost pro použití v~průmyslu. Mezi její nevýhody patří relativně nízká kvalita tisku a~absence podpory kinematiky v~některých firmwarech. Příkladem tohoto uspořádání jsou tiskárny RepRap HELIOS a~x-scara. \cite{all3dp_3d_printer_types}
|
||||
Kinematika SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) je v~oblasti 3D tisku používaná jen zřídka. Uspořádání typu SCARA používá kartézský souřadnicový systém. Svým tvarem i~pohybem připomíná píšící paži. K~pohybu v~rovině XY využívá kinematika SCARA rameno rozdělené na dva segmenty, které jsou vzájemně spojeny kloubem (zvaný elbow -- loket). Rameno je pak připojeno dalším kloubem (zvaným shoulder -- rameno) k~dílu, který je upevněn k~základně tiskárny a~zajišťuje pohyb v~ose~Z. Na tomto dílu jsou upevněny dva motory zajišťující pohyb ramene v~rovině XY. K~pohybu v~ose Z~pak stačí jeden krokoý motor. Předností této kinematiky je relativně vysoká rychlost tisku a~její vhodnost pro použití v~průmyslu. Mezi její nevýhody patří relativně nízká kvalita tisku a~absence podpory kinematiky v~některých firmwarech. Příkladem tohoto uspořádání jsou tiskárny RepRap HELIOS a~x-scara.~\cite{all3dp_3d_printer_types}
|
||||
|
||||
\begin{figure}[H]
|
||||
\centering
|
||||
|
|
|
@ -3,9 +3,9 @@
|
|||
\section{3D model}
|
||||
Pro modelování dílů jsem se rozhodl použít CAD software FreeCAD. Pro tento CAD jsem se rozhodl proto, že je open source a~tedy dostupný pro každého, kdo jej chce používat. Software FreeCAD byl nedávno vydán ve verzi 1.0, což ve světě open-source mj. znamená připravenost pro použití v~praxi.
|
||||
|
||||
FreeCAD je univerzální parametrický modelovací systém vydaný pod licencí LGPL, tudíž jej lze libovolně šířit a~modifikovat. FreeCAD je také multiplatformní, tudíž jej lze používat v~operačních systémech Windows, Linux i~MacOS. FreeCAD je napsán v~jazyce C++ a~pro manipulaci s~geometrií využívá knihovny OpenCASCADE. FreeCAD lze jej rozšiřovat pomocí zásuvných modulů (pluginů). FreeCAD též umožňuje psaní vlastních skriptů v~jazyce Python a~nahrávání vlastních maker. \cite{FreeCAD_wiki}
|
||||
FreeCAD je univerzální parametrický modelovací systém vydaný pod licencí LGPL, tudíž jej lze libovolně šířit a~modifikovat. FreeCAD je také multiplatformní, tudíž jej lze používat v~operačních systémech Windows, Linux i~MacOS. FreeCAD je napsán v~jazyce C++ a~pro manipulaci s~geometrií využívá knihovny OpenCASCADE. FreeCAD lze jej rozšiřovat pomocí zásuvných modulů (pluginů). FreeCAD též umožňuje psaní vlastních skriptů v~jazyce Python a~nahrávání vlastních maker.~\cite{FreeCAD_wiki}
|
||||
|
||||
Můj návrh tiskárny vychází z~projektu x-scara \cite{x-scara}. Ve svém návrhu jsem použil shodné rozměry hliníkových profilů, trapézových a~vodících tyčí. Vzhledem k~tomuto faktu se můj návrh projektu x-scara velmi podobá, ačkoliv můj návrh nevyužívá žádný díl z~tohoto projektu.
|
||||
Můj návrh tiskárny vychází z~projektu x-scara~\cite{x-scara}. Ve svém návrhu jsem použil shodné rozměry hliníkových profilů, trapézových a~vodících tyčí. Vzhledem k~tomuto faktu se můj návrh projektu x-scara velmi podobá, ačkoliv můj návrh nevyužívá žádný díl z~tohoto projektu.
|
||||
|
||||
Model je rozdělen do tří dílčích částí. První je základna, druhou skříň s~elektronikou, třetí je rameno a~čtvrtou je nástroj -- tisková hlava.
|
||||
|
||||
|
@ -62,7 +62,7 @@ Doporučenými materiály pro tisk jsou: \textbf{ASA}, ABS nebo PETG.
|
|||
|
||||
\section{Implementace kinematiky SCARA do Klippy}
|
||||
% cSpell:disable-next-line
|
||||
Klippy je část firmwaru Klipper, která běží na počítači uvnitř 3D tiskárny, ke kterému je připojena řídící deska. Kód je napsán převážně v~jazyce Python, přičemž některé funkce jsou implementovány v~jazyce C. Volání těchto funkcí je realizováno použitím rozhraní CFFI (C Foreign Function Interface). Klippy slouží k~interpreataci výrobních instrukcí -- GCode, které jsou přeloženy na volání iterních metod. Tyto volání jsou odesílány po sběrnici USB do řídící desky, která například generuje pulzy pro krokové motory nebo spíná topná tělesa. \cite{klipper_code_overview}
|
||||
Klippy je část firmwaru Klipper, která běží na počítači uvnitř 3D tiskárny, ke kterému je připojena řídící deska. Kód je napsán převážně v~jazyce Python, přičemž některé funkce jsou implementovány v~jazyce C. Volání těchto funkcí je realizováno použitím rozhraní CFFI (C Foreign Function Interface). Klippy slouží k~interpreataci výrobních instrukcí -- GCode, které jsou přeloženy na volání iterních metod. Tyto volání jsou odesílány po sběrnici USB do řídící desky, která například generuje pulzy pro krokové motory nebo spíná topná tělesa.~\cite{klipper_code_overview}
|
||||
|
||||
\subsection{Přímá a~inverzní kinematika}
|
||||
Kinematické transformace se používají k~převodu natočení kloubů na souřadnice koncového bodu (přímá transformace) a~naopak (inverzní transformace). Pro výpočet transformace je třeba znát délky ramen \(L_1\) a~\(L_2\), offsety ramen \(x_{offset}\) a~\(y_{offset}\) a~Elbow Crosstalk Ratio (ECR).
|
||||
|
|
Loading…
Reference in a new issue