Version vom 9. Januar 2017, 14:16 Uhr

Das Projekt 3D‐Drucker von German RepRap ist ein Teilprojekt des Praktikum 3-D-Bearbeitungsmaschine (Projekt des Schwerpunkts GPE im Studiengang MTR), welches im siebten Semester im Studienschwerpunkt Global Production Engineering im Studiengang Mechatronik durchgeführt wurde. Es behandelt die Problemlösung eines bereits vorhanden mechatronischen Systems, die fehlerhafte Motoransteuerung des 3D-Druckers von GermanRepRap.

Projektmitglieder:

Betreuer: Prof. Dr. Mirek Göbel
Autor: Benedikt Röper
Autor: Sven Söbbeke

Aufgabenstellung

Ziel des Praktikums ist des Praktikums ist es den 3-D Drucker von German RepRap in einen funktionsfähigen Zustand zuversetzen.

Erwartungen an die Projektlösung

Bestandsaufnahme des besteheneden Systems.
Fertigstellung der Montage
Fehlersuche
Beschaffung und Einbau neuer Teile.
Verzahnung mit dem Team des Projektes Computer Aided Manufacturing (CAM)
Wissenschaftliche Dokumentation der Lösung

Planung

Projektplanung

Zu Beginn des Projektes wurde zunächst ein Projektplan erstellt, dieser wurde in sechs Phasen aufgeteilt, diese Aufteilung findet sich auch in Abbildung XX wieder:

Bestandsaufnahme des bestehendens Systems
Analyse des Systems
Überprüfen der Elektronik
Einbau der neuen Teile und Test
Erstellung der Projektpräsentation
Erstellung der Projektdokumentation

Durchführung

Überprüfung der Schrittmotoren

Für das Ansteuern der der NEMA 17 Schrittmotoren über den Arduino Mega 2564 und dem Ramps Shield entstanden einige Probleme. So war ein verfahren der X- und Y- Achse nicht möglich, da die Madenschrauben, die das Ritzel und den Schrittmotor verbindet sich gelöst hatte. Somit konnte die Kraftübertragung auf den Zahnriemen nicht gewährleistet werden. Nachdem dies Behoben wurde, verfuhren die Y- Achse sehr stocken, wie in Abbildung XX dargestellt ist. Um dieses Problem zu heben wurden zuerst die beiden NEMA 17 Schrittmotoren, die die Y- Achse antreiben, mit einem Geckodrive dem G201X Microsteper Drive und einem Arduino Mega 2564 überprüft, dies ist in Abbildung XX abgebildet. Bei der Überprüfung stellte sich heraus, dass die Schrittmotoren in Ordnung sind. Somit wurde das Problem des unsauberen Verfahrens nicht behoben.

Im Weiteren wurde, dann ein Video mit der oben beschriebenen Problemstellung an den Support von German RepRap zugeschickt. Der Support machte darauf aufmerksam, dass entweder die Achse der Schrittmotoren gebrochen sei oder die Pololus (Schrittmotortreiber) defekt sind.

Nachdem die Pololus durch neue ersetzt wurden, fand ein Testlauf aller Achsen statt, dieser zeigte, dass alle Achsen ohne Probleme verfahren konnten. Allerdings muss der Schrittmotortreiber der Z- Achse nochmal getauscht werden, da diese Achse sich nicht mehr verfahren lässt.

Überprüfung der Verkabelung der Schrittmotoren

Überprüfung der Verkabelung der Steuerbox

Fazit und Ausblick

Erfüllte Punkte des Projektes

Lernerfolge

Stolpersteine

Verbesserungsmöglichkeiten

Weiterführende Links

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 = Durchführung =
 === Überprüfung der Schrittmotoren ===
-Für das Ansteuern der Lego Mindstorm Motoren über den BrickPi entstanden einige Probleme. So ist es nicht möglich die Motoren über Matlab/Simulink anzusprechen, da es weder interne noch externe öffentliche Bibliotheken bzw. Toolboxen für den BrickPi gibt. Jedoch gelingt das Ansteuern der Motoren über C/C++ oder Phyton auf einer Linux Distribution (abgewandeltes Raspbian Betriebssystem von Dexter Industries: Tutorial unter weiterführende Links). Für die Bildverarbeitung wurde hierfür die Open Source Bildverarbeitungsbibliothek: OpenCV genutzt (Webseitenlink unter weiterführende Link). Dabei stellte sich heraus, dass die Kompatibilität zwischen der BrickPi- und OpenCV Bibliothek nicht gewährleistet war.
+Für das Ansteuern der der NEMA 17 Schrittmotoren über den Arduino Mega 2564 und dem Ramps Shield entstanden einige Probleme. So war ein verfahren der X- und Y- Achse nicht möglich, da die Madenschrauben, die das Ritzel und den Schrittmotor verbindet sich gelöst hatte. Somit konnte die Kraftübertragung auf den Zahnriemen nicht gewährleistet werden. Nachdem dies Behoben wurde, verfuhren die Y- Achse sehr stocken, wie in Abbildung XX dargestellt ist. Um dieses Problem zu heben wurden zuerst die beiden NEMA 17 Schrittmotoren, die die Y- Achse antreiben, mit einem Geckodrive dem G201X Microsteper Drive und einem Arduino Mega 2564 überprüft, dies ist in Abbildung XX abgebildet. Bei der Überprüfung stellte sich heraus, dass die Schrittmotoren in Ordnung sind. Somit wurde das Problem des unsauberen Verfahrens nicht behoben.
-Aufgrund dessen wurde die Motorsteuerung zunächst vernachlässigt und das Hauptaugenmerk auf die Bildverarbeitung in Matlab/Simulink gelegt.
+Im Weiteren wurde, dann ein Video mit der oben beschriebenen Problemstellung an den Support von German RepRap zugeschickt. Der Support machte darauf aufmerksam, dass entweder die Achse der Schrittmotoren gebrochen sei oder die Pololus (Schrittmotortreiber) defekt sind.
+Nachdem die Pololus durch neue ersetzt wurden, fand ein Testlauf aller Achsen statt, dieser zeigte, dass alle Achsen ohne Probleme verfahren konnten. Allerdings muss der Schrittmotortreiber der Z- Achse nochmal getauscht werden, da diese Achse sich nicht mehr verfahren lässt.
 === Überprüfung der Verkabelung der Schrittmotoren ===

3D-Druck mit dem German RepRap X400: Unterschied zwischen den Versionen