自從我擁有了我的工業(yè)機(jī)器人，我就想嘗試用它進(jìn)行3d打印，這就是我們?cè)谶@里所做的。在這個(gè)項(xiàng)目中，我把我的工業(yè)機(jī)器人，ABB IRB6400，變成了一個(gè)3D打印機(jī)。

機(jī)械設(shè)計(jì)

對(duì)于這個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，我使用的是Creality Sprite Pro直接驅(qū)動(dòng)擠出機(jī)。為了將擠出機(jī)安裝到機(jī)器人上，我設(shè)計(jì)了一個(gè)支架和線軸支架，它們是用常規(guī)PLA塑料3d打印出來(lái)的。在這種情況下，用于容納擠出機(jī)的3d打印部件沒(méi)有問(wèn)題，因?yàn)閿D出機(jī)不會(huì)遇到任何過(guò)度的力(在正常情況下)，并且應(yīng)該只支持其自身重量和1KG PLA線軸的重量。該部件打印有5層外層(0.4mm噴嘴)和20%的填充。

電子產(chǎn)品

為了控制擠出機(jī)，我使用RAMPS 1.4板，結(jié)合arduino Mega。RAMPS板有點(diǎn)過(guò)時(shí)，但應(yīng)該足以控制擠出機(jī)。它只需要控制加熱器的溫度，一些風(fēng)扇和控制直接驅(qū)動(dòng)擠出機(jī)的步進(jìn)電機(jī)，目前它做得很好。沒(méi)什么好幻想的。

軟件

由于機(jī)器人的內(nèi)存太小(它最初使用軟盤驅(qū)動(dòng)器，機(jī)器人已經(jīng)26歲了)，我不得不創(chuàng)建一個(gè)程序，將坐標(biāo)逐行發(fā)送到機(jī)器人的控制器和RAMPS板。由于機(jī)器人的控制器使用的是ABB RAPID語(yǔ)言而不是G-code，所以我們還需要將G-code轉(zhuǎn)換為正確的格式。這也是由我的小程序完成的。g代碼本身是由普通的3d打印機(jī)切片機(jī)生成的，如Repetier Host， Prusa切片機(jī)，Orca切片機(jī)或類似的。

這個(gè)程序類似于我用我的機(jī)器人制作的cnc機(jī)器，但主要的區(qū)別是，我們現(xiàn)在還必須控制擠出機(jī)，并使其與機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)同步，這是項(xiàng)目中最難的部分。

使用cnc銑削程序，我可以在開(kāi)始時(shí)一次發(fā)送5條線，并將這些線緩沖在機(jī)器人控制器(ABB S4C)的輸入緩沖區(qū)中。我試著用這個(gè)程序做同樣的事情，但這導(dǎo)致了與擠出機(jī)的同步問(wèn)題。所以我必須將線條一條一條地發(fā)送給機(jī)器人和擠出機(jī)，而沒(méi)有在輸入緩沖區(qū)中緩沖線條。這導(dǎo)致了一些走走停停的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)打印更詳細(xì)的模型(如piet雕塑)有很多點(diǎn)彼此接近。這主要是因?yàn)闄C(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃器需要下一個(gè)點(diǎn)，以便在兩個(gè)點(diǎn)之間插入運(yùn)動(dòng)。然而，對(duì)于像花瓶模型這樣簡(jiǎn)單的模型來(lái)說(shuō)，這并不是一個(gè)大問(wèn)題。

即使所有的線條都被逐行發(fā)送到機(jī)器人和擠出機(jī)，我們?nèi)匀恍枰獙?shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器來(lái)同步運(yùn)動(dòng)。在機(jī)器人和擠出機(jī)的加速度設(shè)置也必須是一個(gè)精確的匹配，以便他們保持一定程度的同步。

三維掃描

為了測(cè)試機(jī)器人的極限，我決定3D掃描我祖父制作的雕塑(piet)，并嘗試用機(jī)器人3d打印這個(gè)模型。為了掃描雕塑，我使用了theRevoPoint Metro Y 3d掃描儀。這個(gè)模型非常詳細(xì)，正是我們測(cè)試所需要的。這個(gè)模型是按原始尺寸的20%打印出來(lái)的。由于模型中的細(xì)節(jié)和大量彼此非常接近的點(diǎn)，我們可以清楚地看到機(jī)器人的停和走的運(yùn)動(dòng)。這也導(dǎo)致了粗糙的表面光潔度。總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于一個(gè)26歲的機(jī)器人來(lái)說(shuō)還不錯(cuò)，但仍有一些改進(jìn)的空間。

未來(lái)的改進(jìn)

我們現(xiàn)在在機(jī)器人的打印質(zhì)量上遇到的問(wèn)題主要是由于在機(jī)器人的輸入緩沖區(qū)中缺少緩沖的線條。我希望發(fā)送所有的信息首先從計(jì)算機(jī)到機(jī)器人，讓機(jī)器人控制擠出機(jī)，而不是讓計(jì)算機(jī)發(fā)送線到機(jī)器人和擠出機(jī)。這樣我們就可以在機(jī)器人的輸入緩沖區(qū)中緩沖線條，并且在機(jī)器人設(shè)定速度時(shí)仍然保持機(jī)器人和擠出機(jī)之間的同步。

最終的想法

盡管這個(gè)機(jī)器人的年齡比我大，而且我用它來(lái)完成它從未設(shè)計(jì)過(guò)的任務(wù)，但它仍然取得了一些不錯(cuò)的成績(jī)。目前的打印效果還不能與市面上的3D打印機(jī)相提并論，但我認(rèn)為，通過(guò)更多的調(diào)整，我們可以得到更好的結(jié)果。

本文編譯自hackster.io