LowCost Autoleveling System

Systeme für ein Autoleveling gibt es ja schon reichlich. Es gibt da z.B. die Näherungssensoren die entweder nur bei Metalloberflächen schalten oder solche die verschiedene Materialien erkennen. Dabei ist allerdings zu beachten, dass sich von Material zu Material der Schaltabstand ändern kann. Ebenso gibt es reichlich Ansätze mit einem Servo und einem mechanischen Taster. Der Servo schwenkt dabei üblicherweise den Taster über den Drucktisch um damit die Höhe anzutasten.
Oft ergeben sich dabei keine genauen Messungen weil das Spiel in der Mechanik des Servos die Messung ungenau macht. Zwar habe ich für mich eine "Servolösung" entwickelt bei der die Servomechanik keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit hat und es liefert damit sehr gute Genauigkeiten aber dennoch hat das System zwei Nachteile. Bei der Messung muss der Servo angesteuert werden und der Positionsunterschied von Düse zu Messpunkt muss bestimmt werden.
Ändert man etwas an der Düse oder am Hotend so passt das nicht mehr.
Aus diesen Gründen bin ich immer noch auf der Suche nach einem universellen Ansatz der möglichst all diese Nachteile nicht hat, einfach im Aufbau und auch möglichst kostengünstig ist, also die "eierlegende Wollmilchsau".
Angeregt durch die Projekte von
Chattermark: Lösung von Chattermark
und ronnywa: Ansatz von Ronny

möchte ich hier eine Variante vorstellen die extrem einfach im Aufbau sowie billig ist und ohne die oben beschriebenen Nachteile auskommt.

Prinzip:
Das Hotend wird in Druckteilen federnd gelagert die in X-/Y-Richtung möglichst starr sind und in Z weich ausgeführt werden.


Mein erstes Muster ist so ausgelegt, dass es direkt auf den Schlitten des Sparkcube V1.1 geschraubt werden kann. Da ich nur einen E3D direkthotend besitze jedoch mit einem Bowden arbeiten möchte kann im oberen Bereich noch eine Kupplung geklemmt werden. Bei ca. 200g öffnet der elektrische Kontakt links.





Da der Drucker in den das System eingebaut werden soll noch nicht fertig ist konnte ich das Verhalten beim Druck noch nicht testen.
Die erforderliche Schaltkraft ist mir auch noch zu hoch. Da geht bestimmt noch was.
Evtl. könnte die Konstruktion auch noch so vereinfacht werden, dass auf der zweiten Seite auch noch ein Federelement sitzt und kein Magnet.

Anregungen und Verbesserungsvorschläge erwünscht!

LG

Wolfgang

Moin,

hast du nen Dremel, wenn ja schleif mal ne spitze an die Schraube.
Ich denke das es damit weniger Kraft wird.

Gruß Ronny

Dremmel hab ich! Dremmeln kann ich!
Das bringt bestimmt was.
Da ohne Magnet ja schon 120g erforderlich sind sollte der Federteil noch dünner ausgeführt werden oder die waagerechte Lasche etwas länger damit sie weicher wird. Wir sollten so insgesamt 50g bis 100g anpeilen.
Wenn es zu wenig ist könnte ich mir Messfehler vorstellen falls noch Filament unter der Düse ist.
Sind deine Drucke schon fertig?

LG

Wolfgang

Gerade auf 0 gefahren.
Abkühlen lassen zusammen bauen und ab auf die Wage und die Kraft bestimmen.
Ja 50g klingen gut.
Kannst dan eh nur mit heißen Hotend messen, da drückt es das Filament weg, das passt schon.

Hallo Wolfgang,

Gute Sache! Abo!

Vielleicht kannst du den Hebel zum Schaltkontakt noch etwas länger machen, damit früher ausgelöst wird. Eine "weichere" Lösung würde ich eher vermeiden. Je labiler dein federnder Bereich ist, desto leichter kann er sich auch in sich verdrehen -> seitliche Auslenkung.

Viel Erfolg!
Stefan

So fertig. Bin bei ca. 100g.
Morgen mal an den Drucker bauen und test.
Spiel kann ich keins feststellen.

Gruß Ronny

Hört sich gut an!
Hast du nochmal Bilder wo der Aufbau genauer zu sehen ist.
Bei den beiden Fotos sieht man nicht sehr viel.

LG

Wolfgang

klar mach ich morgen.
mag heute net mehr, geh jetzt pennen.

Gruss Ronny

Ok, da geh ich auch gleich hin! Dann treffen wir uns ja!

LG

Wolfgang

Moin,

hmm naja so wirklich geht die überarbeitete Version nicht.
Dadurch das der Hebel jetzt kürzer ist brauche ich zuviel Kraft um den Kontakt zu öffnen.
Das Problem bei meiner Variante ist, das ich die gerade aufsetz Bewegung in eine Kippbewegung wandeln muss.
Das braucht zu viel Kraft.
Wenn das Hotend schon schräg steht, geht es schon mit 100g auf der Wage.

Gruß Ronny

Hallo Ronny,

habe gerade eine Version konstruiert bei der beide Seiten federn. Bei Druck bewegt sich die Düse nur in Z und kippt nicht.
Ich glaube ohne FSR ist das mit einer Kraft von 50g nicht zu erreichen.
Wenn das Hotend allein schon 80 bis 100g wiegt dann kann die erforderliche Hubkraft nicht darunter liegen wenn es sich wirklich bewegen soll.
Beim FSR muss es sich nicht bewegen sondern es genügt ein Kraftunterschied auf dem Sensor!
Evtl. könnte man versuchen mit einer Art "Wippe" die Gewichtskraft des Hotend auszugleichen aber dann genügen schon feinste Z-Bewegungen und das Teil schwebt quasi! Das ist bestimmt nicht gut!
Bei Verwendung eines FSR wäre natürlich der Vorteil von lowcost dahin aber wenn es funktioniert, universell ist, einfach an viele Drucker angebaut werden kann, die Teile einfach gedruckt werden können.....

LG

Wolfgang

Hi Wolfgang,

das FSR bietet natürlich viele Vorteile außer der Preis.
Der Größte ist natürlich das ich keine Bewegung brauche.
Habe jetzt die Feder getauscht und bin bei 400g.
Wobei mir das system jetzt eigentlich zu weich ist, ich werde es mal beim druck testen.
Aber ich denke das Hotend kippt weg.

Gruss Ronny

Also die FSR sind verdammt sensibel. Wenn ich einen halben Meter vor meinem Drucker stehe und mit dem Fuß etwas fester auf den Boden auftrete, dann registrieren die Sensoren unter dem Druckbett das schon. Der 4mm Sensor kostet 5,72€. Mit einer "Minimalstversion" meines FSR-Boards denke ich, daß man für euren Fall die Elektronik inkl. Sensor und einer Debug-LED für max. 15€ realisieren könnte. Größe läge dann bei ca. 33x18mm und ca. 15mm Höhe.

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Microsoft MVP in den Kategorien DirectX/XNA * Visual C++ * Visual Studio and Development Technologies seit 2011

• Mein Erster (RAMPS 1.4, Selbstbau WolfStrap-Derivat mit Linearführungen, Wade Extruder und E3D lite6 Hotend)
• Cub44 (Selbstbau Dual Wire Gantry Derivat mit Zahnriemen und Linearschienen, RADDS 1.5 und DUE, Custom Hotend - E3D like, Compact Bowden Extruder)
• HexMax (sechseckiger Delta (eigenes Design) mit Druckraum 300mm Durchmesser und >=400mm Höhe, RADDS 1.5, 24V, Custom Hotend, Compact Bowden Extruder)
• P3Steel Toolson MK2 - Keine Zeit zum selbst planen ;-)

Andere Projekte: FSR Board (ABL-Sensor-Platine inkl. Firmware) * ThirtyTwo (32Bit RepRap-Firmware)

Hi Glatzemann,

ja da braucht es nicht viel.
Einen Widerstand ne Arduino mit 3.3V und ne Schaltschwelle programmiert.
Oder eigentlich könnte der Due und Radds gleich mit machen. Wenn ich den FSR an einen Tempeingang hänge?
Ich wollte halt ne Lösung ohne Zusatz Elektronik.

Gruss Ronny

Hab das gerade nochmal gelesen.
Es war nicht böse gemeint Glatzemann, danke fürs Angebot.
Aber wenn FSR dann gleich im Bett also dein komplett Paket.

Gruss Ronny

Also die Elektronik inkl. Prozessor würde ich selbst realisieren.
Ich arbeite viel mit speziellen PICs, der PICAXE-Familie. Da hab ich noch jede Menge und Ausführung hier rum liegen.
Zwar denke ich nicht, dass es genügt einfach einen Grenzwert abzufragen aber die Programmierung sollte kein Problem sein.
Einen Sensor hab ich auch schon hier weil ich gerne mal damit rumexperimentieren wollte.

Der Druck für meine neue Testversion läuft.

LG

Wolfgang

Ok Wolfgang bin auf den Druck gespannt.
Bin immer noch für die einfache Lösung.

Gruss Ronny

Moin moin aus HU.
Ja, ein paar Sensoren habe ich hier auch schon liegen zum Rumprobieren. Meine Idee ist, keinen Schwellwert zu nehmen, sondern eine Änderung im Drucksensor, egal bei welcher Belastung. Dann mit einem Schmidt-Trigger das Signal auf den Z-min geben.
Aber erst einmal muss mein Drucker wieder gehen.

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Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
Meine Seite
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Quote
Fridi
Meine Idee ist, keinen Schwellwert zu nehmen, sondern eine Änderung im Drucksensor, egal bei welcher Belastung.

Ich denke das wird ein Problem geben, das er bei jeder Vibration auslöst.

Gruss Ronny

Moin moin aus HU.
Dann muss man die Änderung halt kalibrieren, damit das Rauschen ausgeblendet wird.

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Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
Meine Seite
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Ich denke ein gleitender Mittelwert sollte stabile Ergebnisse liefern.
Den Schaltabstand würde ich über ein Poti einstellbar machen wollen.

LG

Wolfgang

Hier mal ein Versuch mit beiden Seiten als Federelement.
Leider etwas unscharf aber man kann es hoffentlich erkennen?


Inkl. der Eigenmasse von 70g bewegt sich das Hotend bei ca. 150g sichtbar. Elektrisch hab ich es noch nicht getestet.
Ich setzt mir jetzt erst mal ein lustiges Hütchen auf und feiere Sylvester!

Also, in diesem Sinne, habt alle einen schönen Abend und morgen nicht zu heftige Kopfschmerzen!

LG

Wolfgang

Schaut gut aus.

Ich wünsche Euch auch allen nen guten Rutsch ins neue Jahr.
Feiert schön rein.

Gruss Ronny

Schaltet elektrisch bei insgesamt 100 bis 130g mit Briefwaage gemessen!

LG

Wolfgang

P.S. Jetzt aber wirklich....Silvester....!

Moin und ein gesundes neues Jahr,

das ist doch schon ein sehr guter Wert.
Wie dick ist das Federelement jetzt?
Gefällt mir muss ich auch testen.

Gruß Ronny

Hallo Ronny,

die Laschen haben eine Dicke von 2mm.
Das Teil werde ich jetzt auch am Drucker testen.
Noch eine kleine aber wichtige Änderung mache ich noch von Hand.
An Stelle der beiden, mittigen "Kontaktschrauben" baue ich 4 im Quadrat ein. Also 4 Bohrungen 2,5mm machen und Schrauben M3 eintrehen.
Dann, die verlötete Stelle des Kupferbandes wieder trennen.
Die Kontakte werden dann in Reihe geschaltet.
Kannst du dir das vorstellen? Falls nicht dann bitte kurze Rückmeldung!
So bald einer der 4 Kontakte öffnet wird geschaltet.
Davon verspreche ich mir eine sensiblere Schaltung.
Außerdem verhindern die quadratische Anordnung das Kippen den Hotend beim Drucken (jedenfalls in der Theorie)

Da die gesamte Federwirkung als auch die Stabilität beim Drucken in den beiden symetrischen Teilen steckt hängt alles vom Material und infill ab.
Ich habe es mit ABS und 30% infill gedruckt.

Bau das doch mal auf und drucke damit! Bin schon sehr gespannt was du dazu sagst!
Falls es grundsätzlich funktioniert geht es an die Feinheiten:
- Material der Kontaktpunkte optimieren: die Stahlschrauben auf Kupfer ist auf die Dauer sicher nicht optimal da beide Materialien zur Oxidation neigen.
Gut wäre Gold - Gold.

- Form der Kontaktstifte: abgerundet oder eher mit einer leicht abgeflachten Spitze

Achte bei deinen ersten Tests darauf, dass die beiden Flächen wirklich metallisch rein sind also evtl. mit Stahlwolle reinigen.
Bei Gold würde sich das später natürlich erübrigen.

Mit welcher Geschwindigkeit druckst du eigentlich so?

LG

Wolfgang

Quote
derschutzhund

An Stelle der beiden, mittigen "Kontaktschrauben" baue ich 4 im Quadrat ein. Also 4 Bohrungen 2,5mm machen und Schrauben M3 eintrehen.
Dann, die verlötete Stelle des Kupferbandes wieder trennen.
Die Kontakte werden dann in Reihe geschaltet.
Kannst du dir das vorstellen?

Ja weiß was Du meinst. Ich hatte auch Versuche gemacht mit einer Kontaktbrücke aus Kupferband.
Ich passe das jetzt mal für meinen Schlitten an und Drucke es dann.
Druckgeschwindigkeit liegt bei 60mm/s auf xy 3mm/s auf z.
Goldkontakte währen optimal muss man dan mal sehen was man nimmt.
Dauert jetzt bei mir eine weile weil ich auch nen neuen schlitten drucken muss der etwas universaler ist.

Gruss Ronny

Für jeden Versuch einen neuen Schlitten drucken ist wirklich nicht sehr wirtschaftlich!

Eigentlich würde ich gerne parallel zu diesem Ansatz auch noch einen Aufbau mit FSR testen wollen!

Eine Frage dazu an die FSR-Experten:
- Ist es grundsätzlich besser bei Entlastung oder bei Belastung schalten zu lassen?
- Gibt es vielleicht dazu schon einen simplen Aufbau für das Hotend mit FSR? Also evtl. ähnlich dem hier beschriebenen Lowcostaufbau?

LG

Wolfgang

Quote
derschutzhund
Für jeden Versuch einen neuen Schlitten drucken ist wirklich nicht sehr wirtschaftlich!

genau, jetzt wird es besser.

Gruss Ronny

PS. Schlitten ist gleich fertig, ist mein bis jetzt bester Druck mit schwarzen ABS.

Hallo Wolfgang,

also der Aufbau ansich geht.
Jedoch mit den 4 Kontakten kann man die Empfindlichkeit sehr schlecht einstellen.
Ich werde morgen mal eine Kontaktierung als Dreieck machen. Das Dreieck kan nicht kippeln und es sollten alle schrauben
immer Kontakt haben.
Wenn das dann geht mache ich einen Probe Druck aber ich denke das es so geht.

Das ist doch ein guter Start ins neue Jahr.

Gruss Ronny