2019年3月19日火曜日

Da vinci 2.0A RAMPS基板交換への道のり(1)コネクタ、配線の準備。

とうとう基板がダメになったので、生き残りをかけて、心臓部の移植に挑戦です。

基板そのままでfirmwareを書き換える方法もあるみたいですが、こちらは挑戦しませんでした。

Arduino Mega + RAMPS 1.4をポチ。


dual extruderが対応可能なA4988 5個付き、液晶コントローラーつきでこの値段です。

参考文献は主に


から。ここによれば、da vinciのRAMPS化をもってFrankenvinciと名乗るそうです。
2.0Aでもほとんどこのまま流用可能でした。

ハードウェアとしては、

各種ケーブルのコネクタ変換
エンドスイッチの交換、
エンドスイッチ固定用の治具作成(3Dプリンタを稼働させるために3Dプリンタがいる!)
テーブルのサーミスタ交換
ボードの取り付け

てところでしょうか。

コネクタは、あちこちで改修が必要でした。元の配線をなるべく変えないというポリシーのもと、

電源取り出し部 に 端子ハウジングセット 4接点のもの x2
ヒーター加温電源 エクストルーダーx2、にELコネクタもどき、ベッドは4P 端子台 
コネクタ変換:エンドスイッチ 3P 両端、3軸
コネクタ変換:ステップモーター 4線 5モーター
コネクタ変換;サーミスタ x3 (エクストルーダーx2、ベッド)

とりあえず基本機能として、いらなくなる配線は、

トップ蓋のオプティカルスイッチ
LED照明
ベッドのタッチセンサー?

エクストルーダからは、サーミスタ、ファンを別々に取り出し、フィラメントセンサーの配線は基板ごとっていうかエクストルーダーユニットごと交換となりました。

まずはコネクタ変換を作ります。RAMPS側は、これが合います、在庫あり。




本体側は、PHコネクタになっておりますので、


この辺をかき集めておきます。
熱収縮チューブで絶縁も。

電源の取り出しコネクタも、基板側のコネクタを外すのはためらわれたので、これを。

それから、エンドスイッチ側は、
在庫が、

こういう形だったので、それに見合うコネクタ


これの4ピンを三つ使います。(これも在庫あり。)

配線用に、


da vinci 2.0A エクストルーダー改造、動作確認まで。

前回の通り、エクストルーダーはホットエンドの加工を加えることで、実装可能になったものの、精度がわるく、フィラメント送りとの位置関係がずれているため、実用的ではなさそうなことが判明しました。

もともとのエクストルーダー


フィラメントガイドから、ノズルまでが一直線。あたりまえですが。

試作改造版

さっきと上下が逆ですが 0.3-0.5ミリぐらいのずれですが、致命的です。
フィラメントがほぼ送れません。インサートも困難であることがわかりました。

私の条件で、加工精度をあげるためには、金属加工を最小限にして、エクストルーダーユニットそのものを新規に作成したほうが良さそうです。

でこうなりました。形としてはほぼ完成です。




この場合、6Mタップ穴の間隔だけに集中してそのほかの部材は3Dプリンタの精度になります。

でもまだだめでした。下の写真のとおり、送りギアとの位置が合っていません。
ハンドタップが垂直でないため、また二つのノズルの高さを揃える調節がかなり難航します。

治具を作って
下穴用、5.5mm穴用、タップ用をこさえましたが、それでもいまいちです。

結局、ノズルの高さがもとより下の位置になる(相対的にZ軸の可動範囲が狭くなる)ことはやむなしとして、アルミ板は穴を二つ開けるのみとして、35.5mm間隔のみ。
上下ナットでスロートチューブを固定しました。
高さ調節は格段によくなりました。

以下は試作した形の数々です。ABS JGaurora A3Sでプリント。



のちに、基板交換のあと動作確認をしましたところ、問題なくフィラメント排出にいたり、一安心。最後の完成型の写真がありません。

空冷ファンをまだ取り付けていません。

フィラメントにも問題がありました。








2019年3月16日土曜日

da vinci 2.0A 温度が上がらなくなった顛末 基板損傷と判定。

かくして、フィラメントジャム多発機の対策として、

汎用ノズルを使いたい!→エクストルーダー改造か で試行錯誤中出会ったのですが
ついに内部の基板そのほかを開けてみることになりました。

蛇足ながら、本機の外装は結構簡単に外すことができます。

まず両外側の半透明の壁をばきっと外します。結構割れそうな音がしますが、今の所大丈夫みたいです。
上のふたをむしります。
前面の扉をむしります。
あとはT10ネジで後方のフィラメントカートリッジ受けを外すと、その下部分に基板が格納されています。
上前面の液晶の付いている部分も簡単に取り外せますが、ケーブルが付いているので今はそのまま。

基板全景です。

FW V1.0 B

F1.x F2.x Engne board F2 (Engneは誤植?)
3DP03-ES008
2014/08/01
JH M3 94V-0 とかかいてありますが全くなんのことやら。

ちなみに100Vが入力する電源ユニットは FLXA5201Aと。
検索するとPC用でしょうか、たくさんでてきます。コネクタが違います。


右側に USBと100V電源
左側は ヒートベッド電源、基板に給電するコネクタx2 上は12V Gnd 12V Gnd 下は12V 5V 3.3V Gnd

上側は右から、液晶パネルへのフィルムケーブル (青紫?)ベッドサーミスタ (グレー)カートリッジのICチップ (4色)Z軸ステップモーター、(4色)エクストルーダーステップモーター、(黄色)Z軸エンドスイッチ、(4色)エクストルーダーステップモーター、(茶色)内部照明LED、(青x2)ベッドセンサー(青x3)上蓋センサー、

下側 右から、エクストルーダからの7pin (配線は6pin)コネクタx2(ファンx2、サーミスタx2、フィラメント検知もしくは押し出しモーターの回転検知) (オレンジ)Y軸エンドスイッチ (4色)Y軸ステップモーター (赤)X軸エンドスイッチ (4色)X軸ステップモーター
そして、ホットエンドのヒーター行きのコネクタx2です。

当然、ヒーターのコネクタ周りから疑ってかかります。
エクストルーダー部分のコネクタは、断線、接触不良のレポートもあります。
コネクタ抜いて、ヒータの抵抗をテスターで計測しますが、
接触不良ではないようです。数オームを示しました。

電源を入れてヒーターの電圧など測定していると、なにやらぱちと機械の中で音が一度だけしました。
静電気かな?
もう片方のエクストルーダは使えそうなのだが、どうも片方でも温度が上がらないと、内部保護が働いて、印刷が開始できない模様。(詳細未確認)

また、いじっているうちヒーターの断線およびショートが混在していることに気づく。
写真の説明はありません。
原因か結果かは不明。
ヒーターから出ている線は、本来あんまり曲げ伸ばししないほうがよかったんでしょうね。

検索の結果、


写真の説明はありません。

によれば、12Vからヒーターに行く過程でチップ抵抗にみえているものはが基板実装ヒューズのようです。確かにこの前後で12Vが途絶えています。

da vinci 1.0ですが、このヒューズR271をショートさせることで復活した方がおられるようです。
ヒーターの電流はそれなりに流れると思われますが、

エクストルーダー周りをいじる過程で、ヒーターのケーブルをショートすることがそもそもの始まりで、基板のヒューズが切れたのではないかと推察。
結構あるあるなのかもしれません?

本機はdual 仕様なので、もしかすると、R271がもう一つのほうに行っているのか?
基板から回路を引き直すスキルは持っていないので、勝手な推測です。

ヒーターはすでに購入していたため、コネクタを切断して付け替えることで、新規に入れ替えが可能でした。
適当に小さな5Aぐらいのヒューズをリード線でつけてみましたが、なにぶん細かい部分で、ハンダつけすら綺麗にとはいいがたい状況。動作を検証するに至りませんでした。

電圧がかかっていることは確認できました。
フィラメントロードにすると、一応加熱は始まるのですが、
80度以上になりません。
ところで、今回交換したヒーターは、12V 35Wのもので、オリジナルと同じ仕様のはずなのですが、抵抗値は三倍ぐらいあります。
オリジナル 約4オーム、新規部品 約13オーム?
でショートしていたオリジナルの方を、配線を注意深く曲げて再度実装してみると、エクストルーダー1は加温せず、エクストルーダ-2の方につけると、今度は270度を超えてエラーとなります。

なにやら暗雲立ち込めています。

別の表面実装用のヒューズ買ってから、R272 271の部分の短絡にチャレンジすることにしました。


届いたチップと外したヒューズを(元の部品より大きかった!)






















つけてみましたが、状況は変わりません。初めて基盤実装部品を扱いましたので汚いですけど、電気的には繋がっているはずです。
同様の状況の報告は、海外のサイトにもあり、MOS FETかなにかがダメになったのではないかと、ありますが解決策は見つけられませんでした。
デタラメやってもダメですね。
基本的にはお手上げなのですが、
Frakenvinci化が最後の生き残りでしょうか

RAMPS control にチャレンジ、、か。







2019年3月13日水曜日

da vinci 2.0A ホットエンド、ノズルの汎用品交換

注:結果として、最終的には私の機械では、これを用いた運用が一応可能となっていますが、もし万が一、同じ工法でパーツ交換を行ったとした場合には、本体の基板、ファームウェアを書き換えないで使うときには、Z軸のエンドスイッチの調節が必要になると思われます。ご注意ください。


これが取り外したエクストルーダー。
ホットエンド兼ノズル部分は取り外してあります。

内部に小さな基板があります。



F2.X SENSOR board R5 2014/05/16とあります。

行き交っている配線は

□エクストルーダー1
ステッピングモーター
ヒーター 
サーミスタ
フィラメント検知?
冷却ファン

□エクストルーダー2
ステッピングモーター
ヒーター
サーミスタ
フィラメント検知?
冷却ファン

と盛りだくさんです。

モーターは4本1組でコネクタx2、ヒーターは耐熱?の被覆線で白と茶色のコネクタx2
そのほかは基板で4っつのコネクタでサーミスタ とファンの配線をまとめて、12pinのコネクタを介して、ひと束となって本体基板に繋がっております。(基板側は14pin)




XYZの内部回路では、フィラメントジャムが検知可能であったりするのでどこからか、なにか信号が出ていると思われます。

基板上の二つの黒いプラスチックはフィラメントガイドとともに、その存在を確認しているとおもわれる部品(U3,U4)オプティカルスイッチかな?が実装されています。

もう二つU1 U2の黒い部品があるのですが、これはフィラメント送りギアの受けに、黒い縞が書かれているので、これを検知する反射型フォトセンサーでしょうか。(確証はありません)


これがあるために、2.0Aは両方同じフィラメントいれないとだめとか、めんどくさい仕様になっている点は否めません。

キャリブレーションの際には、上下するベッド側についている青いリードがエクストルーダーとベッドの接触を検知しているものと思われます。

キャリブレーション機能をのこしたままの換装を考えたいところですが、ノズル先端の高さを変えずに、汎用にに変更することが可能ではないかと作業に映りました。
試しに着弾したスロートチューブ+ホットエンド+ノズルに換装してみました。(写真右側)


高さを変えないようにするにはエクストルーダの底のアルミブロックがホットエンドに接触し、このままではよろしくないような気がします。薄いアルミを加工してみては。で金属加工にトライです。

まずは、エクストルーダー底面を外します。T10のネジ4本で止まっています。
放熱板もネジで簡単に外せます。



こんなイメージです。




t5の15mm幅のアルミ板を近所で買ってきて(300円ぐらい?)
道具がないので金ノコで切断。
穴だけはボール盤を使用できました。
適当にくみあわせて、高さを揃えることを念頭に、下のナットをなくするために、アルミ板そのものにM6のタップを切りました。
横の固定のためにM3のタップを切りました。

心得のある方なら予想できると思うのですが、全く精度が出ません。
スロートチューブの穴、位置、間隔、ネジ切りの垂直度ともだめだめです。
横のM3タップにいたっては、欲張りすぎてハンドタップをなんども折る始末。
折れてしまうとそれ以上抜けなくなり、加工やり直しです。
しかも余計なことに、念のためと称して、ホットエンドにM2のネジ穴を切り、キャリブレーション用の出っ張りをつけたりしています。



それらしい形になってはいるのですが、実は、これ、はまりません。
四角いホットエンドが二つ並ぶと、本体側の樹脂のエクストルーダーを保持するパーツの穴から出せません。タイミングベルト側と干渉してしまいます。


また、この金属パーツは、黒い樹脂パーツの下2点、上2点の出っ張りに対して、穴が空いており、これがハマることで垂直を維持するようになっているようです。
穴が大きくなるとガタがでます。すべては加工精度の問題であります。

XYZ社の丸いホットエンド兼ノズルはこのためであったかと思いつくのですが、まだへこたれずに、ホットエンドを丸く削ってみました。
ノズル側はあまり削れるところがないので、ヒーター側の角をまるめてみたのです。
ベルトサンダーを借りたのですが、猛烈に摩擦熱が発生します。
危うくやけどするところでした。自己責任でお願いします。

(すでに汎用品ではなくなって最初のコンセプトからはずれ始めているのですが...ホットエンドそのものはあまり故障はしないだろう、ということで勘弁。)

なんとか実装できる形になりました。

ところが、全く表示温度が上がりません。

かなりめげています。
















da vinci 2.0A 不具合→エクストルーダー改造?

ノズルの不具合が不調(樹脂がでてこない)の原因であると判明した XYZ printing 社 da vinci 2.0Aです



いわゆる、ホットエンドとノズルが一体になった独自構造です。
後期の機種には、スロートチューブ内部にPTFE菅が入れられているようですが、2.0Aは金属のチューブです。
ホットエンド側は、ネジが細ピッチになっていたりします。
ヒーターは12V 35Wとうっすら書いてあり、2014 11月製みたいです。
 サーミスタ は形状は普通のものに見えます。詳細は接着剤で固めた奥なのでわかりません。

フィラメントが付着して詰まっているのですが、溶かして押し出すとこんな感じです。

この辺の樹脂を機械的に除去して、電源を入れて、フィラメントをロードすると、一回は印刷できるのですが、そのあとはもう固まってしまいます。
毎回掃除は極めて面倒です。


後から考えると、この時にあんまりごりごりやったのが状況を悪化させたのでしょう。

交換部品はエクストルーダー丸ごと交換か、e-bayで代替え品があるようですが、高価です。

アマゾンやアリエクには安いホットエンドやいろんなノズルがたくさん並んでいます。また、何と言ってもスロートチューブにPTFEが入ると、ノズルだけ洗浄ないし交換で済むのでは?と思ってしまいます。

ということで、いろいろ試してみるために、
ホットエンド、サーミスタ 、ノズル、スロートチューブをポチ。