Bộ não điều khiển hoạt động của máy in 3D
Bài trước mình đã giải thích cách thức để đầu phun tạo nên mô hình từ nhựa đúng không nhỉ. Vậy bài này mình sẽ giải thích làm thế nào để máy in 3D tạo nên mô hình với các kích thước, hình dạng được số hóa trên máy tính một cách chính xác nhé.
Các bạn có nhớ mình lấy ví dụ minh họa người thợ làm bánh kem không ? Bạn thấy những hình trang trí trên bánh kem đúng theo ý muốn của người thợ. Để làm được việc đó thì khi vừa bóp túi kem đôi tay người thợ phải di chuyển chính xác theo những hình trang trí mà người thợ làm bánh muốn. Máy in 3D cũng vậy để tạo nên hình dáng thì ngoài việc phun nhựa lỏng ra khỏi kim phun thì kim phun đồng thời cũng phải di chuyển chính xác theo biên dạng những hình được số hóa trên máy tính vậy chúng ta cùng tìm hiểu máy in 3D làm điều này như thế nào nhé.
I. Cơ cấu truyền động của máy in 3D
Máy in 3D truyền động bằng cơ chế dây đai ăn khớp với bánh răng gắn liền với trục của động cơ bước (trục X, Y) mỗi khi động cơ bước quay thì chuyển động qua dây đai tác dụng tới trục X và Y chuyển động tịnh tiến trên trục và ổ bi ( tiến hoặc lùi tùy thuộc vào động cơ quay thuận hay quay ngược). Tương tự với trục Z thì chuyển động được truyền bằng vitme (hoặc thanh ren)
Chi tiết về cơ cấu chuyền động thì mình sẽ nói chi tiết ở các bài sau, ở đây chúng ta có thể thấy để đầu in chạy chính xác được theo biên dạng của vật thể ta cần điều khiển được các động cơ bước ở mỗi trục (X, Y, Z) phối hợp với nhau chính xác. Để làm được điều này thì có 1 bo mạch có nhiệm vụ điều khiển chuyển động của các động cơ bước (step motor).
II. Bo mạch điều khiển Arduno Mega 2560
Bo mạch này điều khiển các động cơ bước như thế nào có lẽ các bạn cũng không cần phải tìm hiểu sâu vì công việc này chúng ta đã được hỗ trợ bởi dự án mã nguồn mở Arduino và Reprap. Mình sẽ giới thiệu sơ lược để các bạn tham khảo thôi nhé.
Arduino là 1 dự án mã nguồn mở miễn phí của cộng đồng lập trình dựa trên nền tảng ngôn ngữ C. Nó bao gồm 1 bộ phần mềm và các thư viện cần thiết được chia sẻ miễn phí để lập trình các bo mạch Arduino (Mega 2560 cũng là 1 trong số đó) có rất nhiều phiên bản như Arduino UNO, Arduino Mega …. Bản thiết kế của các bo mạch này cũng được chia sẻ miễn phí để ai cũng có thể tải về dùng mà không phải trả bất kỳ một khoản chi phí nào ( tất nhiên là bạn vẫn phải trả xiền linh kiện điện tử bạn mua để lắp thành bo mạch nhé ^ ^). Dự án Reprap sử dụng phần mềm điều khiển hay còn gọi là firmware Marlin được cộng đồng Reprap viết cho bo mạch Mega 2560 các bạn có thể tải tại đây .
Bạn có thể xem thêm về Arduino và Marlin tại đây : Arduino là gì ? tại sao Marlin firmware lại được xây dựng trên nền tảng Arduino
Nhưng tới đây chúng ta lại phát sinh 1 vấn đề , nếu bạn nào am hiểu điện tử thì sẽ biết bo mạch xử lý sử dụng điện thế, công xuất rất nhỏ (chỉ vài mA) trên các cổng điều khiển nên không thể nào điều khiển trực tiếp được các động cơ bước (Nema 17) to đùng đúng không nào ? Để giải quyết điều này ta có các bộ chuyển tiếp hay có thể tạm hiểu là khuếch đại các tín hiệu điều khiển thành công xuất lớn hơn rất nhiều lần dùng để điều khiển động cơ bước gọi là RAMPS Controller Board (viết tắt là RAMPS):
Các ô màu vàng chính là các mạch điều khiển động cơ bước (step driver A4988) tương ứng với các động cơ bước (step motor) của trục X, Y , Z .
RAMPS được cắm chồng lên trên bo mạch Arduno Mega 2560 như hình trên sẽ điều khiển chuyển động của đầu in , bàn in, nhiệt độ đầu in, bàn in … Nói chung là tất cả các hoạt động của máy in 3D sẽ được sử lý tại đây. Các bạn đã phần nào hiểu được cách thức máy in 3D vận hành như thế nào rồi nhỉ. Bài sau mình sẽ nói về cơ cấu chuyền động và khung máy cũng như các thành phần phụ máy in 3D
Xin chào và hẹn gặp lại các bạn trong những bài sau. Nhớ like fanpage để cập nhật bài mới sớm nhất các bạn nhé.
Nguồn : biên tập thietbiketnoi.com
Xem thêm:
