CURSO IMPRESIÓN 3D (III)

Actividades Enseñanza Secundaria
III Taller Impresoras 3D

IMPRESORAS 3D
FIRMWARE & SOFTWARE

Impresoras 3D : Firmware & G-codes
3
Firmware & Software
+12v
G-codes
STL
STL
G-codes

4
Firmware
Unión entre el hardware y el software de aplicaciones
• programa almacenado en el microcontrolador
• entornos tipo Arduino : lenguaje C
• contiene la configuración de la impresora
• ejecuta los comandos (G-codes) recibidos por
• puerto USB
• tarjeta SD
• controla los movimientos mecánicos
• mantiene las temperaturas de cama y extrusor
• verifica valores de seguridad para evitar daños
Diversas alternativas disponibles
• Marlin
• Sprinter, Repetier-firmware, otras ...

5
Firmware
Marlin
Disponible en multitud de referencias y versiones
• más utilizado actualmente
• requiere adaptación a la impresora
• ficheros configuration.h y configuration_adv.h
• memoria EEPROM incluida en el microcontrolador
Parámetros de Configuración
• impresora : cartesiana, Delta, otras ...
• dimensiones : X Y Z R
• placa electrónica : RAMPS, RAMBo, otras ...
• control PID para ajuste de temperatura
• parámetros de seguridad
• pantalla LCD para gestión autónoma de la impresora
• tarjeta SD para ficheros G-codes

6
Firmware
Marlin : Configuración ...
Características del hardware
#define STRING_VERSION_CONFIG_H __DATE__ xxxxxxx
#define STRING_CONFIG_H_AUTHOR xxxxxxx
#define BAUDRATE (velocidad puerto USB)
#define MOTHERBOARD (33) (RAMPS)

7
Configuración Marlin
Extrusores y Cama Caliente
Nº de Extrusores y tipos de Termistores
#define EXTRUDERS 1 (nº extrusores)
#define TEMP_SENSOR_0 1 (tipo termistor extrusor)
#define TEMP_SENSOR_BED 7 (tipo termistor cama)
// 1 is 100k thermistor - best choice for EPCOS 100k (4.7k pullup)
// 7 is 100k Honeywell thermistor 135-104LAG-J01 (4.7k pullup)
Temperaturas máximas y mínimas
#define HEATER_0_MINTEMP 5 (extrusor)
#define BED_MINTEMP 5 (base caliente)
• menor temperatura indica error (sin termistor)
• posible destrucción del hotend
#define HEATER_0_MAXTEMP 275
#define BED_MAXTEMP 120
• a mayor temperatura apaga la impresora

8
EndStops
Sensores inicio de recorrido (“home”)
• pasivos : #define ENDSTOPPULLUPS
• activos : // #define ENDSTOPPULLUPS
• abiertos/cerrados en reposo
const bool X_MIN_ENDSTOP_INVERTING = true / false
const bool Y_MIN_ENDSTOP_INVERTING = true / false
const bool Z_MIN_ENDSTOP_INVERTING = true / false
Final de recorrido
• por interruptores
// #define DISABLE_MAX_ENDSTOPS
• por software (habitual)
#define DISABLE_MAX_ENDSTOPS
#define X_MAX_POS XXX
#define Y_MAX_POS YYY
#define Z_MAX_POS ZZZ

9
Movimientos ...
Sentidos de giro ejes X, Y, Z y extrusor
• movimiento ordinario
#define INVERT_X_DIR true / false
#define INVERT_Y_DIR true / false
#define INVERT_Z_DIR true / false
#define INVERT_E0_DIR true / false
• desplazamiento a (0,0,0)
“casa”
#define X_HOME_DIR 1 / -1
#define Y_HOME_DIR 1 / -1
#define Z_HOME_DIR 1 / -1

10
Movimientos ...
Recorrido extrusor en ejes X, Y, Z
• dentro de la zona permitida
#define min_software_endstops true / false
#define max_software_endstops true / false
#define X_MIN_POS 0
#define Y_MIN_POS 0
#define Z_MIN_POS 0
#define X_MAX_POS XXX
#define Y_MAX_POS YYY
#define Z_MAX_POS ZZZ
#define MANUAL_X_HOME_POS 0 (“casa”)
#define MANUAL_Y_HOME_POS 0
#define MANUAL_Z_HOME_POS 0

11
Movimientos
Velocidad y aceleraciones
#define NUM_AXIS 4 (X, Y, Z, E)
#define HOMING_FEEDRATE {50*60, 50*60, 180, 0} (mm/min)
#define DEFAULT_MAX_FEEDRATE {500, 500, 3, 25} (mm/s)
#define DEFAULT_MAX_ACCELERATION {5000,5000,100,5000} (mm/s2)
#define DEFAULT_ACCELERATION 1500 (mm/s2)
#define DEFAULT_RETRACT_ACCELERATION 3000 (mm/s2)

12
Calibración : Pasos/mm
Configuración mecánica de la impresora
• engranajes, poleas, correas, métrica ...
• distintos factores de conversión entre
• rotación de los motores : grados, pasos
• desplazamientos lineales ejes X,Y,Z, E : mm
• ajuste crítico para un funcionamiento correcto
Calibración
• pasos de motor  desplazamiento de 1 mm
#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {80,80,4000,500}
• ejes X e Y : poleas dentadas y correas de transmisión
• eje Z : métrica de las varillas roscadas
• extrusor E : rueda dentada que arrastra el filamento
• ajuste experimental : prueba y error

13
Calibración del Extrusor
Ajustar flujo de plástico
• pasos/mm del motor
• proceso experimental
• ¡ muy importante !
DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT
{80,80,4000, XXX}

14
Process Variable
Temperature
Controller Output
Heat source
PV
Control de Temperatura ...

15
ON/OFF
• temperatura <> referencia
• enciende/apaga la resistencia
• error considerable
Proporcional-Integral-Diferencial
• corrección depende del error
• ajuste experimental previo
• calcular constantes Kp Ki Kd
• mayor precisión
Control Temperatura ...

16
Ajuste automático
• conexión vía USB a la impresora (Pronterface, Cura ...)
• comando M303 STTT (temperatura) para iniciar proceso (G-code)
• temperatura sube y baja varias veces ...
• al finalizar proporciona los valores de Kp , Ki y Kd
• se guardan en Marlin o EEPROM
Marlin
• configuration.h
#define PIDTEMP
#define DEFAULT_Kp Kp
#define DEFAULT_Ki Ki
#define DEFAULT_Kd Kd
• guardar modificaciones
EEPROM
• desde la pantalla LCD
Ajuste PID ...

17
Ajuste PID

18
Activación EEPROM
Necesaria para guardar la configuración en la memoria EEPROM
Activación de EEPROM en Marlin
// the microcontroller can store settings in the EEPROM
// M500 - stores parameters in EEPROM
// M501 - reads parameters from EEPROM
// M502 - reverts to the default "factory settings"
// define this to enable EEPROM support
#define EEPROM_SETTINGS
// to disable EEPROM Serial responses comment this out:
// please keep turned on if you can
#define EEPROM_CHITCHAT
Modificación de parámetros
• seleccionarlos en la lista que aparece en la pantalla LCD
• al final  guardar memoria
• algunos sólo pueden modificarse desde el código Marlin

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