電纜驅動換刀器系統(tǒng)V2（E3D板兼容）

更新（2020年1月2日）：這個項目現(xiàn)在已經(jīng)被最新版本的Jubilee上的刀具更換器鎖定系統(tǒng)超越。對于最新的系統(tǒng)，請訪問github獲取最新的toolchanger打印部件、裝配itructio，甚至原始設計文件。這里的東西有點舊，但有用，僅供參考。
更新：盧克的實驗室提供了所有不可打印部件的完整套件。這個工具包跟蹤什么是目前最新的禧年項目。
更新：完全組裝扭鎖現(xiàn)在可以通過Tindie。
這是期待已久的續(xù)集，我原來的電纜驅動換刀系統(tǒng)，現(xiàn)在留下來僅供參考。
新功能
工具架現(xiàn)在兼容E3D工具板以及所有可打印工具板。（感謝開源出版物E3D！）
TMC2660鎖定檢測已被基于扭矩扳手的全機械鎖定機構所取代。這個更新的版本更可靠。
換刀器托架將直接栓接在倒置安裝的Hiwin（或仿冒品）MGN12H托架塊上。
工具板現(xiàn)在使用8mm螺紋鋼球（或膠合8mm無螺紋軸承球），以與使用相同尺寸球的E3D工具板兼容。
下載內容是什么
下載中包含了托架、鎖執(zhí)行器、駐車柱和工具板（用于帶螺紋V6熱端的Bondtech擠出機）的文件。
快速啟動
訂購mechanical vitami（不可打印部件）
用不銹鋼或鋁加工工具鎖緊部分（或有人為您制造？？）。這是車床的完美操作。
使用建議的設置打印零件。
激光切割的兩個激光切割件從德林。（不能進行3D打印。）
將鎖定/解鎖配置宏添加到3D打印機。在配置文件中添加軸。（請參閱下面有關軟件的說明。）
用裝配工具裝配鎖止機構和托架
工作原理（理論上）
定位工具
換刀器使用運動聯(lián)軸器連接和斷開刀具。結果是一個工具被放置在車架上（理論上）正好有6個接觸點。這種方式的耦合是非?？芍貜偷?。事實上，這種聯(lián)軸器的機械加工變體具有亞微米的重復性。我原來的系統(tǒng)可以在40微米內重復到同一個位置。我希望這個新的也能表現(xiàn)得很好。
使定位機構如此可靠的部分原因是，雖然它是3D打印的，但實際的配合面不是鋼就是不銹鋼。在這種情況下，聯(lián)軸器由3個鋼球（位于刀架上）和6個帶肩螺釘（位于托架上）制成。這種將庫存零件與印刷零件混合和匹配的概念，我稱之為“功能印刷”，但這種想法來源于RepRap時代，當時他們主要印刷的打印機的螺母和螺栓被稱為“vitami”
鎖定工具
鎖定工具現(xiàn)在是一個全機械解決方案。（我發(fā)現(xiàn)這個設置比我的fit-veion要可靠得多，fit-veion在TMC2660上使用了失速檢測信號。）
這種方法使用一種稱為串聯(lián)彈性執(zhí)行器的原理來鎖定工具。這意味著在控制電纜和拖動它的步進電機之間有一個串聯(lián)的伸出彈簧。在正常情況下，當步進電機旋轉時，小車扭鎖也會旋轉。當扭鎖鎖定在一個工具上時，一些有趣的事情發(fā)生了。通常情況下，這種情況會使電纜進入teion并使電機失速。但由于外彈簧位于這兩者之間，它會導致彈簧在電機繼續(xù)轉動時開始拉伸。隨著電機繼續(xù)轉動，扭鎖的扭矩也會增加。（旁注：如果我們使用F=kx測量彈簧的伸出量，我們實際上可以測量施加的扭矩。）最終，彈簧偏轉如此之大，以至于它使步進電機側的內部限位開關跳閘，軟件告訴它停止轉動。急板地！我們的工具鎖上了！解鎖只是一個相反方向旋轉的問題，直到我們在旋轉的另一側絆倒另一個限位開關。
完全還原
先決條件：
你應該了解如何通過平板印刷技術進行熱定型。
您將需要一個小的心軸壓具，以將定位銷pi全部壓入托架連接板?；蛘撸绻阈⌒牡脑?，你可以用夾子或虎鉗。
購物清單
一個鎖執(zhí)行器、一個托架、一個工具底板和一個駐車柱的所有零件都在該電子表格中
我正在做一個小的制造運行的工具鎖部分，甚至可能全套套件，如果有足夠的興趣。如果你想購買工具鎖或維生素套件，請?zhí)顚戇@張表格。
打印設置
打印顯示方向上的所有零件，6周長層，無支架。（額外的周長層對于剛性和正確安裝熱固性材料都至關重要。）
例外情況：工具板和風機風扇護罩應印有支架。
軟件配置
此系統(tǒng)設置為在Duet 3D打印機板上運行。為此，需要將限位開關連接器插入E0 endstop開關端口，在配置文件中添加“U”軸，并將刀具鎖定/解鎖宏上載到duet。此外，還需要在tfreeX.g、tpreX.g和tpostX.g文件中為使用的每個工具設置工具偏移量。請參閱配置文件存儲庫，了解如何執(zhí)行此操作，盡管您需要更改計算機的確切數(shù)字。
請注意，配置文件是為我的打印機型號Jubilee設置的。如果您正在構建一個Jubilee，我建議您關閉另一個（要發(fā)布的）Thingivee項目，而不是從這個項目開始。
常見問題
Q： 這和E3D有什么不同？
A： 好問題！在功能上，它們在相同的工具板上實現(xiàn)相同的目的。在這一點上，它們是等價的。在設計方面，這種設計最大限度地減少了加工零件的數(shù)量（只有1！）不影響性能。
就細節(jié)而言，有許多細微的差別。安裝時，聯(lián)軸器以較小的角度與定位銷pi嚙合，約40度為E3D的47度。這種變化，原則上，意味著鎖不需要施加太多的鎖緊力來固定工具。雖然E3D的v型槽部分，他們的工具板是硬化，使它不容易磨損，我的工具板的v型槽部分是打算三維打印coumables。它們在幾千次更換后就磨損了，但是它們很容易更換，而不需要重新調整刀具偏移。其中E3D使用基于位置的伺服（后來步進電機）鎖，我的使用基于扭矩的遠程驅動電纜驅動器。這樣做意味著無論槽中的微小差異如何，工具都應卷曲鎖定。最后，我的系統(tǒng)使用了一個彎曲的工具，而E3D使用磁鐵。
Q： 為什么不干脆用一個愛好伺服鎖工具？
A： 你可以，但你失去了一個經(jīng)典的功能，使這個系統(tǒng)如此脆弱。這是個難題。業(yè)余愛好伺服是基于位置的，這意味著你將需要撥在“甜點”的位置，你鎖你的工具。E3D的系統(tǒng)使用了一個基于位置的鎖定機制，并帶有一個附加的彈簧作為預載。在他們的情況下，這種設置工作得很好，因為他們的工作假設，他們的工具板將有效地永遠不會磨損。（考慮到鎖定楔片是硬化的，這是一個安全的假設。）在我的系統(tǒng)中，我希望能夠鎖定E3D的工具，但也鎖定PLA制成的鎖定板的工具。PLA做的工具板肯定會磨損的。更重要的是，工具板會以不同的速度磨損，這取決于工具被拿起的頻率，這種情況基本上取決于你打印的內容。
因為我想能夠拿起任何工具板，無論它是在它的磨損周期，我選擇了扭矩為基礎的系統(tǒng)。我的系統(tǒng)不是鎖定在設定的位置，而是鎖定在設定的扭矩。這使E3D的工具板和印刷工具板之間具有交叉兼容性，同時也使塑料工具板在開始磨損時仍能保持一致。
Q： 我能用波頓管代替彈簧導桿嗎？
A： 你可以試試，但我發(fā)現(xiàn)管子太硬，內部太大，無法工作。對于這個應用程序，Spring-guide比bowden-tunes工作得更好。我向你保證，如果你花35美元買一個10英尺長的線軸，你的機械裝置基本上可以“正常工作”而不需要任何調整。使這個系統(tǒng)如此輕便和快速的殺手特性是由于彈簧導軌。（相信我：如果波頓管在這種情況下工作，我會用它。）
待辦事項
鎖緊機構總成的操作已被詳細記錄，但擠出機總成、駐車柱總成和托架總成尚未完成。在此期間，我已經(jīng)包括完整的步驟文件。在此之前，請繼續(xù)關注！
未來
這個換刀工坐在我換刀3D打印機Jubilee的旁邊。Jubilee的CAD文件正在處理中。感謝大家的耐心等待！
期末筆記
有一些成本優(yōu)化的設計，我們可以做，但我會做他們在以后的時間。雖然一個機制的價格似乎很高，但它適合我目前的打印機1680美元的框架。
最后，雖然這個系統(tǒng)是功能完整的，并在我的打印機上工作，但它仍然是一個正在進行的工作，CAD文件可能會隨著時間的推移略有調整。
更新
2019年8月30日：增加小切口，為內部墊片留出更多空間。更新并重新發(fā)布CAD模型。
2019年9月1日追加利息表
2019年9月8日，v型槽鎖定板腔增加了0.8mm間隙，以便于拆卸工具鎖。