3D printing with Moveo

將BCN3D-Moveo結合ROS、Marlin以及 Ultimaker Cura，產生新型態的3D列印機

我們變更3D列印切片軟體Cura的列印機模型與列印空間，並將Cura與ROS中的逆運動學求解器(IK-Slover)整合，把Cura生成的笛卡爾座標系轉換成更機械軸的轉動角度，最終透過Marlin控制BCN3D-Moveo移動噴嘴進行3D列印

系統架構 System Structure

Demonstration

1. 產生g-code與模擬

• 1. 使用Cura(SPIE Lab version)產生g-code
• 2. 使用g-code模擬手臂列印
• 3. 使用笛卡兒座標模擬手臂位置
• 4. 使用各軸轉動角度模擬手臂位置

2. 實際列印

寶箱	摩艾石像	20X20mm方框(厚度0.6mm)

How to Use

1. 環境準備

• 1. 安裝ROS、MoveIt和trac-ik

     1. 安裝ros-melodic-desktop-full
        參考 ROS-melodic

     2. 使用原始碼安裝MoveIt
        參考 MoveIt

     3. 安裝trac-ik

        sudo apt-get install ros-melodic-trac-ik
        

• 2. 建立工作區 moveo_ws

  cd ~
  mkdir moveo_ws 
  

• 3. 下載3d-printing-with-movoe資料

  cd ~/moveo_ws
  git clone https://github.com/Szu-Chi/3d-printing-with-moveo.git
  

• 4. 變更資料夾名稱為src

  mv ~/moveo_ws/3d-printing-with-moveo ~/moveo_ws/src
  

• 5. 建構原始碼build source code

  catkin_make
  source ~/moveo_ws/devel/setup.bash
  echo "source ~/moveo_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
  

2. 安裝 Cura SPIE version

• 使用autoInstall.bash

  cd ~/moveo_ws/src/Cura
  bash autoInstall.bash
  source ~/.bashrc
  

or

• 參考 Running-Cura-from-Source-on-Ubuntu 手動安裝

3. 燒錄Marlin

• 1. 開啟Arduino ~/moveo_ws/src/Marlin/Marlin.ino
• 2. Tool->Board->Arduino Mega or Mega 2560
• 3. 按下上傳按鈕(Ctrl+U)

4. 開始列印

• 1. 開啟Cura

  cura
  

• 2. 放入要列印的STL
• 3. 按下Slice開始切片
• 4. 存檔並等待G-code生成
• 5. 開啟3D列印機
• 6. Prepare->Auto home->Home ALL
• 7. Print from SD
• 8. 開始列印

About Directories

CAD

我們更改過後的Moveo，變更內容如下:

• 1. 加上Titan擠出軸以及噴頭組
• 2. 移除木板，新增旋轉台底座
• 3. 變更3M2和4M(加上齒輪組)
• 4. 增進4M1D與3M2之間的穩定度
• 5. 在機構內部新增走線空間

BCN3D-Moveo 原始版本

Cura

我們更改過後的Cura，變更內容如下:

• 1. 新增列印機型 SPIE Joint Lab Moveo
• 2. 在機型為Moveo時，改變空間界線判斷方式
• 3. 在機型為Moveo時，連接ROS轉換座標與機械軸位置

Cura 原始版本

Marlin

我們更改過後的Marlin，變更內容如下:

• 1. 變更Mother Board Arduino腳位
• 2. 馬達歸位方式
• 3. 平面測量方式
• 4. Motion Planner規劃方式

Marlin 原始版本

circuit

• 1. Arduino 3D印表機擴充版電路圖及PCB layout
     RAMPSv1.6 原始版本
• 2. 馬達閉迴路控制板電路圖及PCB layout
     uStepper 原始版本

gcode_translation

將原始G-code的笛卡爾座標轉換成機械軸

moveo_moveit_move_group

ROS中用來測試Moveo動作、列印範圍及IK解答效能

moveo_moveit_config

使用MoveIt Setup Assistant設定Moveo的參數檔(如:各軸活動極限、虛擬機械軸、規劃運動群組...等)，此參數檔用於MoveIt

moveo_urdf

由SolidWorks外掛模組SW2URDF所生成的Moveo的URDF(Unified Robot Description File)

progressbar

在Cura切片時產生當前進度條

simulation

讀取G-code中機械軸的位置，利用Rviz模擬Moveo列印情況

Troubleshooting