3D pen based robotic printing

Abstract

The object of this project is to design an end-effector that allows mounting a 3D pen to a robotic arm, acting as a 3D printer. It has been developed a robust and lightweight support where the pen would be introduced. This support ensures that the pen remains stable during the movement of the robot. This device is intended to be easy to implement and compatible with various Yaskawa robotic arms that could be used in education or prototyping. The design includes a dedicated space for a servomotor that activates the pen’s extrusion mechanism. This allows the system to control when the filament is extruded based on programmed commands. Moreover, a filament presence is also integrated to detect if filament is being fed correctly. If the filament runs out, the system alerts the user so it can be replaced, helping to avoid failed prints. The operation can be partially autonomous, the robot can follow a defined path and print independently, or the user can choose to control the extrusion manually. This setup provides flexibility for testing, educational use, or small-scale functional prototyping.

Šio projekto tikslas – sukurti roboto įrankį leidžiantį pritvirtinti 3D rašiklį prie roboto rankos, veikiančios kaip 3D spausdintuvas. Jis buvo kuriamas kaip tvirtas ir lengvas laikyklis, kuriaame būtų tvirtinamas 3D rašiklis. Šis laikiklis užtikrina, kad rašiklis išliks stabilus roboto judėjimo metu. Šis įrenginys yra skirtas lengvai įdiegti ir suderinamas su įvairiomis Yaskawa robotinėmis rankomis, kurios gali būti naudojamos švietimui ar prototipų kūrimui. Konstrukcijoje yra skirta vieta servovarikliui, kuris aktyvuoja rašiklio ekstruzijos mechanizmą. Tai leidžia sistemai valdyti, kada išlydytas plastikas turi būti išspaudžiamas pagal užprogramuotas komandas. Be to, yra integruotas spausdinimo vielos jutiklis, kad būtų galima nustatyti, ar viela tiekiama tinkamai. Jei viela baigiasi, sistema įspėja vartotoją, kad ją būtų galima pakeisti, taip išvengiant nesėkmingų spaudinių. Veikimas gali būti iš dalies autonominis, robotas gali sekti apibrėžtą kelią ir spausdinti