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3D프린터

[버섯] ANYCUBIC Kossel 3D 프린터 조립 팁 및 매뉴얼(조립&설정&펌웨어&구매) - Ver1.2

버섯돌이의 3D 프린터정리

Anycubic Kossel 3D Printer

Created Date: 2016.11.25
Modified Date: 2016.11.27
revision 1.2

[변경 내역]
2016-11-27 높이 및 레벨링 설명 추가
2016-11-25 셋팅쪽 요약 중

안녕하세요 버섯돌이 유재성입니다.

최근에 구매했던 ANYCUBIC Kossel 3D 프린터의 정보를 저도 가끔씩 확인해야 하기 때문에 블로그에 남겨 놓습니다.



[들어가며..]

델타 방식의 프린터는 오픈 소스를 이용해서 제조사마다 가공하기 때문에 제조사마다 조립 방식이 조금씩 다르더군요.

또한, 같은 제품의 경우에도 구매 시기에 따라서 업그레이드되기 때문에 그때그때 매뉴얼이 조금씩 다릅니다.


저는 아래의 ANYCUBIC 스토어의 Kossel Delta인 가장 저렴한 Pulley 제품을 구매했으며,

이 글은 제가 구매한 제품에 관한 내용이라서 다른 분들의 프린터와 다를 수 있으니 적절하게 참고하시기 바랍니다.

유사제품은 기본 맥락은 비슷하기 때문에 다른 벤더사 제품이더라도 어느 정도 이해하는데 도움은 되리라 봅니다.

http://s.click.aliexpress.com/e/aa2vZrBeE


참고로, 델타 방식의 경우 연산에 의존하기 때문에 아두이노를 이용할 경우에는 복잡한 연산의 출력물은

중간에 멈칫~ 할 수 있으며,  이로 인해 출력 실패로 이어지는 경우가 있어서 ARM 코어를 권장하더군요.


제가 구매한 배송비 포함 $150 전/후의 제품처럼 저가형 제품 중에 ARM 코어를 사용하는 제품이 있을지 모르겠으나

이 제품은 별도의 전용 보드라서 살짝 기대했는데 아쉽게도 이 제품도 아두이노 메가 2560 제품이더군요.

(시중에 판매되는 저가형 델타 방식의 3D 프린터는 특별한 경우를 제외하고는 전부 아두이노라고 생각하시면 됩니다.)


그리고 현재 할인 행사 중이라 동일한 프린터는 배송비를 포함해도 $150~$170정도에 구매가 가능합니다.

저는 당시에 레일 방식(Linear)을 구매하려다가 사정상 롤러(Pulley) 방시을 구매했지만 레일 방식을 권해 드립니다.^^;;;

지금은 롤러 방식과 레일 방식의 가격 편차가 좀 큰 편이지만 11.11 행사 대비 레일 방식의 가격 편차가 크지 않습니다.

http://blog.naver.com/dev4unet/220870774048


상대적으로 직결형보다는 델타 방식의 프린터가 조립하기 쉽다고 하는데 처음에 조립하면 모르겠지만...

개인적으로 롤러로 만들었다가 나중에 레일로 바꾸려면 엄청 귀찮을 것 같더군요.^^

일부 제품 중에는 롤러만 못한 레일 제품도 있다고 하지만 중국산 레일이 구려도 대부분 롤러보다는 좋다고 하네요.


모터 샤프트 체결 등 일부 찝찝한 부분이 있어서 정확한 증상은 모르겠지만..

레벨링 하려고 최대한 배드에 붙여 놓은 상태에서 가만히 놔두면 가끔 배드에 달라붙을 정도로 스스로 떨어질 때가 있더군요.

(다른 쪽 모터의 타이밍벨트 높이를 조정하고 있어서 그랬던 것인지 모르겠지만 비슷한 증상이 몇 번 있었음.)

그리고 최대한 배드에 달라붙게 만든 상태에서 0.1mm 단위로 이동을 할 때 안 움직이는 경우가 가끔 있었습니다.

그래서 그런지 몰라도 보정 중 최대한 종이에 달라붙게 설정값을 변경했는데 0.1~0.2mm 정도의 오차가 발생한 경우가 있더군요.

직결형과는 달리 연산에 의존하는 델타 방식의 특징이나 튜닝 프로그램의 동작을 이해 못 해서 그럴 수도 있을 것 같습니다.

레일 방식은 사용해 보지 않아서 모르겠지만 좀 더 편할 것이라 생각해 봅니다.^^;;


레일 방식이 롤러 방식보다는 소음도 적고 정교하기 때문에 개인적으로 자금이 된다면 레일 방식을 권해드립니다.

나중에 레일 부품을 별도로 구매하면 비싸더군요^^


참고로, 구매한 보드에 펌웨어는 최신 버전으로 세팅되어 있었습니다.



[매뉴얼]

제조사에서 제공하는 아래 자료들은 수시로 업데이트 된다고 합니다.

조립 영상 : https://goo.gl/wuR4xb

각 단계별로 애니메이션 움직임으로 상당히 상세하게 설명되어있습니다.


셋업 영상 : https://goo.gl/PhJ6Rs

펌웨어 설치 및 레벨링 등의 셋업 영상이 있습니다.

- 드라이버 설치

  3D 프린터 전원 연결 & USB로 PC와 연결하면 자동 설치 (실패시에는 SD 카드의 드라이버로 수동 설치)

- 아두이노 설치

- 펌웨어 업로드

  펌웨어.ino 파일 실행 후 아두이노에서 MEGA2560을 선택해서 펌웨어 업로드, 업로드 성공시 프린터 액정에 정보가 표시 됨.

  만약, 가장 하단에 "Err:MINTEMP" 발생 시 써미스터가 제대로 연결되지 않아서 발생하는 에러임.

  이 경우, 안전을 위해 모든 기능이 비활성화된다고 함.

- 높이(Z축) 보정 - Printrun S/W 이용

  구매한 제품의 출력 높이(Z축)를 세팅하는 과정으로 간단합니다.

  



- 레벨링 - Printrun S/W 이용 - 인내가 필요

  쉽개 생각했을 때 배드의 평평함을 맞추는 작업으로 X, Y, Z 모터 모두 교정해야 하니 인내가 필요합니다.

   


펌웨어 : https://goo.gl/Eu786T

수시로 펌웨어와 소프트웨어를 갱신한다고 합니다.



[조립 시 참고사항]

영상만 보고 조립하면 초등학생도 조립할 수 있을 정도로 제품은 간단하지만...

아무것도 모르는 상태에서 조립하다 보니 약간 실수한 부분들이 있어서 공유합니다.

중간중간 사진을 촬영하는 제 경우를 제외하고는 영상만 보고 조립할 경우 조립은 1~5시간 정도면 충분하리라 봅니다.


조립할 때 가장 힘들었던(?) 부분은 바로 좋은 도구의 필요성입니다.^^;;

기본 제공되는 육각렌치만으로도 조립에는 문제가 없습니다만 아래와 같은 홈이 파인 도구도 있으면 좋습니다.

없으면 조립할 때 헛돌아서 드라이버로 잡거나 다른 렌치로 눌러서 돌려야 하는 경우가 한두 번 있었습니다.

특히나, 육각렌치만으로 작업하니 사용하기 편한 도구들이 있으면 손이 안 아프리라 봅니다.ㅠㅠ



무엇보다도, 조립과정 중 태반이 프라스틱 케이스 안에 나사를 조여야 하는데 기본 제공되는 육각렌치로는 애로사항이 좀 있습니다.

 


메탈 재질을 서로 연결하는 삼각형 구조의 프라스틱 부품 안쪽에서 나사를 체결해야 하는 경우가 가끔 있습니다.

문제는 사진에 표시한 기본 제공되는 렌치의 짧은 부분이 높이가 타이트하게 맞는 부품이 있습니다.ㅜㅜ

즉, 공간이 비좁아서 다른 나사 때문에 육각렌치를 끼워 넣을 수 없는 경우가 생기더군요...

사진에 표기한 부분이 조금만 더 낮은 렌치가 있으면 엄청 편할 텐데 없으니 엄청나게 힘들더군요.

시중에 높이가 낮은 렌치가 있으면 이용하시고 없으면 싸구려 하나 사서 구부리는 것도 좋을 것 같습니다.-_-;;

억지로 끼워 넣거나 손으로 돌리면 돌아가는데 늙어서 그런지 몇 개하고 나면 장시간 손이 얼얼하더군요.ㅜㅜ


개인적으로 조립과정 중 제일 힘든 부분은 높이가 낮은 렌치의 부재였습니다.^^


조립은 대부분 상세한 영상이 제공되기 때문에 영상만 보면 됩니다.

다른 부품들은 워낙 직관적이니 어려움이 없지만 부품 중에 가장 어려운 부분은 나사의 크기입니다.



다행히, 부품에 파트 번호가 적혀있어서 초등학생도 충분히 조립 가능합니다.


대부분 영상만 보면 되는데 어떤 부위에 어떤 나사가 사용되는지 확인하기 위해 그때마다 매뉴얼 그림을 참고하면 됩니다.

예를 들면, 이런 식으로 어떤 나사가 어디에 사용되는지 확인하면 충분합니다.

 


그리고 실제 조립은 아래처럼 영상을 보면서 따라서 하면 끝~


메탈 재질이라 쇳가루가 조금씩 떨어지더군요.

그리고 나사 등에 기름이 묻어있어서 그런지 몰라도 친절하게 고무장갑도 제공됩니다.*^^*V




저는 잽싸게 착용했는데~ 중간중간 사진 찍으려고 벗을 때.. 엄청 귀찮더군요..ㅠㅠ

메탈 프레임이 연결되는 곳은 사진에 표시한 것처럼 느슨하게 조이시면 됩니다.

저렇게 공간을 많이 확보한 상태에서 메탈 프레임을 밀어 넣고 나서 나사를 꽉 조이는 방식입니다.


좌측 하단처럼 느슨하게 조였던 너트 속으로 메탈 프레임이 연결됩니다.



참고로, 매뉴얼에서는 잘 안 보이지만... 가운데 표시한 박스처럼 나사 머리가 보이는 부분이 하늘을 향한 상태로 조립하시면 됩니다.

상단의 경우에는 방향이 중요하지 않아서 그닥 중요하지는 않을 것 같습니다.

조립 중 가장 어려웠던 부분 중 하나는 삼각형을 만드는 작업이었습니다.ㅜㅜ




각각 한 방향만 연결된 프레임을.. 3 방향에서 조금씩 밀어 주면 됩니다.

ㅎㅎㅎ.. 힘을 조금씩 밀어 주거나.. 아예 3 곳을 잡고 동시에 밀면 잘 되더군요.

조립 중 가장 주의해야 할 것 중 하나는....

볼트를 너무 세게 조이지 마세요^^;;;


ㅎㅎㅎ.. 프레임이 최대한 흔들리지 않아야 좋을 것 같아서 꽉 조였더니..

프레임을 잘 보시면 가운데는 텅텅 비어있는데 위에서 너무 조이니 부러질 수밖에 없습니다-_-;;;

저는 3개 모두 박살 날 때까지도 모르고 계속 조였습니다.ㅠㅠ

스탭모터를 체결할 때 화살표로 표시된 무두 볼트 두 개를 조이게 되어 있습니다.



풋.. 영어가 안되니.. 그냥... 볼트를 조이라는 것으로 생각했었는데...

가만히 생각해 보니 사격형으로 표시한 샤프트를 자세히 보시면 완전히 원형이 아니라 한쪽 면이 넓적한 평면이 있습니다.

화살표로 표시한 무두 볼트 2개 중 하나는 반드시 샤프트의 평면을 바라보고 고정하셔야 합니다.
 

뒤늦게 확인해 보니 슬프게도 저는 3개 모두 동그란 면에 고정했더군요^^;;;

ㅎㅎㅎ.. 스태프 모터를 프레임에 체결하는데 몇 시간을 소비했던 관계로 다시 풀 생각을 하니 끔찍해서...

저는 그냥 패스했습니다.ㅜㅜ (이제는 조립까지 끝내 버려서.... 뒷탈이 없기만 기도합니다.)


더 있을지 모르겠지만.. 가장 마지막으로 한 실수 같습니다.^^;;

이펙터 조립 매뉴얼이나 영상을 보시면... 사진으로 표시된 전선이 보이지 않습니다.^^;;


선이 신경 쓰였으나... 사진이나 영상의 측면을 보니 똑같기에 선을 생략한 걸로 착각하고 일단 그대로 강행했습니다^^




하지만, 아래의 화살표로 표시한 부품을 넣는 순간...

공간이 너무 타이프하기 때문에 히트 로드와 써미스터에 연결된 선이 90도 이상 꺾이면서 끊어질 뻔했습니다.ㅠㅠ



아직, 전원을 넣고 테스트를 해 보지 않아서 어떤지 모르겠지만.. 무사하기만 기원할 뿐입니다.

뒤늦게 문서를 읽어 보니 이펙터 조립 매뉴얼의 첫 부분에 제거하고 작업하라고 나와있습니다.ㅠㅠ

그리고 나서 아래처럼 나중에 연결하면 됩니다.





이건 팁(?)입니다.

다른 제품의 영상을 보면 메탈 프레임 측면의 빈 공간으로 배선을 처리하던데...

이 제품은 메탈 프레임 정중앙의 빈 공간을 이용해서 리밋 스위치의 배선을 처리하고 있습니다.


그냥 선 두 가닥을 밀어 넣으면 잘 안 나오기 때문에....

실로 묶어서 뭔가 메달거나.. 저처럼 드라이버 비트 하나를 스카치테이프로 묶어서 집어넣으면 쏙~ 하고 나옵니다.^^;;
 

그리고 드라이버 비트를 잡아당긴 후 비트를 제거하면 되겠습니다.



스카치테이프라서 끈적하게 달라붙지 않고 살짝 당기면 빠지니...

한번 사용한 드라이버 비트의 테이프가 적당한 크기로 구멍이 형성되어서 3군데 모두 편하게 재활용이 가능합니다.^^

끝으로, 조금 고생(?)한 부분입니다만... 보드 자체에 드라이버 모듈이 장착되어있습니다.

영상을 잘 보시면 5개의 드라이버 모듈이 없는 상태로 조립하고 있습니다.

 


보드의 경우 기판 밑면의 납땜 때문에 플라스틱에 평평하게 달라붙지 않고 기울어지더군요.

특히나, 저 상태로 메탈 프레임에 끼워 넣으려고 하면 사각형으로 표시한 부분이 걸려서 들어가질 않습니다. --;;;

쿨~하게 표시한 부분의 드라이버 하나만 제거 후 넣으면 깔끔하게 들어갑니다.

그다음에 다시 끼워주면 되겠습니다.^^;;;



높이 보정..

3D 프린터를 조립하는 과정 중 사람마다 리밋 스위치의 설치 높이와 타이밍 벨트 등의 위치는 조금씩 바뀌게 됩니다.

이로 인해 조립이 끝나면 펌웨어에 설정된 높이와 실제 사용할 제품의 높이를 정확하게 보정하는 작업이 필요합니다.


보정은 배드 위에 종이를 올려놓고 Printrun 프로그램에서 Z 값을 0으로 줬을 때 노즐이 종이에 밀착된 상태에서

종이를 잡아당기면 약간의 저항이 느껴질 정도가 적당하다고 하네요.

(다른 외국 강좌를 보면 약간의 저항 상태보다는 조금 더 꽉~ 물고 있는 느낌이 날 때까지 세팅하더군요.)


따라서, 현재 조립된 상태를 기준으로 어느 정도의 보정이 필요한지 오차 값을 파악 후 펌웨어 소스를 수정하는 작업입니다.


Printrun 프로그램에서 G28 명령은 초기화로서 롤러가 달린 캐리지가 최 상위(리밋 스위치가 있는 꼭대기)까지 올라 갑니다.

따라서, 테스트하는 도중에 값을 잘 못 줘서 노즐이 심각하게 내려오면 얼른 프린터의 전원을 끄고

재 연결 후 G28을 입력하거나 좌측 상단의 양쪽 모서리에 있는 홈 버튼 이미지를 클릭하면 됩니다.


세부 이미지는 이 글에 포함하면 너무 지저분해질 수 있어서 간단한 과정만 요약했습니다.

나중에 필요하면 이 글에 포함하거나 아래 내용을 기반으로 별도로 글을 작성 후 링크를 걸도록 하겠습니다.


아래는 제 프린터의 높이 테스트 과정입니다.

G28

G1Z100           <-- 일단 100을 입력해서 대충 어느 정도까지 내려오는지 확인 함.

G1Z50

G1Z10

G1Z-10

G1Z-30


"G1Z-30"일 때 거의 종이에 달라붙어있어서 이때부터는 아주 조금씩 조심해서 값을 수정 함.


약간의 저항이 있을 정도의 높이까지 조정

G1Z-31

G1Z-32

-32였을 때 종이에 달라붙어서 종이를 뺄 수 없었음.


G1Z-31.5

G1Z-31.45

소수점 단위로도 미세하게 조정이 가능 함.


G1Z-31.4


제 경우 최종 값은 -31.4였을 때 원하는 위치에 도달했습니다.


Kossel의 기본 높이가 300으로 되어 있는데 제 경우 -31.4만 큼이 부족하기 때문에...

펌웨어에서 높이 값인 300을 오차 범위 31.4만 큼을 추가한 331.4로 소스를 수정후 업로드해야 함.

300 + (-31.4) = 331.4(보정할 수치)


보정완료



레벨링 보정..

레벨링 보정은 아직 개념을 제대로 파악을 못 해서 어떤 상태일 경우 어떤 모터의 값들을 바꿔야 할지 몰라서 상당히 어렵더군요.ㅜㅜ
쉽게는 높이를 보정해서 출력 높이를 정확하게 제어할 수 있게 되었지만 델타 방식은 3개의 모터를 사용합니다.
따라서, 배드의 모든 지점에 정확하게 도달해야 하지만 기본적으로 코너는 세로 높이 보다 더 멀기 때문에...
코너로 이동후 종이를 당겼을 때 저항이 느껴지지 않으면 보정이 필요하다고 합니다.
쉽게 생각해서.. 레벨링은 배드의 평평함을 보정한다고 보시면 되고 자주 출력하다 보면 평평함이 바뀌므로 가끔씩 보정해줘야 합니다.
3D 프린팅 시 제일 귀찮은 작업 중 하나가 아닐까 생각되며 이 부분 때문에 오토 레벨링이 필요한데 호불호가 갈립니다.

보정 방법은 각 모터의 타이밍벨트가 달려있는 벨트 텐션 상단의 리밋 스위치랑 접촉하는 나사(조립 시 8mm로 맞췄던)를 이용합니다.
사각 박스로 표현한 나사를 육각렌치로 돌려서 리밋 스위치와의 간격을 미세하게 조정해서 보정하는 방식입니다.




G28 명령은 홈 명령으로서 롤러가 장착된 캐리지를 시작 위치인 꼭대기까지 이동하는 명령입니다.
이때 상단에 장착한 리밋 스위치를 위 사진의 벨트 텐셔너에 장착한 나사가 누르면 시작 위치로 간주하고 멈추게 됩니다.
이 나사의 높이에 따라서 시작 위치를 미세하게 보정할 수 있기 때문에 작은 범위의 보정은 나사의 높이로 가능합니다.

보정 방법은 나사를 시계 방향으로 돌리면 나사가 안으로 들어가기 때문에 상대적으로 캐리지가 리밋 스위치에 좀 더 가까워집니다.
즉, 그만큼 높은 곳에서 시작하니 같은 거리를 입력할 경우 배드에서 멀어진다는 의미죠^^

쉽게 생각해서 노즐이 바닥에 너무 달라붙는다면 시계 방향으로 돌려서 배드와의 간격을 약간 멀어어지게 해야 하고...
반대로 배드와 간격이 크너무 다면 반 시계 방향으로 돌려서 최대한 배드에 달라붙게 만들어야 합니다.

벨트 텐셔너에 장착한 나사의 길이는 12mm짜리라서 보정 가능한 오차 범위에 제한이 있습니다.
만약, 보정해야 할 값이 클 경우에는 볼트 대신에 프레임 상단에 장착한 리밋 스위치의 위치를 변경해서 보정해야 합니다.
쉽게 생각해서 타이밍 벨트의 볼트는 미세하게 조정이 필요한 경우에 사용하고, 리밋 스위치는 대폭 수정해야 할 때 사용~

주의 사항으로는보정하기 위해 벨트 텐셔너의 볼트를 돌렸거나 리밋 스위치의 위치를 변경했으면...
매번 "G28"(홈) 명령으로 최초 위치를 다시 초기화 후에 제대로 보정되었는지 테스트해야 합니다.
위에서 설명드렸듯이 G28 홈 명령으로 시작 위치로 되돌아가야 리밋 스위치를 건드려서 시작 위치가 바뀌게 됩니다.
가장 꼭대기에서 가장 밑 바닥까지 내려오는 작업이라 인내력이 필요합니다.^^;;

별반 차이는 없을 것 같았지만 G28 명령으로 보정할 때마다 위치는 이동했었는데...
좌표 하나 확인하고 다음 좌표 값의 보정은 Z축만 살짝 올려놓고 보정 후...
G28로 되돌아가서 테스트하는 방식이었는데 몇 시간 동안 보정이 안돼서 삽질했었습니다.ㅜㅜ

문제가 생긴 축의 볼트를 보정하는데 엉뚱한 좌표에서 이상하게 동작하니 어떤 모터의 값을 조절해야 하는지가 애매하더군요.
우여곡절 끝에... 볼트 위치를 최초 조립 시의 높이로 초기화하고...
아래 명령을 하나 실행할 때마다 G28로 초기화 후 보정하니 보정이 되더군요.ㅜㅜ

아직도 제대로 이해가 안 되는 부분이지만.. 혹시 모르니... 귀찮더라도 돌아가는 길이 가장 빠른 길이라고...
보정하실 때에는 항상 G28로 초기화 후에 보정하시기 바랍니다.

아래는 제공된 영상 기준으로 3군데로 이동하면서 보정하는 예시입니다.
참고로, Z, Y, X 모터의 모서리로 각각 이동합니다.

G28
G28로 초기화

제일 먼저 (0,60,0) 좌표 노즐을 이동 함. - Z 모터쪽으로 이동 함.
G1Z0X0Y60
그리고 종이를 당겼을 때 약간의 저항이 느껴지면 OK


다음엔 (52,-30,0) 좌표로 노즐을 이동 함. - Y 모터쪽으로 이동 함.
G1Z0X52Y-30
그리고 종이를 당겼을 때 약간의 저항이 느껴지면 OK


마지막으로 (-52, -30, 0) 좌표로 노즐을 이동 함. - X 모터쪽으로 이동 함.
G1Z0X-52Y-30
그리고 종이를 당겼을 때 약간의 저항이 느껴지면 OK

레벨링 OK


마치며..

보시는 것처럼 조립 자체가 어렵거나 하지 않습니다..

그냥 조금 귀찮을 뿐이고.. 늦든 빠르든 깨우치는 부분이라 사전에 조금만 주의하시면 편하고 빠르게 조립이 가능하리라 봅니다.


저는 처음 조립하다 보니 혹시라도 누락된 부분이 있을지 몰라서 영상과 매뉴얼을 계속 확인하면서...

가끔씩 철 가루도 처리하고 사진도 찍으면서 만들다 보니 조립에만 19시간 정도가 걸렸으나...


만약, 저와 같은 판매자의 제품을 구매하시는 분이라면 편하게 영상만 참고하시고...

제공되는 매뉴얼에서 필요한 볼트 및 너트 번호만 확인하시면 1~2시간이면 충분하게 조립할 수 있으리라 봅니다.


같은 제품 이름이라고 해도 판매자가 다르면 제공되는 영상과 과정이 다를 수 있으니 적절히 참고하시기 바라며..

제가 설명드린 부분만 감안하시면 기분 좋게 만들 수 있으리라 봅니다.


그럼 다른 분들께 조금이라도 도움이 되었길 바랍니다.^^


본문 수정 시 가급적 공유한 곳의 글 들도 함께 수정하려고 노력합니다만 누락되는 경우가 많습니다.^^;;;

작성한지 오래된 강좌는 가급적 원본 글도 함께 참고 하시기 바랍니다.


[참고자료]

저가형 3D 프린터들 정리..

http://blog.naver.com/dev4unet/220858766934

: 후반부에 3D 프린터들의 주의 사항 및 몇몇 정보가 있습니다.


[목차] 알리익스프레스 (AliExpress) 쇼핑 방법 정리

http://blog.naver.com/dev4unet/220848682128


End.

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