Kubik vs Roberto - budowa 6DOF

[etet100]

19 godzin temu, kubik napisał:

Dowiedziałem się czegoś nowego odnośnie łożysk 😎 Są one tak zaprojektowane, że domyślnie mają pewien standardowy luz, który eliminuje się poprzez wprowadzenie do układu wstępnego obciążenia. Mówiąc krótko, aby pozbyć się luzów łożysko przy montażu trzeba zgnieść przeciwnymi siłami:

Ale to są łożyska skośne. One tu chyba nie bardzo mają sens.

[kubik]

@etet100No faktycznie. Podmieniłem obrazek, teraz chyba(?) jest dobrze.

[etet100]

A kto ich tam wie. 

Jakie jest oznaczenie tego dużego łożyska? Słabo widać na zdjęciu.

[kubik]

6806 2RS, wymiary 30x42x7 mm

Wszystkie inne mamy z blaszkami (ZZ) ale tutaj akurat z takim, gumowym chyba, uszczelnieniem się trafiło.

Edytowano 10 stycznia przez kubik

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[kubik]

Dnia 8.01.2024 o 21:39, etet100 napisał:

Może jest wystarczająca o ile koło wykonane jest "zgodnie ze sztuką". Tu mamy przypadkowy materiał, przypadkową technologię wykonania, przypadkowe tolerancje, przypadkowo sposób osadzania. Ma niestety prawo działać nieco gorzej niż planował producent.

Przeprojektowałem jeszcze hub na osi silnika. Jak kolega pisał jest to "być albo nie być projektu", chcę być więc w 100% pewny że nie będzie sprawiał problemu. Otwór jest zaprojektowany o średnicy odpowiadającej dokładnie średnicy osi (w praktyce wydruku 3D więc odrobinę mniejszy), ale ma dodany "relief" który pozwala mu się rozszerzyć. Dodatkowo hub ma zwiększoną średnicę i wysokość i zamiast pinów M3, oś jest dociskana dwoma pinami M4.

Hub przechodzi teraz hardcorowe testowanie 🙂 

https://youtube.com/shorts/vpE9DFHSi04

I wygląda na to, że zdaje egzamin, po 30 minutach Hub wygiął śrubę 😂

Edytowano 15 stycznia przez kubik

[kubik]

Proszę Państwa, mamy to! Po wielu problemach, iteracjach i kolejnych prototypach, powstała w pełni działająca, kompaktowa, precyzyjna przekładnia paskowa wydrukowana w 3D. Prawdę mówiąc miałem nie tak dawno moment zwątpienia, że to się nie uda, bo ciągle coś było nie tak. Okazało się, że to zwątpienie przyszło na krótką chwilę przed sukcesem. Ufff 🙂

Przekładnia składa się z 14 elementów drukowanych i 43 śrubek, łożysk, nakrętek itp. Łącznie 57 elementów. I działa cudownie. Przypominam, że jest ona elementem osi A5 robota. Wszystkie pozostałe osie będą zrealizowane raczej w prostszy sposób (będą większe gabarytowo i bardziej toporne), chyba że znowu mnie ambicja poniesie 😉 

Tutaj test pracującej przekładni z obciążeniem roboczym:

W zasadzie zero luzu, powtarzalność w punkcie pomiarowym (10cm od osi) na poziomie 0.005mm 😄 

Silnikiem krokowym, poprzez driver TB6600, steruje Arduino z biblioteką AccelStepper. I tutaj miałem śmieszny problem - silnik krokowy po zmianie kierunku obrotu z CCW na CW robił zawsze jeden dodatkowy krok w starą stronę. Wynikało to z tego, że AccelStepper ma bardzo krótki czas pomiędzy zmianą sygnału na pinie DIR, a wysłaniem impulsu do zrobienia kroku. Najwyraźniej dla TB6600 dzieje się to zbyt szybko, ledwie 10µS:

Rozwiązałem to w ten sposób, że w programie ręcznie zmieniam stan na pinie DIR, czekam milisekundę i dopiero wtedy oddaję AccelStepper kontrolę nad silnikiem. Głupio, ale działa. Co ciekawe, ludzie zgłaszali to już z 5 lat temu, i do tej pory nie zostało poprawione.

[etet100]

W jakim cadzie ten projekt powstaje?

[kubik]

Onshape

[Treker (Damian Szymański)]

@kubik gratulacje, dobra aktualizacja 🚀 Z ciekawości - dlaczego Onshape? Jak wrażenia? Nie korzystałem z tego programu, a coraz częściej trafiam na niego w różnych miejscach.

[kubik]

@Trekerprzypadkowy wybór, bo był za darmo i po prostu wpadłem na niego w wyszukiwarce czy tam na reddit może; a wcześniej nie używałem żadnego CAD 3D.

Wydaje się, że to był jednak dobry wybór - nie miałem żadnych problemów się go nauczyć, w zasadzie odpaliłem i bez problemu zacząłem od kopa projektować. Do tego FeatureScript który pozwala mi zaprogramować to czego nie ma sensu rysować ręcznie, albo co musi być mocno zautomatyzowane.

Edytowano 21 stycznia przez kubik

[kubik]

OK, czas na kolejny element robota. Żeby nie było nudno przeskakuję teraz do podstawy, czyli osi A1. Tutaj jest fajnie, bo ani nie zależy nam na małej masie (wręcz przeciwnie), ani na szczególnie małych rozmiarach.

Próbuję policzyć jaki moment jest potrzebny aby obracać całym ramieniem. Ponieważ nie ma tu żadnego podnoszenia ciężarów, to moment będzie zależał przede wszystkim od momentu bezwładności ramienia (I) i przyspieszenia kątowego jaki chcemy osiągnąć (a).

Momentu bezwładności nie potrafię policzyć 😂 Za dużo kształtów, więc uproszczę to na maksa. Skoro ramię ma mieć maksymalny zasięg 30cm, to.. podwoję to na początek do 60cm, a co. I przyjmę, że ramię to jest jednolity pręt, o równomiernie rozłożonej masie. Masę ramienia wraz z ciężarem roboczym szacuję na 6kg (silniki, łożyska itd.). Wtedy moment bezwładności będzie wynosił:

I = 1/3 * 6kg * 0.6m^2 = 0.72 kg*m^2

Przyspieszenia kątowego tak w zasadzie to też nie potrafię policzyć. Ale chcę aby pełny obrót (360° czyli 2π radianów) trwał 3 sekundy. To wtedy przyspieszenie:

a = 2π/3 rad/s^2

No to w takim razie wymagany moment obrotowy będzie równy:

τ = I * a = 0.72 * 2π/3 = 1.5 Nm

Ale nie bierzcie zbytnio na serio tych moich obliczeń, pomagał mi w nich chat gpt 😎

Skoro wyszło 1.5Nm, to by oznaczało, że taki silnik jak Nema 23 z jego 1.85Nm powinien dać radę nawet bez przełożenia. Dziwne. A może nie dziwne. To zamiast tego znajdźmy wartość wymaganej przekładni ze względu na minimalne wymagane przesunięcie na końcu ramienia (<2mm) dla każdego kroku silnika. Krok silnika to 1.8°:

600mm*tan(1.8°) = 18.85mm => 18.85 / x = 2mm => x = 9.42

Czyli potrzebna jest przekładnia conajmniej 9.42:1. Zaprojektuję 15:1 bo taką miałem w głowie, zanim zacząłem to liczyć 😄 

Edytowano 22 stycznia przez kubik

[kubik]

Prace trwają, postępów brak 😆 Miało być prosto, ale po pierwsze nie byłbym sobą jakby było prosto. Po drugie mimo tego co pisałem wyżej, to przecież jednym z wymogów jest aby było kompaktowo. Po trzecie moja drukarka też ma mocno kompaktowe pole robocze:

To co finalnie zaprojektowałem na styk mieści się w tym polu roboczym. Docelowo to chyba będę potrzebował większą drukarkę, bo tutaj żeby zmieścić byłem zmuszony odchudzić ścianki - moim zdaniem nadmierne to odchudzenie jest jak na finalny produkt (za mała sztywność będzie). A nie mam już siły projektować podstawy składającej się z osobnych, skręcanych ze sobą, elementów. Póki co niech się drukuje choćby tak.

Po czwarte łączy się z "po pierwszym", czyli stopniem skomplikowania: w podstawie będzie także zabudowana część napędu osi A2 (silnik i pierwszy stopień przekładni). Tak więc nie mam jeszcze nic do pokazania; jestem jednak już na etapie że wiem czego mi na pewno potrzeba - paski zębate i łożyska o konkretnych rozmiarach zamówione. W tym tygodniu powinien być gotowy prototyp. Tak myślę 😎

Rozważając kwestię rozmiaru i możliwości mojej drukarki, miałem też zaprojektowany wariant klasy Enterprise. Znaczy się, że talerz wyjściowy byłby przesunięty względem środka podstawy, o tak:

Jednak finalnie doszedłem do wniosku, że chcę mieć go po ludzku, centralnie.

Edytowano 28 stycznia przez kubik

[ethanak]

To kup sobie jakąś używkę Endera czy Anet. Kosztuje psie pieniądze, a użyteczne pole wydruku dla A8 to 200x200mm. Też mam mini (klona) , przydaje się bo jak Anetka drukuje mi obudowę to na Mini moge w miedzyczasie podrukować wszystkie drobiazgi.

Przy okazji - do małych obciążeń drukowałem paski GT2 z TPU. Nie wiem jak do Twojego cada, ale do OpenSCAd-a jest odnośna biblioteka (paski, rolki itd)

Edytowano 28 stycznia przez ethanak