ChaosEggBot - Versionsgeschichte

PaGubelmann am 18. April 2017 um 13:16 Uhr

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__notoc__

{{Infobox Benutzerprojekt
| PROJECTNAME = ChaosEggBot
| USER = Patrick Gubelmann
| BEREICH = Roboter
| TECHNOLOGY = [[LaserCutter]], [[Arduino]], [[3D Druck]]
}}

[[Datei:ChaosEggBot.jpg|300px|ChaosEggBot]]

==Projektbeschreibung==
=== Einleitung ===
Dieser Bausatz basiert auf dem Original EggBot von Evil Mad Science LLC, 2010 http://www.evilmadscience.com und einer Adaption von Christoph Reinhardt http://www.christophreinhardt.ch. Folgende Hauptänderungen wurden in dieser Version vorgenommen:
* Sicherung der Stifthalteschraube
* Gegenhalter der hinteren Rändelmuttern
* Lagerung des Schwenkhebels
* Index bei der Skala
* Anordnung der Motoren und des Boards
* EleksMaker ManaSE Board
* GRBL Firmware
* LaserWeb Softwar

=== Stückliste ===
{| class="wikitable"
|-
! style="width:17mm"| Anzahl !! style="width:50mm"| Beschreibung !! style="width:17mm"| Anzahl !! style="width:50mm"| Beschreibung
|-
| 1 Set || Rahmenteile|| 8 Stück || I-6kt Schraube M3x8
|-
| 1 Set || 3D Druckteile || 8 Stück || I-6kt Schraube M3x10
|-
| 2 Stück || Nema 17 Schrittmotoren|| 12 Stück || I-6kt Schraube M3x14
|-
| 1 Stück || Micro Servo 9G || 1 Stück || I-6kt Schraube M4x30
|-
| 1 Stück || Druckfeder || 1 Stück || I-6kt Schraube M4x35
|-
| 2 Stück || O-Ring || 7 Stück || 6kt Schraube M4x20
|-
| 1 Stück || Welle Ø5x135mm || 20 Stück || Mutter M3
|-
| 1 Stück || EleksMaker ManaSE || 12 Stück || Mutter M4
|-
| 2 Stück || Jumper Kabelgehäuse 4Pol || 4 Stück || Unterlagsscheibe M3
|-
| 8 Stück || Crimpanschluss weiblich || 5 Stück || Madenschraube M3x5
|}

=== Hardware ===
==== Vorbereitungen ====
Die durch das Lasern entstandenen Ablagerungen sind mit Fensterputzmittel leicht zu reinigen. Allfällige
unschöne Kanten können mit der Feile bearbeitet werden. Zu Enge Passungen sind ebenfalls mit der Feile
zu korrigieren.

Die Welle ist auf die gewünschte Länge zu kürzen.
Bei den Werkstückhaltern, den Lagern, dem Stellring, dem Mitnehmer und dem Achsende weisen die
Bohrungen Untermass auf. Diese sind durch aufbohren auf den Wellen- und Motorenachsdurchmesser anzupassen.
Bis auf die beiden Lager, ist bei diesen Teilen in der Querbohrung noch das M3 Gewinde zu
schneiden.

Die schwarzen Stecker der Motoren ist nicht kompatibel mit den weissen Buchsen auf dem Board. Die
weissen Buchsen sind jedoch aufgesteckt und können vorsichtig entfernt werden.

==== Kleben ====
[[Datei:kleben_h-verstellung.jpg|mini|links]]
Bei der Höhenverstellung weisen die weissen Flächen nach Aussen.
Vor dem anbringen des Klebstoffes (Holzleim), die zu klebenden
Flächen eventuell mit Schleifpapier anrauhen. Es ist darauf
zu achten dass die Teile rechtwinklig zueinander stehen.
{{Absatz}}
[[Datei:Kleben stiftarm.jpg|mini|links]]
Wie bei der Höhenverstellung sind beim Stiftarm die weissen
Flächen nach Aussen gerichtet und die zu klebenden Flächen
eventuell mit Schleifpapier anzurauhen. Der Stiftarm wird am
besten in zwei Schritten geklebt. In der ersten Etappe die beiden
Lagerteile (grau) und in der zweiten den Rest. Es ist auch
hier darauf zu achten dass die Teile rechtwinklig zueinander stehen.
{{Absatz}}

==== Aufbau ====
[[Datei:lagerseite.jpg|mini|links]]
Bei der Vormontage der Lagerseite zeigen die weisse Flächen
nach Aussen. Die beiden mittleren Teile (gelb, dunkelblau) sind
mit I-6kt Schrauben M3x10mm zu befestigen.

Zwischen die roten Teile ist jeweils eine 6kt-Schraube M4x20mm
einzulegen. Anschliessend werden sie mit I-6kt Schrauben
M3x16mm fixiert. Beim Ausrichten ist darauf zu achten dass die
roten Teile bündig zur jeweiligen mittleren Platte sind und nicht
vorstehen.

Die dritte 6kt-Schraube M4x20mm wird zusammen mit dem violetten
Gegenhalter in das dunkelblaue Teil gesteckt.
{{Absatz}}

[[Datei:motorenseite.jpg|mini|links]]
Die Motorseite wird analog zur oben beschriebenen Lagerseite
montiert.

Das Elektronikboard und der Distanzrahmen sind mit I-6kt
Schrauben M3x16mm und M3 Muttern zu befestigen. Der USBAnschluss
weisst dabei vom dem gelben Teil weg.
{{Absatz}}

[[Datei:schwenkarm.jpg|mini|links]]
Vor dem Zusammenbau der beiden geklebten Baugruppen,
sind die Achslöcher mit einem Ø4mm Bohrer aufzubohren. Anschliessend
können die Baugruppen mit einer I-6kt Schraube
M4x30mm und zwei Muttern zusammengebaut werden. Beim
kontern der beiden Muttern ist darauf zu Achten dass sie spielfrei
und leichtgängig bewegt werden kann. Falls das Spiel zu
gross ist, ist dieses mit Passscheiben auszugleichen.
{{Absatz}}

[[Datei:rändelmutter.jpg|mini|links]]
Als Vorbereitung für die Seitenteilemontage sind die Rändelmuttern,
M4 Muttern und die linken und rechten Indexe bereitzulegen.
{{Absatz}}

[[Datei:rahmen.jpg|mini|links]]
Für die Montage des dunkelgrünen Seitenteils, werden die
Motoren- und die Lagerseite auf die dunkelblauen Teile gestellt,
sodass die im Vorfeld eingesetzten Schrauben nach oben zeigen.

Die vorbereiteten Rändelmuttern befestigen das Seitenteil. Dabei
zeigen die Nocken der Indexe immer zum Holznocken der
selben Führungsbahn.

Bei der Montage der hellgrünen Seite spielt die Position der Nocken
der Indexe keine Rolle.
{{Absatz}}

[[Datei:motor.jpg|mini|links]]
Beide Motoren werden mit I-6kt Schrauben M3x8mm montiert,
wobei beim Schwenkarmmotor zusätzlich noch Unterlagsscheiben
hinzu kommen.

Das Kabel des Schwenkarmmotors zeigt nach unten. Jener des
Achsmotores nach hinten, analog zum USB-Anschlusses des
Boards.
{{Absatz}}

[[Datei:welle.jpg|mini|links]]
Für die Welle sind die beiden Lager von Aussen in die entsprechenden
Bohrungen einzustecken. Besteht die Möglichkeit dass
die Lager herausfallen können, sind sie mit Klebstoff zu fixieren.
Können sie nicht hineingedrückt werden, ist die Bohrung anzupassen.

Anschliessend die Leichtgängigkeit der Welle prüfen und gegebenenfalls
anpassen.

Die restlichen Teile sind gemäss dem Bild aufzustecken und mit
Madenschrauben M3x5mm zu klemmen.
{{Absatz}}

[[Datei:mitnehmer.jpg|mini|links]]
Vor dem Aufstecken des Mitnehmers auf den Motor ist vorher die
6kt-Schrauben M4x20mm einzulegen und mit der Rändelmutter
und M4 Schraube leicht zu fixieren. Beim Mitnehmer wie auch
beim zweiten Werkstückhalter sind in den Seitenbohrungen Madenschrauben
M3x5mm einzuschrauben. Der Werkstückhalter
kommt auf die Axialmotor. Ein axiales Ausrichten erfolgt beim
erstmaligen Einrichten des ChaosEggBots.

Zu diesem Zeitpunkt können auch die beiden O-Ringe in die
Werkstückhalter eingelegt werden. Etwas Klebstoff verhindert
ein allfälliges herausfallen.
{{Absatz}}

[[Datei:servo.jpg|mini|links]]
Für den Servo wird das einarmige Horn benötigt. Dieses ist jedoch
nur aufzustecken, um es bei der Inbetriebnahme ausrichten
zu können.

Der Servo wird so montiert dass das Horn unter dem Stifhalter
liegt und die Servoachse näher bei der Schwenkarmachse ist.
Der Schwenkarm selbst wird jedoch noch nicht am Mitnehmer
montiert. Dies erfolgt erst nach der Inbetriebnahme um allfällige
Schäden zu vermeinden.
{{Absatz}}

=== Elektronik ===
* Die Rotationsachse ist als X-Achse und die Schwenkachse als Y-Achse definiert.
* Die Kabel der Motoren sind je nach Kabelführung zu verlängern oder zu kürzen und anschliessend
zu konfektionieren.
[[Datei:board.png|mini|links]]
* Das Kabel des Servos ist so zu verlegen dass die Schwenkbewegung
und die Höhenverstellung des Schwenkarms nicht am
Kabel reissen, respektive die Bewegungsfreiheit einschränkt.
Für das Einstecken des Kabels kommt das gelbe Kabel zum
Pin S.
* Das Motorenkabel des X-Motors wird direkt auf dem Board bei
X-Axis eingesteckt.
* Das Motorenkabel des Y-Motors wird durch die beiden Längsschlitze
unterhalb des Motors geführt und auf dem Board bei
Y-Axis eingesteckt.
* Beim Einstecken des Netzteils und USB-Kabels ist immer darauf zu achten, dass zuerst die USBVerbindung
mit dem Computer besteht ehe das Netzteil eingesteckt/geschaltet wird.
{{Absatz}}

=== Inbetriebnahme ===
==== Firmware ====
Um die Firmware (GRBL Version 1.1 Servo) auf das Board spielen zu können ist die Arduino IDE nötig.
Die aktuelle Version ist unter http://www.arduino.cc/en/Main/Software zu finden. Die Firmware selbst ist unter
http://www.github.com/cprezzi/grbl-servo herunterzuladen. Anschliessend ist sie via Library in Arduino zu
integrieren. Unter Beispiele/GrblUpload ist, mit dem Boardtyp Arduino Nano und dem entsprechenden Port,
die Firmware zu flashen.
==== Software ====
Als Software wird LaserWeb3 verwendet. Diese ist unter dem Link http://www.github.com/LaserWeb/LaserWeb3
downloadbar.

Für die Installation sei auf die entsprechende Wiki-Seite http://www.github.com/LaserWeb/LaserWeb3/wiki verwiesen.
==== Einstellungen Software ====
Durch die entsprechende Portauswahl und connect, ist man mit dem Board verbunden. Unter Settings sind
die geforderten Parameter zu setzen.

Alternativ kann auch eine Backup geladen werden.
==== Einstellungen Firmware ====
Unten rechts ist ein Feld mit welchem man Kommandozeilen zur Anpassung der Firmware eingeben kann.
$$ Zeigt alle Parameter mit den entsprechenden Werten. Durch $xy=ab wird der Parameter xy mit dem
Wert ab überschrieben.
Nachstehend die zu Ändernden Parameter mit den Werten:
{|
! style="width:20mm"| !! style="width:23mm"| !! style="width:23mm"|
|-
| $10=0 || $100=32 || $120=25
|-
| $30=0 || $101=20 || $121=25
|-
| $32=0 || $101=20||
|}

==== Erste Bewegungen ====
[[Datei:taster.jpg|mini|links]]
Sind die Parameter gesetzt und das Board eingeschaltet, lassen
sich durch die entsprechende Tasten X und Y bewegen, respektive
rotieren. Die eingestellten Werte ergeben 100mm für eine
volle Drehung und +/- 15mm für den Schwenkarm.

Der Servo ist durch drücken des Laser Test zu bewegen.
{{Absatz}}

==== Gesteuerte Bewegung ====
Für die letzten Einstellungen ist es sinnvoll eine simple Zeichnung wie ein Kreis oder Rechteck zu erstellen,
laden und den G-Code generieren. Vor jedem betätigen des Play-Buttons ist es wichtig den Schwenkarm
in die Mittelstellung zu setzen. Anschliessend sind die Bewegungen der Motoren zu beobachten. Im Speziellen
ist das Augenmerk auf das Anheben des Stiftarmes zu achen. Er soll gesenkt sein wenn gezeichnet
wird und angehoben wenn eine Leerfahrt stattfindet.

Ist die richtige Position des Horns auf dem Servo gefunden, und die X- und Y-Motoren drehen nach den
entsprechenden Vorgaben, kann auch der Schwenkarm an den Mitnehmer geschraubt werden.
==== Endmontage ====
Zum Schluss fehlen noch die endgültigen Positionen der Werkstückhalter und des Mitnehmers, sodass der
Mittelpunkt des Eies im Zentrum des Y-Motores zu liegen kommt. Das selbe gilt für den Stift. Dieser soll auf
die X-Achse zeigen.

=== Herstellungsdateien ===
Die Herstellungsdateien werden zu einem späteren Zeitpunkt hier verlinkt. Bis dahin sind sie via e-Mail anzufragen.

==Berücksichtigte Probleme==
Siehe [[#Einleitung|Einleitung]]

==Projektstatus==
Abgeschlossen. Der Zusammenbau wird im [http://www.fablabwinti.ch/kurse/chaoseggbot-zusammenbau/ FabLabWinti] inkl. aller benötigten Teil auch als Kurs angeboten.

==Ausbaumöglichkeiten==
Um eine definierte Position des Y-Motors zu erhalten, wäre eine Erweiterung durch einen Endschalter zu diskutieren.

{{Navigationsleiste FabLab}}

@@ Zeile 190: / Zeile 190: @@
 * '''Arduino''' für die Firmware auf dem Board [http://www.arduino.cc/en/Main/Software www.arduino.cc/en/Main/Software]
 * '''GRBL 1.1f Servo''' die Firmware [http://www.github.com/cprezzi/grbl-servo www.github.com/cprezzi/grbl-servo]
-* '''node.js''' das Hintergrundprogramm für die Bediensoftware [http://www.nodejs.org/en/download www.nodejs.org/en/download]
+* '''node.js''' der Server für LaserWeb3 [http://www.nodejs.org/en/download www.nodejs.org/en/download]
 * '''Git''' das Hintergrundprogramm für die Installation von LaserWeb3 [http://www.git-scm.com/downloads www.git-scm.com/downloads]
 * '''Google Chrome''' LaserWeb3 läuft nur auf Chrome [http://www.google.ch/chrome/browser/desktop www.google.ch/chrome/browser/desktop]
@@ Zeile 218: / Zeile 218: @@
 == Inbetriebnahme ==
 === Software ===
-Im LaserWeb3 sind noch zwei Einstellungen zu machen. Hierzu ist der ChaosEggBot mit dem Computer via USB-Kabel zu verbinden, sowie node.js und Chrome zu starten.
+Im LaserWeb3 sind noch zwei Einstellungen zu machen. Hierzu ist der ChaosEggBot mit dem Computer via USB-Kabel zu verbinden, sowie der LaserWeb-Server und Chrome zu starten.
-==== node.js ====
+==== LaserWeb-Server ====
 # Bei Mac das Programm Terminal starten / Bei Windows das Programm CMD (Eingabeaufforderung) starten
 # ''cd laserweb3'' eingeben und Enter
@@ Zeile 225: / Zeile 225: @@
 {{Absatz}}
 ==== Google Chrome ====
-[[Datei:nodejs.png|mini|links|Node.js läuft]]
+[[Datei:nodejs.png|mini|links|LaserWeb-Server läuft]]
-Wenn dieses Bild erscheint, läuft node.js und es kann Google Chrome gestartet werden. In der Adresszeile ist ''localhost:8000'' einzutragen.
+Wenn dieses Bild erscheint, läuft der LaserWeb-Server und es kann Google Chrome gestartet werden. In der Adresszeile ist ''localhost:8000'' einzutragen.
 Alternativ kann auch die im Fenster angezeigte IP-Adresse verwendet werden.
 {{Absatz}}
@@ Zeile 299: / Zeile 299: @@
 Je nach dem wie Breit die Zeichnung, muss unter ''Settings/GCODE'' der Wert '''Y9''' angepasst werden.
-Dieser Wert ist immer die hälfte der gesamtbreite der Zeichnung. Erst anschliessend ist die Schaltflache Generate G-Code zu drücken.
+Dieser Wert ist immer die hälfte der Gesamtbreite der Zeichnung. Erst anschliessend ist die Schaltflache Generate G-Code zu drücken.
 {{Absatz}}
 == Normalbetrieb ==
-Für den Normalbetrieb ist immer zuerst node.js (siehe [[#node.js|node.js]]) und anschliessend Google Chrome
+Für den Normalbetrieb ist immer zuerst der LaserWeb-Server (siehe [[#LaserWeb-Server|LaserWeb-Server]]) und anschliessend Google Chrome
 (siehe [[#Google Chrome|Google Chrome]]) zu starten. Danach kann der ChaosEggBot via USB-Kabel mit dem Computer verbunden
 werden und zuletzt das Netzteil einstecken und das Board einschalten.
 Wie unter [[#Weitere Beispiele / eigene Bilder|Weitere Beispiele / eigene Bilder]] beschrieben sind viele Wege möglich eine Zeichnung zu laden und zu zeichnen. Es sei hier aber der Hinweis gegeben weniger mehr ist. Detailreiche Sachen enden oftmals in einem Klecks als in einem Bild.
-Zum Schluss nochmals der Hinweis darauf dass die Bildabmasse bei 100mm x 30mm liegen und dass der
+Zum Schluss nochmals der Hinweis darauf dass die Bildabmasse bei 100mm x 30mm liegen und dass der Wert von Y9 in Abhängikeit zur Bildhöhe sein muss (halbe Bildhöhe = Y).
 == 3D Druckteile ==
 {| class="galleryTable"