ChaosEggBot
ChaosEggBot ist ein Benutzerprojekt
| ChaosEggBot | |
|---|---|
| Benutzerprojekt | |
| Projekt: | ChaosEggBot |
| Benutzer: | Patrick Gubelmann |
| Bereich: | Roboter |
| Technologie: | LaserCutter, Arduino, 3D Druck |
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
| Anzahl | Beschreibung | Anzahl | 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
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.
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.
Aufbau
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.
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.
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.
Als Vorbereitung für die Seitenteilemontage sind die Rändelmuttern, M4 Muttern und die linken und rechten Indexe bereitzulegen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
- 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.
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:
| $10=0 | $100=32 | $120=25 |
| $30=0 | $101=20 | $121=25 |
| $32=0 | $101=20 |
Erste Bewegungen
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.
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
Projektstatus
Abgeschlossen. Der Zusammenbau wird im 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.
