Bohrautomat Bautagebuch (was: Lineartrieb, X-Achse)

case · 7. April 2014 um 05:09

Hi,

ich bin gerade dabei, den Lineartrieb für die X-Achse zu gestalten. Dabei wird der Spindelhalter über ein Flachprofil mit montierten slider-Elementen in einem Tslot-Profil geführt. Mittig

Hier ein paar erste Bilder, Schrauben hab ich dabei noch weggelassen.

Das T-Slot Profil hat eine Länge von 32cm, der Schlitten ist 12cm, damit verbleiben 20cm Verfahrweg, was der Vorgabe entspricht.

Jetzt ist die Frage, wo und wie ich die Antriebsgewindestangen verlaufen lasse. Vermutlich am besten irgendwie oberhalb, weil das Teil möglichst schmal sein sollte. Das Basis-Rail dazu hat 1,20m Länge das kann bei 1m gewünschtem Verfahrweg eng werden.

Und es wird zwei Stangen und zwei Motoren geben. Ich würde die am liebsten gegenüberliegend anordnen, damit das Gewicht besser ausbalanciert ist. Dabei müsste dann irgendwie das Signal für einen der Motoren auf dem DIR-Pin invertiert werden.

Die gesamte X-Achse wird dann ebenfalls von 2 Motoren auf und abgesenkt, wobei wieder die Slider zum Einsatz kommen. Das wäre dann die Z-Achse. Sowohl für X- als auch für Z-Achse kämen dann jeweils zwei Nema14-Stepper mit min. 0.4Nm pro Motor zum Einsatz. Ich hoffe, das reicht, um die Gewichte flüssig bewegen zu können.

Für die Befestigung der Slider Elemente ist noch ein weiteres Bauteil geplant, das auf einem gelochten Winkel basiert, welcher zusätzliche Bohrungen zur Slider-Befestigung erhält. Gleiches hab ich auch mit dem Flachprofil gemacht, nebst einer 2mm breiten Ausparung, weil die Spindelaufnahme mit 43mm etwas über das 2cm-Raster hinausgeht. Dazu gibts demnächst vielleicht auch nochmal ein Bild.

Jedenfalls könnte man damit die Führung noch um vier weitere, diesmal seitlich montierte Slider verbinden und damit die Führung verstärken.

Gruss, Oliver

J.R.I.B · 15. April 2014 um 10:16

Nette Bilder. Schrauben brauchst de nicht extra einzubauen, sieht man ja anhand der Löcher. Der Extra-Aufwand lohnt sich wohl nur für Optik (oder Simulationen, wo Schrauben eine bestimmt Festigkeit haben bevor sie brechen).

Dabei müsste dann irgendwie das Signal für einen der Motoren auf dem DIR-Pin invertiert werden.

Können wir nicht die Kabel vertauschen? Einmal durchrutschen sozusagen.
[strike]Bei bürsten-, bürstenlosen DC und auch bei AC-Motoren[/strike] generell funktioniert das. Es kommt immer nur darauf an, welche und wie viele Phasen man vertauscht.

Schrittmotoren sind nicht anders, nur dass die Phase konstant unter Strom bleibt und es dadurch eben Schritte gibt (‚clogging‘ - gibt es aber auch bei üblichen Permanentmagnetmotoren). Wenn man zwei von drei Anschlüssen vertauscht, wäre die Richtung invertiert. Anstatt 3 haben wir beim Schrittmotor 4 Phasen:
Ist der momentane Zustand 1. Dann vertauscht man die Richtung durch vertauschen von 2 und 4.

Zwei Phasen beim Anschließen vertauschen reicht also.

Jedenfalls könnte man damit die Führung noch um vier weitere, diesmal seitlich montierte Slider verbinden und damit die Führung verstärken.

Also außen herum immer 90° rotiert? Brauchen wir dann auch drei FührungsT-Slots? Oder nutzen wir 3 der 4 Seiten von einem T-Slot?

case · 17. April 2014 um 01:57

Hi Jan,

danke für das Feedback.

Leider nicht ganz, für automatische BOMs brauchst Du es und mitunter auch als Simulation um z.B. zu checken, ob nicht irgendwo ein Schraubenkopf im Weg ist. Insofern fand ich es auch ganz gut, dass Du ind em Blender-Model die Schrauben schon mit ins Spiel gebracht hattest und ich werde das hier auch noch tun.

Dabei müsste dann irgendwie das Signal für einen der Motoren auf dem DIR-Pin invertiert werden.

Können wir nicht die Kabel vertauschen? Einmal durchrutschen sozusagen.
[strike]Bei bürsten-, bürstenlosen DC und auch bei AC-Motoren[/strike] generell funktioniert das. Es kommt immer nur darauf an, welche und wie viele Phasen man vertauscht.
Schrittmotoren sind nicht anders, nur dass die Phase konstant unter Strom bleibt und es dadurch eben Schritte gibt (‚clogging‘ - gibt es aber auch bei üblichen Permanentmagnetmotoren). Wenn man zwei von drei Anschlüssen vertauscht, wäre die Richtung invertiert. Anstatt 3 haben wir beim Schrittmotor 4 Phasen:
Ist der momentane Zustand 1. Dann vertauscht man die Richtung durch vertauschen von 2 und 4.

Zwei Phasen beim Anschließen vertauschen reicht also.

Bin leider nicht Fachmann genug um das einschätzen zu können, ich hatte ursprünglich eher an irgendeine Art von Logic-Inverter als el. Bauteil gedacht, aber wenns so ginge wie Du beschreibst, dann wäre das wohl eleganter. Und man kann es ja auch relativ easy durch ausprobieren feststellen obs geht.

Jedenfalls könnte man damit die Führung noch um vier weitere, diesmal seitlich montierte Slider verbinden und damit die Führung verstärken.

Also außen herum immer 90° rotiert? Brauchen wir dann auch drei FührungsT-Slots? Oder nutzen wir 3 der 4 Seiten von einem T-Slot?

[/quote]

Wir nutzen zwei Seiten von einem T-Slot und zwei Führungs-T-Slots insgesamt.

Ich meinte einfach einen Winkel, der unter das Flachbandprofil geschraubt wird und mit einem in der inneren, seitlichen Nute vom T-Slot laufenden Sliderelement fest verbunden ist.

Dadurch würde das Gewicht hauptsächlich vertikal auf den in der oberen Nute laufenden Slider-Elementen lasten, was mir wichtig war, und zusätzlich die seitlich laufenden Slider-Elemente zusätzliche Führungssicherheit geben, ohne aber sonderlich stark belastet zu sein.
Somit hätte man dann insgesamt 8 statt 4 Sliderelemente am laufen.

Wobei ich von hieraus nochnicht wirklich einschätzen kann, ob das so geht oder oder ob die Sache durch das Spindelgewicht dann zu schwergängig wird.

Prinzipiell würde es für leichtgewichtigere Anwendungen sicherlich gehen, aber hier im speziellen sehe ich es eh eher als eine Art vorläufigen Workaround an, mittelfristig würde ich für die X-Achse aber gerne eine Führung zum Einsatz bringen, die ein Mittelding zwischen kugelgelagert und slieder-element-geführt wäre und die ich mir kürzlich ausgedacht habe … soll heissen, von der ich ebenfalls noch nicht wiess, ob sie funktioniert

Der Ausgangspunkt war, dass ich kürzlich bei einer Fahrradbastelei Kugellagerkugeln in der Hand hielt und mir dabei auffiel, dass die perfekt in die Nute passen würden, d.h., die Kugeln haben ein Standardmaß von 6.35mm Durchmesser. Der Durchlass der Nute ist aber nur 6mm, d.h., sie können ind er Nute laufen und wenn man das Ding auf den Kopf stellt so würden sie nicht aus der Nute rausfallen.

Soweit der Ausgangspunkt. Das Problem dabei ist natürlich, das man die Stahlkugeln nicht auf dem T-Slot-Aluminium laufen lassen kann ohne letzteres recht schnell zu zermanschen.

Daher war mein Gedanke, das man am Grunde der Nute einen ca. 2mm dicken Stahlstreifen etwa mit Kleber befestigt, welcher mittig eine rund 1mm tiefe V-förmige Nute aufweist, welche den Kugeln eine Art Führung verpasst. Ein ähnlicher Stahlstreifen wäre auch in dem von oben auf den Kugeln aufsitzenden Schlittenelement integriert so dass die Kugeln, obwohl sie in der T-Slot-Nute durchaus noch mehr Platz zur Seite hätten, schön brav mittig laufen würden, d.h., konkret durch die V-förmigen Nuten von oben und unten sauber in der Mitte gehalten würden.

Desweiteren bräuchte man noch einen Stahl- oder Blechstreifen mit ca. 5 oder 5.5 mm großen Löchern, welcher als Kugelkäfig innerhalb der T-Slot-Nute mitlaufen und die Kugeln zusammenhalten würde - und vor allem würde der Käfig verhindern, dass die Kugeln aneinanderreiben und sich gegenseitig bremsen.

Soweit die Idee, ich weiss nicht ob das soweit verständlich war, ev. machen ich gelegentlich nochmal eine Skizze dazu.

Gruss, Oliver

J.R.I.B · 17. April 2014 um 22:41

Nasowas, was man beim Fahrradreparieren nicht alles herausfinden kann. Das klingt doch wie eine gute Alternative.

Wir nutzen zwei Seiten von einem T-Slot und zwei Führungs-T-Slots insgesamt.

So hatte ich mir das auch gedacht. Die Ausmaße von Lastproblemen kann ich mir derzeit nur schwer vorstellen, wir werden ja sehen wie schnell das Material sich abnutzt.

für automatische BOMs brauchst Du es

Das hatte ich fast vergessen. Völlig richtig. Auch zur mechanischen Visualisierung zum Feststellen von Verkantungen oder Platzproblemen.

Richtungsvertauschen mit dem Kabelvertauschen funktioniert in der Theorie. Schauen wir, was die Praxis uns erzählt. Anhand der Kabelzahl des Schrittmotors können wir die Phasen ableiten, und damit das korrekte Umstecken zum Richtungswechsel.

Desweiteren bräuchte man noch einen Stahl- oder Blechstreifen mit ca. 5 oder 5.5 mm großen Löchern, welcher als Kugelkäfig innerhalb der T-Slot-Nute mitlaufen und die Kugeln zusammenhalten würde - und vor allem würde der Käfig verhindern, dass die Kugeln aneinanderreiben und sich gegenseitig bremsen.

Zuerst dachte ich, du wolltest die ganze Nut mit Kugeln füllen und den Schlitten nur auflegen. Doch der Käfig macht Sinn, vor allem wegen deinem letzten Punkt: dem gegenseitigen Bremsen. Die Rotation benachbarter Kugeln ist an der Kontaktstelle ja leider genau gegenläufig, so dass die Abnutzung sich bei Zwischen-Kugel-Kontakt verdoppelt.
Selbst wenn man in der Nut einen Käfig verwendet, um das Problem zu beseitigen, hätte man noch immer mehr Kugeln verbraucht als wenn man dies im Schlitten anbringt.

Klingt schonmal vielversprechend. Am besten du reparierst noch ein paar mehr Fahrräder.

case · 21. April 2014 um 00:31

Hi Jan,

Ja, wobei es mir weniger um die Abnutzung geht als um die Reibung, sprich, das das Ganze zu schwergängig werden könnte. Aber zumindest verwenden wir Teflon, welches den niedrigstmöglichen Reibungskoeffizienten hat. Optimal sind diese Linearführungen für Z-Achsen. Auch für leichte Anwendungen wie einem Extruderkopf dürfte das gut funktionieren. Nur hier gehts um ein Gewicht von min. 2 Kg. Aber kann auch sein, dass die zwei 0.5Nm-Stepper das locker wegstecken. Da ich das nicht berechnen kann hilft wohl nur ausprobieren Falls es nicht gehen sollte wäre die Kugelgeschichte die ALternative.

dem gegenseitigen Bremsen. Die Rotation benachbarter Kugeln ist an der Kontaktstelle ja leider genau gegenläufig, so dass die Abnutzung sich bei Zwischen-Kugel-Kontakt verdoppelt.

Genau, und auch hier wieder vor allem die Reibung bzw. Schwergängigkeit.

Selbst wenn man in der Nut einen Käfig verwendet, um das Problem zu beseitigen, hätte man noch immer mehr Kugeln verbraucht als wenn man dies im Schlitten anbringt.

Ähm, nee, sowohl Kugeln als auch Käfig laufen in der Nut, das scheint von den Abmessungen her auch ziemlich gut zu passen. Die Kugeln schauen dann oben etwas aus der Nut heraus und genau da liegt der Schlitten mit seiner V-Nute auf. Durch ein oder zwei seitliche Winkelstücke mit Sliderelementen, welche dann aber gewichtsmässig nicht oder nur kaum belastet sind, wird der Schlitten wunderbar auf mittiger Position gehalten. Und die Hauptgewichtslast ruht bzw. läuft auf den Kugeln. Eigentlich ist das ein Hybrid zwischen Gleit- und Wälzlager

Aber wie gesagt, das ist erstmal nur Plan B. Die Hauptschwierigkeit dabei dürfte wohl in der exakten Befestigung der Stahlstreifen innerhalb der T-Slot-Nut liegen. Aber bei optimaler Breite und mit zwei kleinen Phasen unterwärts richten die sich vielleicht auch von alleine exakt aus.

Am besten du reparierst noch ein paar mehr Fahrräder. >

Naja, genaugenommen habe ich da einen ca. 80 jahre alten Fahrradanhänger von meinem Großvater restauriert. Jetzt wird noch ein dazu passendes Fahrrad elektrifiziert, d.h., in ein Pedelec umgebaut. Habe die letzten Tage damit verbracht herauszufinden, welche Arten von Akkus da für mich in Frage kommen und welche Implikationen das jeweils hat.

Die Entscheidung ist jetzt gefallen zugunsten von LiFePo4-Zellen vom Typ Headway 38120 SE, mit 10 Ah. Hier sind die Kontakte schraubbar und daher kann ich den Akku gut selbst zusammenbauen - und bekomm mit Abstand die meiste Leistung fürs Geld, vor allem in Bezug auf die Zyklenfestigkeit, die zwischen 1000 und 2000 Zyklen liegen sollte. Das sollte dann, zumindest rein rechnerisch, für etwa 50000 bis 100000 Km Fahrspass reichen, die dann bis auf das Geld für die Akkus und ein Ladegerät mit Balancer-Funktion kostenfrei sein sollten, d.h., ich würde die dann natürlich mit Solarpanel laden wollen. Da ich kein passendes Batteriemanagement-System zu den Akkus gefunden habe, lass ich es einfach weg, das soll angeblich ganz gut funktionieren, wenn man beim regulären laden die Akkus balanced.

Tja, hätte ich Zeit und Langeweile könnte man daraus glatt ein OSE-Projekt „solarbike“ machen , aber im Moment sind andere Dinge wichtiger, vor allem der OSE-3D-Drucker/Platinenfräser/Bohrautomat.

Gruss, Oliver

case · 21. April 2014 um 22:59

Hi.

Hier eine Änderung an der Spindelträgerplatte. Ich hab die verbreitert um eine Aufnahmemöglichkeit für die Antriebsmutter zu schaffen. Ich hätte die eigentlich lieber separat an den Flachprofilen befestigt, aber hab da keine Befestigungsmöglichkeit gefunden, d.h., es gibt natürlich schon welche, aber ich wollte gerne dass die Gewindestange in dem Falz läuft.

Ausserdem hab ich noch Aussparungen für die Schraubenköpfe vorgesehen. Die Aussparungen sind nötig, weil dort, zumindest im mittleren Bereich, die Spindel aufliegt.

Hier die Ansicht von oben:

Und von unten:

Man sieht hier von unten die Ausparungen für die Antriebsmutter, in dem Fall eine ganz schnöde Standard M8-Mutter, die da relativ eng drin eingepasst wird.

Wobei ich vielleicht erwähnen sollte, dass die Spindelträgerplatte aus Multiplexplatte sein wird. Schöner wäre es natürlich aus Alu, aber die könnte ich mit meinen derzeitigen Mitteln nicht so anfertigen. Also für die erste Version Multiplex als Workaround. Kann man ja später mal austauschen.

Gruss, Oliver

J.R.I.B · 24. April 2014 um 10:43

Eben. Später kann man’s immer noch massiver bauen.

Da ich kein passendes Batteriemanagement-System zu den Akkus gefunden habe, lass ich es einfach weg, das soll angeblich ganz gut funktionieren, wenn man beim regulären laden die Akkus balanced.

Funktioniert immer zu einem gewissen Grad, solange man regelmäßig ausbalanciert kein Problem. Wenn eine Zelle kaputt geht, und die Spannung auf 0 absinkt, könnte auch ein BMS nichts mehr tun außer die anderen Zellen leerlaufen lassen (außer es kann die kaputte Zelle einzeln abschalten, doch das glaube ich kaum).

Tja, hätte ich Zeit und Langeweile könnte man daraus glatt ein OSE-Projekt „solarbike“ machen > > , aber im Moment sind andere Dinge wichtiger, vor allem der OSE-3D-Drucker/Platinenfräser/Bohrautomat.

Bei mir sieht’s auch gerade ganz düster aus. Noch immer muss ich für die Abschlussarbeit arbeiten, sie reizen mich für das Lehrer-Projekt wirklich aus bis zu guter letzt - dabei bin ich offiziell nichtmal mehr Student.
Parallel noch an zwei Uniprojekten als Mitarbeiter beteiligt. Ich komme diesen Monat schon wieder nicht mehr zu meinem Melkroboter.

Immerhin du hältst uns noch über Wasser. Und in Berlin gibt’s ja auch neue Projekte. AgroCircle gibt’s auch noch. Also Tod sind wir noch lange nicht.

Ein Hybrid aus Walzen und Kugellager. Potz Donner, wenn dein Großvater von dieser Anhängerrestaurierung Wind bekommt …

Das mit M8-Muttern wird bestimmt funktionieren, wenn sie nur nicht schräg/verzogen eingebaut werden. Das war mein Problem im letzten AMOR-Prototyp, ständig verkantet, das Biest. Mittlerweile zum halbfertigen Baumhaus umgebaut. Wenn sich nur diese (Uni-)Projekte immer so hinziehen würden bis in alle Puppen …

case · 30. April 2014 um 21:45

Hi Jan,

Aehm, nicht ganz, keine Walzen, sondern Slider, also Hybrid aus Kugel- und Gleitlager.

Potz Donner, wenn dein Großvater von dieser Anhängerrestaurierung Wind bekommt …

bin sicher der sieht mir von irgendeiner Wolke aus zu und billigt, was ich hier so treibe

Das mit M8-Muttern wird bestimmt funktionieren, wenn sie nur nicht schräg/verzogen eingebaut werden.

Tjää, und ausgerechnet das Loch dafür ist der schwierigste Teil bei der Trägerplatte, das muss ich nämlich von Hand ausstemmen. Eine Alternative wäre vielleicht noch die Platte zu drucken. In Metall, also etwa Alu, würde es so nicht gehen, weil man da nicht soon rechtwinkliges Loch reinbohren kann, in Holz kann ich aber sowas mit nem Stecheisen erzeugen. Für in Alu müsste man die Konstruktion leicht variieren, aber das tut nichts, weil ich ausgehend von Alu als Material eh noch ein paar Details anders konstruieren würde. Das aktuelle Konstrukt ist quasi auf Multiplex und ABS optimiert.

So, inzwischen hab ich auch eine Motormount-Platte entworfen, für zwei symmetrisch angebrachte Stepper. D.h., man kann wahlweise die Stepper beide auf einer Seite mounten, oder aber die zwecks besserer Balance auf beiden Seiten anbringen, d.h., pro Seite wäre dann jeweils nur ein Stepper, plus ein Loslager.

Netterweise haben nema17-Stepper und das Kugellager die gleiche Lochgröße, sod ass man die Motormountplatte universell auf beiden Seiten verwenden kann.

Ausserdem versuche ich das Ganze nun zu einer kompletten Achse zu assemblieren, innerhalb von FreeCad ging das wohl ein Stück weit, aber beim anbringen der Motormountplatte konnte ich nach dem einbinden nicht mehr editierend darauf zugreifen, weiss der Geier warum, vielleicht ein freecad-Bug ? Wieauchimmer, Zum assembleiren kann man ja noch, wie ohnehin angedacht, Blender verwenden. Hier zwei Bilder davon:

Gibt es übrigens in Blender eine Möglichkeit den Darstellungsmodus so zu machen wie auf den obigen Freecad-Bildern zu sehen , also mit Schading plus den schwarzen Linien (hidden lines) ?

Gruss, Oliver

J.R.I.B · 5. Mai 2014 um 17:50

Sieht gut aus. Und das mit den gleichen Lochgrößen ist echt praktisch.

In Blender kannst du unter Einstellungen (CTRL+ALT+U) - → Reiter Grafik/Aussehen die Farben für alles mögliche ändern. z.B. Hintergrund weiß. Linien schwarz. Nur das Speichern nicht vergessen.

Bei einer neuen Version gibt’s beim ersten Start im „Splashscreen“, dem schönen farbigen Bildchen welches eingeblendet wird, eine Möglichkeit die alten Einstellungen gleich mit zu übernehmen. Das ist praktisch, da man somit seine Änderungen (z.B. Linienfarbe) nicht von Neuem einstellen muss.

(das geht ja gut voran. das ist denke ich das wichtigste/schwierigste DIY Teil vom ganzen 3D-Drucker.)

case · 15. Mai 2014 um 00:02

Hi,

Also ich hab da einen reiter namens „Themes“ und da kann ich für verschiedene Sachen Farben auswählen, zb. für 3dview, aber da finde ich keinen Parameter für Linien, höchstens sowas wie „edge select“ usw.

(das geht ja gut voran. das ist denke ich das wichtigste/schwierigste DIY Teil vom ganzen 3D-Drucker.)

Einerseits ja, weils am Anfang schwierig ist sich für eine möglichst optimale Variante zu entscheiden, ab da sind dann für die nachfolgenden Level oder Teile zumindest schonmal ein paar grobe Eckwerte vorgegeben. Andererseits führt das aber auch zu einer Einschränkung der gegebenen Freiheitsgrade, d.h., auf einmal hast Du nur noch 3cm Platz um diese oder jenen Teile, Löcher oder whatever darauf unterzubringen. Und ich bin geizig und kämpfe um jeden Millimeter um das Ding so kompakt wie möglich zu halten

Hier ein paar aktuelle Bilder, von der Seitenplatte und dem langen Y-Rail:

Hier fehlt noch eine Besfestigungsmöglichkeit für den Steppermotor. Einfach wäre es, wenn ich die beiden Stepper oben montieren würde, aber ich würde sie lieber unten haben, von wegen niedriger Schwerpunkt. Unten ists aber verdammt eng mit dem Platz. Ich habe aber schon eine grobe Idee wie ich die befestige.

In den Aussparungen der Platte laufen die T-Slot-profile von der X-Gantry rauf und runter. D.h., der Motor und die Gewindestange befinden sich sozusagen auf der Aussenseite. Ist vielleicht ganz praktisch, weil dadurch zb. die Gewindestange vor rumfliegenden Spänen etwas geschützt ist. Bei der X-Achse ist die Gewindestange zumindest über dem T-Slot-profil angeordnet, vielleicht bringt das ja auch etwas Späneschutz.

Auf der Aussenseite werden auch, parallel zu den Ausschnitten, zwei T-Slotprofile aufrecht angeschraubt als Führungen für die Slider-Elemente (und bilden somit zusammen mit der Seitenplatte die Z-Achse ). Mit Hilfe von Winkel etc. aus dem Uniprokit wird die X-Gantry darin eingehängt, wobei zwei Slider-Elemente in zwei Nuten laufen, jeweils um 90° verdreht, das dürfte einiges an Steifigkeit bringen. Daneben sieht man eine Bohrlochreihe wo ein Winkelprofil angeschraubt werden kann,w elches mit dem T-Slot verbunden wird und diesen auf ganzer Länge sozusagen noch fester mit der Seitenplatte verbindet. Ev. Kann man diesen Winkel auch weglassen, falls das Gewicht zu schwer wird, aber ich glaube, die paar Gramm tun da nicht viel, der ganze Aufbau wird eh ziemlich schwer, weshalb ich da ohnehin starke Stepper zum Einsatz bringen muss. Ich dachte da so an zwei mal 3Nm-Stepper, da gibts welche mit 3Ampere, das könnte man zb. schön mit dem T-Bone ansteuern.

Tja, ansonsten sind da noch am Rand Bohrungen für die Querverbindung des Seitenplatten untereinander, dieses wollte ich mittels zwei T-Slots (jeweils auf jeder Seite) machen, welche wiederum mit einem kleinen Winkel an der Seitenplatte verbunden sind …und natürlich mit einer Schraube vor Kopf, aber die allein war mir zu wenig.

Unten befinden sich noch Ausschnitte für Winkel-Stücke. Ich musste die leider etwas einlassen, um 2.5mm um genau zu sein, aber dann kann ich fast exakt die bereits im WInkelstück vorhandenen Bohrungen verwenden (d.h., eine Bohrung muss ich da noch ergnänzen, aber eben nur die eine) um die am Schlitten anzubringen. Man kann die Winkel dann auch gleich am Schlitten Montiert lassen, dann ists einfacher, mal den Korpus gegen einen anderen auszustauschen.

Sobald ich alle Teile zu einem gesamt-Dings zusammengesetzt habe (im Blender) wird das alles vermutlich etwas besser verständlich, aber die Grundidee ist jedenfalls, dass die beiden Seitenplatten, zwischen denen die X-Gantry also rauf und runter läuft mit ihren Querverbindungen eine Art Korpus oder Portal darstellen, welcher die Z- und die X-Achse beinhaltet.

Dieses Portal wiederum läuft auf den supportet Rails, also der Y-Achse. Das zu bohrende Objekt liegt darunter, hat komplett feste Auflage und muss nicht bewegt werden, ich denke mal das ist fürs bohren nicht verkehrt. Die Y-Achse hat auch komplett feste Auflage, d.h., mehr oder weniger, das Kugellager hat natürlich etwas Spiel, aber zumindest kann sich die Schiene nicht durchbiegen, was in Anbetracht der Länge von immerhin 1,20 oder auch länger, (sowie des zu erwartenden Gewichts des Portals) wohl nicht ganz unwichtig ist.

Hier das Rail:

Das Rail ist 1.20m lang und supported, darum kann es auch beliebig länger sein, zb. 1,50 oder 2m. Es kann sich nicht durchbiegen, da es eine feste Auflage hat. Die Rundstange hat einen Durchmesser von 20mm, das ist schon ordentlich massiv

Hier der passende Schlittend dazu. Auf zweien davon wird aufrecht stehend die Seitenplatte montiert.

Vielleicht wird so langsam das Konzept der ganzen Maschine deutlich, im Grunde gibt es zwei wesentliche Eelemente, das lange, stabile Rail und das Portal.

Bei letzterem kommen vor allem für Verbindungsstücke und und die Slider einige UniproKit-Bauteile zum Einsatz, manche müssen noch durch zusätzliche Bohrungen leicht modifiziert werden. Das Portal ist in dieser ersten Version zum Bohren und Fräsen. Ich betrachte es als eine Art Blackbox, im Sinne von Austauschbarkeit, d.h., basierend auf den Grundabmessungen des lanegn Y-Rails, kann ich natürlich auch ein weiteres Portal konstruieren, welches etwas leichter gebaut ist (d.h., mit Pulleys und Belts-Antrieb für X und Z), für den 3D-Druckkopf.

Die beiden Portale können leicht, d.h., durch lösen von 8 Schrauben, gegeneinander ausgetauscht werden. In einer zukünftigen Version könnte man auch beide gleichzeitig auf dem Rail installieren, d.h., da müsste man dann noch einen Belt-Antrieb für die Y-Achse ergänzen sowie die ganze Elektronik plus zwei Stepper. Insbesondere würde ich dann das Y-Rail auf 1,50m verlängern, d.h., man muss es nicht, aber mir persönlich ist halt zum Bohren die 1m-Länge die wichtigste Vorgabe. Wieauchimmer, jedenfalls wäre damit dann auch sowas möglich, oder sagen wir mal denkbar, das ich zunächst ein Teil drucke, das Druckerportal zur Seite fahre und dann mit dem Bohrportal z.B. die Löcher, zumindest soweit von oben zugänglich, nachfräse. Was mir dabei alklerdings noche twas Sorge bereitet ist die Frage, ob die gedruckten Teile auch stark genug auf dem Hitzebett kleben bleiben, dass die beim Bohren nicht wegfliegen. notfalls müsste man dazu noch eine Art flexibler Klemmen/Klemmvorrichtung ergänzen, mit der man nach dem Druck aber noch vor dem Bohren manuell das Werkstück fixieren müsste. So oder so ähnlich

Es wäre aber auch vorstellbar, auf dem langen Rail z.B. 2 oder 3 Drucker-Protale gleichzeitig zu betreiben, wenn man irgendwelche Stück in größerer Serie fertigen möchte, zumindest könnte man dann in der gleichen Zeit 3mal soviel drucken.

Aber wie gesagt in Version 1 genügt es mir für den Moment, wenn das Drucker und das Bohrer-Portal schnell gegeneinander ausgewechselt werden können.

Ja, soviel erstmal dazu.

Gruss, Oliver

case · 13. Juni 2014 um 21:39

Hi,

da ich grad Bilder am hochladen bin … hier eins von dem 80 Jahre alten Trailer, nach der Restauration:

Man beachte: Die Beule im Kotflügel ist voll „ooginool“ und nich von mir

Meiner Frau gefiel übrigens die Farbe nicht so besonders, sie assoziierte dazu ein auf Kinderleichen spezialisiertes Bestattungsunternehmen … mein Vatter meinte ähnliches dazu … alles Banausen, der Rahmen war zwar voll verrostet, aber an ein paar Stellen konnte man noch erkennen, das dies die ursprüngliche Farbe war.

Gruss, Oliver

case · 15. Juni 2014 um 23:41

So, weiter gehts.

Hier eine weitere, vollständigere Darstellung der X-Gantry, ergänzt um Stepper, threaded Rod und Kupplung. Ausserdem kann man auch schon die UniProKit-Winkel sehen, an denen die Slider-Elemente befestigt werden.

Die Slider-Elemente würden dann in T-Slot-Profilen laufen, welche aufrecht an der annähernd trapezförmigen Seitenplatte befestigt werden, welche die Z-Achse darstellen. Hier eine Abbildung, allerdings noch ohne die T-Slot-Profile:

Natürlich fehlen hier auch noch Querverbindungen, welche das Konstrukt stabilisieren. Diese werden später schlicht durch T-Slot-Profile aus dem UniProKit realisiert. Damit ergibt sich eine Kastenfrom, welche das eigentliche Portal bildet.

Das Portal läuft dann, wie weiter oben schon erwähnt, auf den 1,20m langen SupportedRails, welche die Y-Achse darstellen.

Ich denke/hoffe mal, damit hat man nun eine ungefähre Vorstellung, wie das Ganze nachher aussehen soll.

Und wie gesagt, der Aufbau ist modular. Soll heissen, abgesehen von diesem Portal, welches einen Bohrautomaten zum bohren der UniProKit-Teile realisiert (welches von mir extrem dringend benötigt wird) kann man natürlich auch noch ein weiteres, leichteres und somit Zahnriemen-getriebenes Portal auf die lange Y-Achse aufpflanzen, welches einen Extruder trägt, sprich man hat dann einen 3D-Drucker, der 1m lange Teile drucken kann. Und, wie schon erwähnt, die Y-Achse kann beide Portale gleichzeitig tragen, d.h., man kann erst 3D-drucken und anschliessend z.B. Löcher nachbohren.

Gruss, Oliver

case · 16. Juni 2014 um 00:10

So langsam nimmt die Sache auch in der Realität Gestalt an.
Dazu ein paar Bilder.

Herstellung der Z-Seitenplatten, X-Motormount und Spindelmount:

Zuschnitt der Teile aus Multiplex-Platte (20mm, offiziell, in der Realität sind die aber eher 18mm und ein paar kaputte - das muss man natürlich bei der Konstruktion berücksichtigen):

Nach einigen Tagen des sorgfältigen anreissens, bohrens und stemmens, wurden daraus nun die fertigen Teile (bin grad heute damit fertig geworden):

Ich muss dazu sagen: Es kotzt mich echt an. Ich geb mir alle nur erdenkliche Mühe, die Teile super sorgfältig und genau anzuzeichnen, (genaugenommen war das sogar der mühsamste Teil der Sache, weil es so anstrengend ist für die Augen, auf den tausendstel Milimeter genau zu peilen) und dann … beim bohren, stemmen usw. geht dann alle Genauigkeit wieder flöten, weil meine Scheiss-Maschinen (z.B. Billig-China-Drill-Press; 60,- EUR bei eBay (aber mehr kann ich mir nicht leisten)) einfach auch nicht annähernd die nötige Genauigkeit aufweisen; das schlabbert alles heir und dort, 1 bis 2 mm Abweichung sind eher die Regel als die Ausnahme, und ich versuche alle nur erdenklichen Tricks um das besser hinzubekommen, aber es ist einfach hoffnungslos. Manchmal bin ich mit Augenmaß sogar noch genauer als wenn ichs wirklich der Maschine überlasse

So. Das musste mal raus. Und das ist auch genau der Grund dafür, warum ich auf diesen ganzen CNC- und 3D-Drucker-Kram so scharf bin, damit nämlich genau DIESES Elend endlich ein Ende hat.

In diesem Sinne gehe ich allerdings keineswegs davon aus, das mir der Bohrautomat endlich die supergenauen Teile produzieren wird. Aber es ist zumindest ein Anfang. Er kann mir zumindest immerhin Teile mit einer, sagen wir mal, „definierten Ungenauigkeit“ produzieren. Und mit diesen Teilen werde ich imstande sein, etwas zu bauen, was eine bessere Genauigkeit aufweist. Und dann kommen wir der Sache näher. Es handelt sich bei der ganzen Geschichte also um ein Ding nach dem klassischen „RepStrap“-Prinzip, falls das jemand was sagt. Ich hab darüber schon früher mal hier und da schwadroniert, man könnte es auch das „Münchhausen-Prinzip“ nennen: Sich am eigenen Zopf aus dem Sumpf ziehen.

Irgendwie muss es doch möglich sein, denn irgendwie ist die Menschheit seit der Steinzeit doch sicher einen ähnlichen Weg gegangen … und das wäre auch nach meinem Verständniss im Sinne des OpenHardware-Gedankens (bezogen auf DIY und Unabhängigkeit).

D.h, die ursprüngliche Idee war ja mal (vergleiche unser Wiki, Universal Prototyping Kit – Open Source Ecology - Germany, Abschnitt 1.3 Rahmenbedingungen, Punkt 2. und 3.:

Standard-Ausgangsmaterialien: Also solche, die möglichst in jedem Baumarkt oder zumindest ähnlich einfach verfügbar sind.

DIY-able: Zumindest die Grundkomponenten des UniPro-Kits sollten mit einfachen Werkzeugen und Jigs herstellbar sein.

Aber natürlich stimmt das so nicht ganz. Denn ich verwende industrielle Produkte wie Kugellager, Supported Rails und ganz zu schweigen von der electronics-hardware.

Aber - leckmich - ich hab auch nicht 2000 Jahre Zeit dafür. Und immerhin sind diese verwendeten Sachen regulär zu normalen Preisen käuflich.

Und ich hab auch schon an anderer Stelle mal gesagt, obwohl DIY gut und schön ist, ich kaufe Schrauben im baumarkt und fang nicht an M8er-Gewinde selbst zu drechseln (wobei, stimmt auch nicht ganz, ich hab mir vor einiger Zeit mal zum Geburtstag Tools gewünscht mit denen man Holzgewinde herstellen kann - aber DAS ist ein völlig anderes Ding und ich will mit diesen Holzgewinden auch keine CNC-Maschinen bauen … hmm, obwohl es wäre schon cool … aber, neee!)

OK, wo war ich stehengeblieben ? Achja, Stichwort Genauigkeit und sich am eigenen Zopf aus dem Sumpf ziehen (RepStrap-Prinzip).

In diesem Sinne hab ichnoch was erfreuliches zu berichten, nämlich das ich meinen 3D-Drucker, also den Mendelmax1.5, jetzt endlich halbwegs am laufen habe.

Hintergrundstory ist, nach der letzten MakerFaire musste ich ja endlich auch unbedingt soon Ding haben (d.h., eigentlich schon lange vorher, aber nun gabs kein Halten mehr )

Nachdem ich das Teil dann endlich mühsam zusammengebaut hatte musste ich dann leider feststellen, dass die Haupt-Krux nicht im Zusammenbau bestand, sondern darin, das Konstrukt zu kalibrieren, also so, das man halbwegs brauchbare Teile rausbekommt, und das dieses wiederum eine ganz eigene Wissenschaft für sich ist.

Nachdem ich, dank umfangreicher Internet-Recherchen, dann auch diese Hürde zumindest soweit genommen hatte, dass zumindest so einigermaßene Teile bei rauskamen (und das ist wichtig, denn man braucht einen funktionierenden Drucker, um sich weitere Teile drucken zu können, die helfen oder gar entscheidend sind, den Drucker qualitätsmässig zu optimieren - aber da bin ich noch auf dem Weg), dachte ich, es wäre nun endlich an der Zeit mal diesem ganzen Kabelsalat endlich Herr zu werden und alles zu einem schön verlegten Kabelbaum zusammenzubinden. Ich mir also ein paar Rollen buntes Klebeband gekauft und munter drauflos gewickelt ( eine wichtige Lektion dabei gelernt: DAS werd ich nie wieder tun. Künftig: vorkonfektionierte Kabel kaufen und die entsprechenden Kabelhüllen dazu, das ist gut investiertes Geld !!!) und alles schön verlegt und dachte, nun kann ich endlich anfangen die ersehnten und benötigten Teile zu drucken.

Und was war ?

Nix ging mehr.

Genauer gesagt, die Endstops funktionierten nicht mehr. Ansich kein völlig unlösbares Problem, aber zumindest eines, das etwas größeren Debugging-Aufwandes bedurfte, denn natürlich hab ich versucht, die Endstopkabel mit nem anderweitigen Kabel zu überbrücken, aber nachdem das nicht funxte war klar, das dies etwas aufwendiger werden würde.

Und da mir zu etwas aufwendigem leider chronisch die Zeit fehlte, stand mein schöner Mendelmax1.5 nun bis vor kurzem unbenutzt hier rum, also rund ein 3/4-Jahr

Naja, to make a long story short: Obwohl ich eigentlich im Moment zeitlich megaknapp bin, im Hinblick auf die MakerFair (und mein restliches Leben sowiso) hab ich mir dennoch neulich die Sache mal zur Brust genommen und den Drucker wieder ans laufen gebracht … im Nachhinein betrachtet hätte ich das schon viiiel eher tun sollen, aber hinterher ist man ja immer schlauer.

Jedenfalls läuft er jetzt wieder und wieder gings nun erstmal darum, sich weiter mit Kalibration auseinanderzusetzen. D.h., wenn man ein Ding behoben, also sozusagen wegkalibiriert hat, dann bedeutet das, man hat die nächste Stufe erreicht und kann sich mit dem nächsten Schwierigkeitsgrad befassen, und das immer so weiter, ist so ähnlich wie bei nem Computergame, kaum hat man einen Level gepackt, kommt der nächst-schwierigere

Und auf diesem steinigen Pfad befinde ich mich immer noch und ich schätze, das wird auch noch längere Zeit (vielleicht gar Jahre ?) so bleiben, ehe ich imstande sein werde, egalwasauchimmer souverän und in einer anspüruchsvollen Qualität zu drucken. Wie gesagt, das ist ne Wissenschaft für sich.

Aaaaber: Zumindest bin ich jetz soweit, das ich zumindest schon EINIGE Sachen halbswegs brauchbar drucken kann und zumindest EINIGE grundlegende Probleme halbwegs im Griff habe (oder zumindest eine Idee dazu habe, wie ich die noch verbessern kann).

Ein Klassiker ist z.B. das Warping, d.h., die Ecken biegen sich mehr oder weniger stark auf - das kann bis zur völligen Unbrauchbarkeit des Teils reichen.

Natürlich hab ich vorher schon ein paar Test- und Kalibration- Objekte gedruckt, die nicht gewarpt haben.

Aber man muss deswegen nun nicht gleich meinen, nun wär alles gut und man könnte jetzt auch mal eben ein größeres Teil drucken, was über die ganze Druckbrettbreite geht.

Wie z.B. meine X-Motormount-Platte

Nunja, immerhin, nach dem 5. Anlauf hab ichs jetzt geschafft (und das Teil benötigt rund 16 Stunden Druckzeit), d.h., auf der einen Seite ists noch immer ziemlich gewarpt, aber an einer Stelle wos nicht so schlimm ist und was noch wichtiger ist, ich weiss jetzt uuuungefähr woran es liegt und wie man damit umgehen kann (kleinere Teile drucken … oder nen größeren Drucker bauen … nunja, wir arbeiten daran).

Wieauchimmer, hier ein Bild von dem Teil:

Im Hintergrund sieht man die Version aus Holz. Und für den Bohrautomaten-Strap bleib ich auch erstmal bei Holz, aber immerhin, das Teil wäre schonmal brauchbar.

Was mir aber noch dringend fehlt und (in diesem Fall) weder aus Holz noch aus UniProKit-Teilen zu machen ist, das ist ein Nema23-Motormount für die Z-Achse.

Und Selbiges hab ich vorhin gedruckt, völlig warp-frei und in ausreichender Qualität

Hier ein Bild:

und so würde das aussehen, and er Seitenplatte für die Z-Achse, d.h., hier hab ichs nurmal für das Foto da drauf gelegt:

Was ich noch zu den gedruckten Teilen anmerken möchte ist, dass die übrigens erstaunlich maßhaltig sind, d.h. so in etwa bis auf 0.1mm, was mir schon fast wie ein kleines Wunder erscheint

OK, soweit erstmal der aktuelle Stand.

Gruss, Oliver

case · 23. Juni 2014 um 10:54

Hi,

hier noch ein paar Bilder vom Zusammenbau der X-Achse.

Erstmal die Sliderhalter mit den Slider-Elementen:

Die oberen Löcher sind von Hand als eine Art Langloch gefeilt bzw. erweitert worden. Das ist notwendig, weil sich in dem Bereich die Mountplatte beim festklemmen der Spindel minimal verzieht und sich dieses natürlich nicht auf die Achsenparallelität auswirken darf. D.h., man muss erst die Spindel festklemmen und dann diese besagten Schrauben nochmal fest anziehen. Ist ein bischen umständlich aber funktioniert.

Die Halter werden an der Spindelmountplatte montiert.

So sieht das dann von oben aus:

Nun der Rahmen.

Ich hatte den erstmal nur für das Foto zusammengeschraubt, natürlich musste der nochmal aufgemacht werden um die Slider in die Tslot-Nuten zu schieben. So, fertig.

An den Enden wird noch mit Winkelprofilen eine bessere Aussteifung bewirkt.

Denn immerhin werden die T-Slot-Profile ja einfach nur stumpf vor Kopf verschraubt in einer T-Verbindung. Da die Gewinde aber tief in den Tslot reingehen und man das Ganze ordentlich fest anziehen kann, ist bereits allein schon diese stumpfe T-Verbindung sehr steif. Zusammen mit den Winkeln hälts dann bombig. Weil dem so ist belasse ichs jetzt auch erstmal so, aber im nachinein fiel mir auf, das man an dieser Stelle natürlich eigentlich die L-Verbinderplatte aus dem UniProKit hätte verwenden müssen, da hatte ich wohl gerade einen kleinen Blackout Alternativ könnte man auch ein Flachprofil verwenden, aber da müsste man dann noch eine größere Aussparung reinsägen, weil in diesem Bereich ja die mittelsäule der Z-achsen-Seitenplatte verläuft.

Inzwischen sind übrigens auch mit der Post die beiden großen Stepper und die beiden kleinen Nema17 für die X-Achse gekommen (die mittelgroßen hatte ich noch vorrätig, damit hab ich jetzt alle Motoren zusammen.

Und die Kress-Spindel ist ebenfalls gekommen. Mit 1.7 Kg ein ganz schön schweres Teil, bin gespannt, ob die beiden kleinen Stepper das wohl bewegen können

Wobei ich mir da fast noch weniger um das Gewicht Sorgen mache, als um die Slider-Elemente, die extrem schwergängig in der Tslot-Nute laufen. Es hat sich herausgestellt, das die ursprünglich geplante Spiel-Einstellung mittels Schlitz und Madenschraube komplett überflüssig ist. Allein schon durch das anziehen der Befestigungsschrauben ergibt sich am Slider-Element eine ganz leichte Verformung, die denselben Zweck erfüllt. Dh., der Schlitten hat wirklich nahezu Null Spiel, das ist schon beeindruckend. Einzige Sorge ist wie gesagt, ob die Stepper das schaffen, das Ding überhaupt ztu bewegen, aber falls nicht kann man die Slider-Elemente noch minimal anschleifen. Für den Anfang möchte ichs aber lieber so schwergängig und spielfrei wie möglich haben und im übrigen ist auch zu erwarten, dass die sich im Gebrauch noch etwas einlaufen, daher ist mir das so wie es ist schon ganz recht.

Übrigens zeigte sich beim Zusammenbau, das die ganzen Teile trotz Hand-gefertigt doch alle erstaunlich gut passten, ich musste kein einziges Loch irgendwie nachbohren oder nachbearbeiten, das hätte ich so nicht erwartet. Ich habe den Eindruck, dass diese Art von passgenauigkeit zumindest zum Teil auch an dem Rasterprinzip des Baukastens liegt, welches hier und da zum tragen kommt, d.h., die Teile sind dann einfach an vielen Stellen sozusagen standardmässig schon auf Maß - so sie denn halbwegs massgetreu gefertigt wurden.

Gruss, Oliver

case · 2. Juli 2014 um 00:56

Hi,

hier mal ein kurzes Update: Noch zwei Tage bis zur Makerfaire. Bohrautomat noch nicht annähernd fertig, ich stecke gerade bis zum Hals im Chaos und hab mit ein paar ernsthaften Nackenschlägen zu kämpfen. Eigentlich sollte ich im Full_Panic_Modus die Nächte durcharbeiten um noch rechzeitig fertig zu werden, stattdessen verplemper ich die Nächte mit ellenlangen Postings zum Thema FreeCad und um noch eins draufzusetzen dachte ich, ich erfreu Euch grad mal eben kurz mit ein paar neuen Bildern. Bin ich nicht wirklich ne echt coole Sau ? Naja, die Arroganz wird mir spätestens morgen Nacht vergehen wenns anfängt echt ernsthaft eng zu werden, dann bin ich vermutlich einfach nur noch ein armes Schwein

Hier mal zunächst ein paar Bilder zum Chaos. Soo siehts grad auf meinem Schreibtisch aus:

und so:

und so auf meinem andern Schreibtisch:

Kreatives Chaos sozusagen.

Mit dem Bohrautomaten gings folgendermaßen weiter (und damit komm ich jetzt zum Thema Nackenschläge). Ich hab zunächst an der Z-Seitenplatte ein paar modfizierte, sprich aufgebohrte Aluwinkel aus dem UniProKit eingelassen, äusserst sorgfältig und passgenau ((, wie ich mir einbildete), die großen Löcher haben dabei nix zu sagen und dienen nur der vertikalen kraftschlüssigen Befestigung aber min. 1Bohrloch pro Portalecke ist exakt und sollte alles andere auf Maß halten):

dann die Querverbindungen montiert, welche dem Ganzen eine stabile Kastenform geben (hier muss ich aber den unteren T-slot noch eins höher setzen):

und schliesslich noch die Z-Rails montiert, in welchen mittels Slider-Elementen die X-Gantry rauf und runter laufen kann.

Dabei Lessons learned: Alu kann man nicht beliebig belasten bzw. Muttern beliebig fest anknallen

Aber macht nix, eine Nute (90° dazu versetzt), bzw. einen Versuch hab ich ja noch Diesmal die Muttern nur „handzahm“ angezogen, hält wirklich genausogut.

Zuguterletzt noch die Carriages für die Y-Achse unter das Portal geschraubt, leider hab ich davon kein Foddo gemacht.

Und dann kam das böse Erwachen: Obwohl ich mir eigentlich einbildete, sehr genau gearbeitet zu haben, waren die Carriages überhaupt nicht wirklich parallel, Abweichung von über 1mm, das konnte man auch durch „hinziehen“ nicht hinbekommen. Stattdessen ist mir dabei sogar noch ne Kugel aus nem Carriage rausgeflutscht und auf nimmerwiedersehn verschwunden ;( Nagut, muss das Ding eben „humpeln“. Zum Glück haben die Carriages insgesamt 4 umlaufende Kugelbahnen und die betroffene Bahn war seitlich. da die Hauptbelastung jedoch vertikal (d.h. auf den mittleren Kugelbahnen) liegt, dürfte das nicht ganz so dramatisch sein. Aber etwas ärgerlich wars schon. Aber das ist nix im Vergleich dazu dass die Carriages nicht passen.

Wie umgehen mit dem Problem ?

Da ich meinte, das weiters rumfirgeln an den Mount_winkeln nix bringt, hab ich hab mich schweren Herzens dazu entschlossen, mal eben aus der Lameng noch ne zusätzliche Mount-Schiene aus Multiplex zu konstruieren, ich muss halt einfach gewährleisten können, dass die Carriages wirklich parallel sind und das Portal kann dann einfach da draufgeschraubt werden. Nachteil ist, dass ich damit jetzt im Ganzen zwei Zentimetr höher komme, aber das ist zur Not machbar, übler ist, dass mich der Spass zusätzlich anderthalb Tage Zeit gekostet hat.

Jetzt Nackenschlag Nummero Zwei:

Aus irgenwelchen Gründen macht mein 3D-Drucker plötzlich Mucken, d.h., namentlich hat er nach ein paar Layern plötzlich gravierende Schrittverluste, wodurch das Teil dann vermurkst ist. Ich muss aber eigentlich noch einen weiteren Nema23-Motormount für die Z-Achse (den ersten hatte ich ja kürzlich schon vorgestellt) drucken, sowie zwei weitere für die Y-Achse. Stattdessen gingen die letzten drei Druckversuche in die Hose. Dazu hier ein Bild eines missglückten Druckversuchs, welchen ich andererseits schon wieder fast als „künstlerisch wertvoll“ erachte und deswegen hab ich diesem Kunstobjekt auch einem Namen gegeben.

Es heisst „Stairway to Heaven“

OK, soweit die Bilder, bleibt noch anzumerken, dass ich das ich dank der neuen Mountschienen einen Weg gefunden habe, wie ich die vermurksten Nema23-Motormounts, die ja in den uneteren Layern ok sind, dennoch nutzen kann - eigentlich würde ich lieber das Versatzproblem beim Drucker lösen, ev. reicht eine einfach Verstellung/Feinjustierung des strombegrenzenden Potis auf dem Pololu-Treiber, aber habe im Mom echt keine Zeit und Nerv für diesbezügliche Experimente (read: erneute Kalibirierung des Druckers), so das in Anbetracht der Deadline von zwei Tagen die neue Mountschiene der sicherere Weg zu sein scheint.

OK, soweit dies. Der Kampf geht weiter (und die Endrunde wird grad eingeläutet ) Hoffentlich krieg ich morgen im Laufe des Tages die neuen Mountschienen und damit die Grundkosntruktion fertig (die Schienen müssen auchnoch grün gestrichen werden )

Dann bleibt mir noch genau ein Tag und eine Nacht, um die Stepper zu installieren und die entsprechende Elektronik ans laufen zu bringen. Die Powerlolus sind für mich dabei Neuland und jedenfalls muss ich dafür noch ein paar Adapter aus Lochrasterplatine zusammenlöten und etliche Meter Kabel löten und krimpen. Ausserdem muss ich noch drei Optoendstops aus Lochrasterplatine zusammenlöten. Achja, für die X-Achse muss ich ja auch noch einen Logik-Inverter zusammenstricken, die Stepper sollen hier ja gegenüber liegen. Hab mir dazu auch schon einen Logik-IC besorgt, aber k.A. ob das so funktioniert. Falls nicht wäre der Workaround, beide Stepper auf die gleiche Seite zu legen, was aber ziemlich zeitaufwendig wäre, da die ganze Struktur etwas verzwickt ist und das lösen einer einzelnen Schraube bedeuten kann, die halbe Maschine zu zerlegen (ok, etwas suboptimale Konstruktion, aber ich wollte das ganze halt so eng und smart wie möglich konstruieren), was halt Zeit kostet.

Desweiteren müsste ich auch noch die Firmware programmieren bzw. eine bereits vorhandene 3D-Firmwar („Sprinter“) umstricken auf CNC-Moves. Kurzfristiges Ziel (also bis zur Makerfaire) dabei ist: Es muss nicht schön sein, es muss auch nicht genau sein, aber es muss sich etwas bewegen.

Wichtig ist dabei, das mir bei den Experimenten kein Stepper-Treiber dabei abraucht. Ich hab aber sicherheitshalber extra nochmal zwei zusätzliche Powerlolus geordert, die müssten morgen oder am Donnerstag geliefert werden wenn alles gut geht. Und Pololus hab ich noch vorrätig.

Wichtig ist ausserdem, dass ich am Donnerstag entweder tagsüber oder auch nachts noch irgendwie Zeit finde, um die Zink-Luft-zelle zu bearbeiten. Da müsste ich noch eine weitere Kammer bauen, in zwei Kammern eine neue Gaskathode einkleben und alle drei Kammern mit einer frischen Zinkplatte (die ich erstmal neu zusägen und abschleifen muss) zu bestücken und einen Probelauf zu starten. Da ich hierbei zwei Gastkathoden eines andern Typs verwende, würde ich mit denen im jungfräulichen Zustand eigentlich überhaupt erstmal zwei Messreihen durchführen wollen, aber ich weiss nicht ob ich das zeitlich noch schaffe.

Uff, so langsam quillt wirklich ein leichter Anflug von Panik in mir hoch, ich glaub ich geh jetzt erstmal pennen

Gruss, Oliver

case · 24. Juli 2014 um 00:27

Hi,

um die Sache rund zu machen möchte ich hier kurz noch berichten wie es mit dem Bohrautomaten weiterging.

Hier die auf die Schnelle improvisierten Mount-Schienen für das Portal, welche eine genauere und einfachere Justage desselben auf der Y-Achse ermöglichen.

Sie fungieren gleichzeitig ausserdem noch als Halterunng für die Z-Stepper, und auch für die Trapezgewindemutter der Y-achse.

Damit lässt sich das Portal gut auf den Schlitten der Y-Schiene mounten.

Nun fehlten nur noch die Trapezgewindespindel, sowie zwei entsprechende Loslager-Halterungen dafür …

und die Halterungen für die Motorblöcke auf der anderen Seite.

Und so sah das Ganze dann fertig aus:

D.h., soweit fertig das ich es auf der MakerFaire vorführen konnte.

Wieder zuhause angekommen gings nun mit etlichen Feinarbeiten weiter, wie z.B. die Firmware umprogrammieren und an die geänderte Situation anpassen, oder auch z.B. EndStops erstellen.

Weitere Details dazu und auch noch etwas ausführlichere Bebilderung gibts auf der Projektseite zum Bohrautomaten im Wiki, unter http://wiki.opensourceecology.de/Bohrautomat
.
Tjaa, soweit der aktuelle Stand der Dinge. Heute hab ich mich damit beschäftigt, in ein Spannbrett Aussparungen zu fräsen, welche als Aufnahme für die zu bohrenden Alu-Profile dienen. Das war insofern nicht ganz einfach, als dass die Profilteile natürlich schön stramm darin sitzen sollen, ohne jedes Spiel, damit die anschliessenden Bohrungen möglichst präzise positioniert werden können - was ich in den nächsten Tagen mal testen werde und was für mich denn auch eine Art Milestone darstellt.

Abgesehen davon sind noch ein paar mechanische Ergänzungen notwendig, insbesondere die Eckwinkel-Slider-Befestigung der X-Gantry an den Z-Seitenplatten. Die waren zwar von anfang an konstruktiv vorgesehen, aber ich hatte sie im Eifer des Gefechts im Vorfeld der Messe-Deadline erstmal als nicht-so-wichtig weggelassen (genau wie auch die EndStops), für den produktiven Betrieb sind die aber unumgänglich, weil sonst die Z-Bewegung nicht optimal ausgesteift und stabil ist. Das dürfte noch ne ziemlich Fummelei werden, denn der Bohrautomat hat nebst einigen anderen konstruktiven Schwächen insbesondere auch eine, die besagt, dass es einerseits zwar gut und schön ist, wenn die Teile Konstruktiv ineinanderpassen und räumlich ihren Platz haben, man aber andererseits auch berücksichtigen muss, dass sie irgendwie, d.h., in irgendeiner sinnvollen Reihenfolge, montiert werden können.

Das geht beim Bohrautomaten zwar auch, aber nur mitr Ach und Krach und Müh und Not, d.h., es ist ein Mordsgefummel; man muss erst mal dieses Teil lösen, um jene dadurch verdeckte Schraube aufschrauben zu können um ein drittes Teil, um welches es eigentlich geht, ausbauen zu können. Bzw. alles umgekehrt bei der Montage. Japanische Laserdrucker-Konstrukteure hätten vermutlich ihre helle Freude daran, aber ich finde das ziemlich nervig und sehs als Konstruktionsfehler. Und ein paar andere „dicke Hunde“ hab ich mir bei der Konstruktion auch geleistet, ich will da jetzt nicht zu sehr ins Detail gehen, aber unterm Strich weiss ich jetzt schon ein paar Dinge, die ich beim nächstenmal garantiert anders machen würde - oder auch vielleicht noch beim bestehenden Gerät ändern werde, wenn ich mal etwas Zeit dafür übrig hab…

Insgesamt kann ich also rückblickend sagen, durch den Bau des Bohrautomaten immens viel gelernt zu haben (d.h., bin noch dabei, auch fräsen ist ne Wissenschaft für sich). U.a., dass man nicht im luftleeren Raum, also ausschliesslich in der Theorie, eine optimale Maschine konstruieren kann ; die eine oder andere Sache bedenkt man garantiert nicht vorher und somit ist es gut, sich gleich auf eine oder mehrere Iterationen einzustellen.

Ausserdem hab ich das ganze Ding wirklich mit der sehr heissen Nadel gestrickt; ich sah mich halt zeitlich unter Druck, u.a. auch weil die Makerfaire dieses Jahr einen Monat früher stattfand. Insgesamt habe ich nun, wie man anhand der Forumsberichte leicht nachvollziehen kann, für die Planung und Konstruktion ungefähr 2 Monate gebraucht und für die Anfertigung der Teile und Zusammenbau 1 Monat, das ist glaub ich schon ein ziemlich kurzer Zeitraum für ein solches Projekt, zumal ich die Teile auch von Hand gefertigt habe, abegsehen von den Baukastenteilen, die ich schon letztes Jahr, allerdings ebenfalls von Hand gefertigt hatte. Nicht das das besonders wichtig wäre, aber es illustriert halt schön den Grundgedanken des UniProKits, das man theoretisch auch mit ein paar Handwerkzeugen und nem Bohrständer anfangen kann. In der Zukunft sollte dies alles aber einfacher gehen, da ich ja nun maschinelle Unterstützung habe.

Gruss, Oliver

case · 9. August 2014 um 00:28

Hi, kurzes Update:

Ich hab inzwischen für den Bohrautomat ein eigens Plätzchen in meiner Werkstatt freigeräumt und eingerichtet, nächster Task besteht darin, einen Staubsauger zu installieren, so dass beim fräsen und bohren eine automatische Späne-Absaugung stattfinden kann. Man glaubt ja gar nicht, wieviel Dreck eine solche Maschine erzeugt.

Hier ein Bild von einem meiner ersten Fräsversuche:

Hier bin ich gerade dabei eine spezielle Aufnahme für die Alu-Profile in ein Spannbrett zu fräsen. Wichtig ist dabei (oder wird durch das fräsen bewirkt) dass das Aufnahme-Bett exakt parallel zur Y-Achse ist. Übrigens fehlt hier noch die zweite Gewindestange bei der X-Achse, weil ich zu dem Zeitpunkt die Firmware noch nicht umgestrickt hatte, aber wie man sieht läufts auch mit nur einem Gewinde und Motor problemlos.

Leider ist das Foto von der Perspektive her nicht besonders günstig, d.h., es ist fast unmöglich einen geeigneten Blickwinkel zu finden, der zeigt, was die Fräs-Spitze eigentlich gerade tut und darin liegt m.E. auch einer der grundlegenden Schwachpunkte der Konstruktion, denn was für die Kamera gilt, gilt natürlich auch für das Auge. Das mag für die reine Produktionsanwendung zur Herstellung der UniProKit-Profile, soweit noch ok sein, sobald einmal alles genau eingerichtet, justiert und kalibriert ist, aber bis dahin und erst recht für irgendwelche individuellen bzw. „freifliegenden“ Fräs-Jobs ist es ziemlich ätzend, weshalb ich es mithin als Konstruktionsschwachpunkt bewerte.

Ungeachtet des Komforts kann man aber natürlich schon etwas damit fräsen, hier ein Bild von meinem ersten „offiziellen“ darauf gefrästen Teil, einer neuen Spindelmount-Platte:

Bei der alten hatte ich den Kreis mittels Stichsäge ausgesägt, aber aufgrund des relativ kleinen Radius und des relativ stabilen Materials (20er Multiplex) ist dabei das Sägeblatt ziemlich "verlaufen, d.h., die Kreisinnenwand ist nicht sonderlich gerade, sondern verläuft etwas schräg, so dass wiederum die Spindel darin nicht wirklich fest eingeklemmt werden kann und eine zweite Version dringend erforderlich ist.

Bei diesem Teil hab ich die G-Codes ausnahmslos händisch eingegeben, d.h., ich habs natürlich schon in eine Datei geschrieben, aber immer nur Stück für Stück, zwischendurch ausprobiert, ggflls. noch etwas korrigiert, usw. Deshalb sind auf dem Bild noch ein paar „danebengegangene“ Fräsungen sichtbar, aber anhand dieses Teils hab ich jetzt quasi eine G-Code-Datei entwickelt, mittels derer man das Teil anstands- und fehlerlos fräsen kann, d.h., was auf dem Foto zu sehen ist, ist erstmal nur eine Art „Vorab-Probestück“ und das „offizielle“ Teil muss nochmal gefräst werden, was ja auch weiter kein Problem ist.

Aber daran wird schon deutlich, das mir bislang noch eine geeignete CAM-Software fehlt, die das ausbaldowern der Fräsbahnen und eine Umsetzung in G-Code automatisch erledigt. Entsprechende Tools aus dem 3D-printing-Bereich sind dazu nur sehr eingeschränkt geeignet, denn fräsen ist etwas anderes als 3D-drucken.

Abgesehen davon habe ich die im vorigen Beitrag schon erwähnte bislang fehlende Aussteifung noch nicht realisiert (aber ich arbeite dran), weshalb das ganze in Y-Richtung noch etwas schlabberig ist und insbesondere bei den Bohrlöchern zu einer Art Langloch führt. Ansonsten sind die Abmaße aber bereits erstaunlich genau, d.h., Länge und Breite des Stücks und auch der Kreisdurchmesser bis auf min. 0.1mm, dh., vielleicht auch besser, aber mehr gibt meine Schieblehre nicht her

Konkreteres wird man sehen, sobald ich die ersten Alu-Profile bohre, die kann man dann nämlich der Länge nach (umgedreht) übereinanderlegen und dann schauen, inwieweit die Bohrlöcher noch deckungsgleich sind… Im Idealfall sollte es dann immer noch möglich sein, an den Enden und in der Mitte zeitgleich das Ende eines 5er-Bohrers mehr oder weniger reibungslos hindurchzustecken.

Das ist zumindest das Test-Szenario was ich mir ausgedacht habe, in Ermangelung feinerer Messmethoden. Wieauchimmer, ich weiss nicht bzw. würde nicht unbedingt darauf wetten, dass dies gleich im ersten Atemzug gelingt, aber es scheint mir zumindest eine geeignete hinreichende Bedingung zu sein, wie man die Qualität der UniProKit-Profile auch ohne geeignete Messinstrumente testen und sicherstellen kann. Sollte dieser „Bohrertest“ gelingen, bin ich mit der Qualität der Bauteile zufrieden, auch wenn ich die Genauigkeit nicht im 0.01mm-Bereich beziffern kann.

Soweit dieser Ausblick, im Moment steht aber noch die Aussteifung im Vordergrund, vorher machen solche Tests nochkeinen Sinn.

Gruß, Oliver