roboforum.ru

Коллеги, день добрый!

Понемногу проектируется кубообразный принтер для пересадки начинки Cheap3D V300. Размер стола, соответственно, 300x300. Сейчас на половине пути к закупке комплектующих - поэтому нужна конструктивная критика. Не было еще такого, чтобы сразу все продумали и учли...

Итак, до чего пока удалось додуматься:

1. Принтер должен быть модульным - корпус принтера с нагревательным столом отдельно, голова со своей механикой - отдельно.

Аргументация: поскольку голова предполагает CoreXY на рельсах - рама головы должна быть собрана с хорошей геометрией: параллельно и перпендикулярно. Это проще сделать, если собирать и тестировать ее отдельно от остального принтера на ровной поверхности - например на листе мебельного ДСП. После этого, уже собранная рама устанавливается в корпус и фиксируется в нем без нарушения геометрии (например, в одной точке жестко по всем осям, в двух других подвижно по X и Y).

Также, проще проводить обслуживание и ремонт механики головы. Можно экспериментировать с механиками H-bot и так далее.

2. Конструкция стола. Из-за размера 300x300, применяем "золотое сечение" этого форума: 3xШВП (китайских) с развязкой типа flexture по XY для установки уровня стола (привод от одного двигателя через ремень), и 2 круглых вала для фиксации от смещения в плоскости XY.

В процессе поисков, был обнаружен вал на опорах типа SBR16, который - судя по чертежу - идеально ложится на опорный профиль 30x60 (расстояние между крепежными отверстиями как раз 30mm). Каретки типа TBR16 отлично ложатся в тот же профиль.

Дальше стало понятно, что несущий корпус в виде куба особо не нужен. Для задания правильного положения стола нужен только силовой треугольник, включающий вертикальные профили 30x60 с направляющими валами. Предполагается, что его можно создать вставив горизонтальные распорки под углом 45 градусов.

Собственно, картинка (просьба не обращать внимание на валы, торчащие снизу - забыл обрезать):



Красным обозначен профиль 30x60. Два профиля и распорки между ними задают силовую схему корпуса. Третий профиль поставлен для симметрии (но в силовую схему, по большому счету, не входит). В эти профили устанавливаются ножки для установки принтера на стол.

Основание стола также сделано из профиля 30x60.

Шаговые двигатели и ШВП пока не показаны. Предполагается их размещение с трех сторон (один сзади стола рядом с направляющей, еще два максимально близко к передним углам основания стола).

Вопросы:

1. Практически нет примеров применения валов типа SBR для строительства принтеров. Используются или простые валы, или рельса по оси Z. Почему ? Какие-то подводные камни ?

2. Поскольку вал SBR уже сидит на опоре - не является ли избыточным наше желание крепить его еще и к экструзии 30x60 ? Может быть переосмыслить силовую схему, и выкинуть вертикальные несущие профили ? Валы, соответственно, крепить сразу к горизонтальным опоясывающим балкам, составляющим куб. Конструкция похудеет на 60мм, вероятно...

3. Как лучше сделать диагональную распорку между силовыми профилями ? Пока предполагается печатная деталь и отрезок экструзии 30x30. Надежно ли это ?

4. Насколько жизненна идея отделить силовую схему и механику передвижения головы от корпуса принтера ? Вроде бы - одни плюсы, но никто так не делает почему-то...

Для справки - документация на SBR16 и TBR16

ruomserg писал(а):Почему ? Какие-то подводные камни ?

Перед валами у них лишь одно преимущество - можно использовать длиннее полуметра не боясь провисания под собственным весом. Для типичного размера принтера это мало актуально. К остальным недостаткам валов добавляется проблема с юстировкой. Рельс может работать один, а этих как и валов нужно 2. В итоге цена безымянного комплекта SBR будет сопоставима с ценой безымянных MGN, Hiwin HGR или HSAC GHR. Цена, габариты и зачастую посредственное качество сводит на нет смысл их применения.

ruomserg писал(а):Может быть переосмыслить силовую схему, и выкинуть вертикальные несущие профили ?

Крепить их как и рельс лучше на единую плиту. То что сейчас у вас нарисовано нереально собрать получив правильную геометрию. Если и не будет клинить то наверняка будет закручено винтом...

ruomserg писал(а): Насколько жизненна идея отделить силовую схему и механику передвижения головы от корпуса принтера ? Вроде бы - одни плюсы, но никто так не делает почему-то...

Все зависит от того как далеко вы зайдете, да и плюсы так себе. Если сильно развязать голову и стол можно сильно потерять в максимальных скоростях и ускорениях. Грубо говоря жёсткости их связи должно хватать на то чтобы инерцией головы трясло принтер целиком, а не только механику головы.

OK. Еще вариант компоновки.

Берем профиль 30x120 (максимальный по каталогу соберизавода). Скрепляем два профиля стальными пластинами (например, 120x80), и для верности - еще поперечными профилями 30x30. Это наилучшее приближение к жесткой пластине, которое мы можем получить без станочного парка. Теперь валы гарантировано стоят в плоскости и параллельны друг другу в пределах точности паза профиля. Расстояние между валами получается 240-60=180 мм. Хватит ли такого плеча для фиксации стола по XY ?

В принципе, силовая схема даже упростилась. Есть некое сомнение в жесткости балки 30x240 на кручение вокруг оси Z. С другой стороны, непонятно есть ли в принтере нагрузки, которые будут ее так скручивать ?

Кстати, забавно - принтеру в такой конфигурации в принципе не нужна плоская опора. Можно мысленно подвесить его за силовую балку к крюку на потолке, и он будет по-прежнему печатать...

Картинка:



Пока показаны валы SBR. Если их менять на простые скалки - диаметром 16 уже не обойтись. Учитывая правило: длина <= 20 диаметров, на 400 мм нужны направляющие 20мм минимум.

остановитесь пока не поздно, этот тип слайдеров вообще не предназначен к той нагрузке, которую вы собираетесь сделать основной (отрыв от оси)
консольный стол закрепленный на С образной пружине это даже не смешно.

Согласен. Попробуем в последней схеме заменить SBR16 на полированный вал SFC20.

1. Если ставить каретку SCS20 короткую, то нужно менять профиль подставки стола на 20x40, иначе не попадаем в отверстия
2. Если ставить каретку SCS20L, то можно 30x60 или 20x60. Дает ли реальные плюсы длинная каретка в такой схеме ?
3. Вырисовывается некое неудобство с держателями валов SH20: у них межцентровое расстояние 45мм. Нужно или делать горизонтальные пояса для их крепления (и потерять строгую вертикальность, которую дает профиль) - или вместо профиля 30x120 ставить 30x90 и еще доп.профиль 30x30 с зазором 15мм (жесткость ?). Что лучше ?

Картинка:

Занимаемся проектированием головы. Смотрим, что делают люди:

https://www.thingiverse.com/thing:2138286



Что вызывает настороженность:

1. Крепление оси X к кареткам MGN довольно слабое - пластиковый угол.
2. Высокие "башни с роликами" на оси X.
3. Не предусмотрен механизм натяжения ремней

Теперь пробуем нарисовать свое:



1. Крепление балки оси X к кареткам оси Y можно выполнить на стальных пластинах с шагом отверстий 20мм. Толщина пластин 2мм. Есть вопросы по стойкости на кручение - но кажется, что будет уж точно не хуже пластиковых уголков первой схемы.
2. Но есть проблема - стандартные отверстия в пластинах идут d5.5, а резьба в каретке M3. Следовательно, придется печатать пластиковые переходные втулки 5.5x3x2, чтобы пластина не елозила в отверстиях.
3. Ролики к балке по оси X крепятся болтом M5 и разделяются шайбами. Высота роликов для универсальности взята 10мм (а не 6).
4. Строгая параллельность исходящих ветвей ремня обеспечивается креплением дальних (от двигателей) роликов на пластину с шагом отверстий 30мм. Третье отверстие пластины 20мм при креплении на MGN12H находится ровно там же, что второе отверстие пластины 30мм при креплении на профиль.
5. Зеленые ролики являются свободными (не влияют на параллельность ветвей ремня). Оттяжкой их по оси X можно регулировать натяжение ремней.
6. Крепление двигателей придется печатать "по месту" для обеспечение параллельности ветвей ремня - но радует, что оно не консольное.
7. Двигатели, естественно, вынесены за пределы области печати.

Что можно улучшить ?

на "подумать":
(в качестве подсказки - двигатели должны быть размещены так, чтобы перекрестие ремней было гладкими спинками друг к другу)

Ага - там из рисунка не очевидно, и я в тексте не отметил: используется схема CoreXY без пересечений с двумя ремнями в разных уровнях (иногда называется fabtotum).



Синий ремень ниже оранжевого.

Оранжевый верхний и синий нижний ролики на балке X - гладкие (обкатываются гладкой частью ремня). Остальные все зубчатые GT2.

Есть ли смысл гнаться за роликами большого диаметра (36 или 40 зубцов) для увеличения радиуса изгиба ремня ? Или стандартные 20-зубые вполне пойдут ?

Некрасиво, что моторы стоят один ниже другого - но предварительно, оба есть за что зацепить.

ролики большого радиуса предпочтительнее - меньше пассивная нагрузка
ремень широкий предпочтительнее - меньше тянется
ремень со стальным кордом предпочтительнее - меньше тянется (но и пассивная нагрузка на оси выше!), несмотря на множество рекламаций на ремни со стальным кордом в принтерах от одного известного российского производителя, все же рекомендую, только брать нужно качественный ремень с полукруглым зубом, например HTD3M15

Добавлено спустя 56 секунд:
избегайте консольного закрепления в пассивных роликах !

Предполагалось использование ремня GT2 с алиэкспресса. На выбор есть 6мм или 10мм шириной. Gо материалам - либо резина+стекло, либо полиуретан+металл. На текущем принтере стоит черный 6мм GT2. Про HTD3M ничего не знаю - судя по чертежу ремня, это некий аналог GT3. В чем смысл увеличения шага между зубами ?

Ролики. Для роликов на балке оси X никаких вариантов кроме консольного крепления не вижу. Неужели болт 5x25 будет выгибать ? В принципе, можно поставить пластину пошире и сделать домик для роликов - но будет ли реальная польза от этого мероприятия ? Понятно, что если забабахать на фрезере единую деталь крепления к MGN12 и по-совместительству держатель для роликов - будет круто. Но у меня доступа к фрезеру нет. А придаст ли прочности пластик? Вряд ли...

Ролики около стенки находятся в лучшем положении. Я там специально нарисовал профиль 30x90, чтобы к нему закрепить деталь крепления роликов. Таким образом, приложенные к ролику силы будут работать на отрыв детали от стенки - и это, видимо, нормально.

ruomserg писал(а):Для роликов на балке оси X никаких вариантов кроме консольного крепления не вижу. Неужели болт 5x25 будет выгибать ?

вы ищите оправдания для собственного решения, не стоит, кроме Вас это никому не грозит
просто решите - набиваем шишки сами или слушаем про шишки других.
P.S. выворачивает каленый (черный) болт M8 из алюминиевой заделки глубиной 6 мм
нагрузка вибрационная

А варианты какие ?

1. Сверху ставим еще одну такую пластину. Между пластинами ставим пластиковую фигурную проставку ("домик для роликов"). Нижнюю пластину к MGN12 крепим двумя короткими болтами M3 по диагонали. Еще два болта M3 ищем длинные и притягиваем ими обе пластины к MGN12. Пластины между собой крепим еще тремя болтами M5.

2.Берем вот такой монстрообразный уголок соберизавода:



Узкой частью опираем на MGN12. На оставшейся части строим пластиковый корпус. Ребра жесткости можно забабахать о-го-го какие - места навалом.

3. Вместо профиля 20x20 ставим 20x60 - вместо уголка строим корпус на профиле. Но это ж в три раза масса оси X вырастет !

По какому пути идти лучше ?

конструкторская деятельность это поиск компромиссов или гениальных идей отметающих компромиссы
я бы нашел доступ к чпу фрезеру, и проектировал бы под него, но проверял на полностью печатных деталях

Соединяем кинематику головы и корпуса



1. ШВП планируются 1204 с установкой в нижние опоры BK10.
2. К сожалению, присоединительные размеры BK10 никак не стыкуются с профилем. Поэтому боковые опоры крепятся на горизонтальный профиль за 2 штатных отверстия из четырех. Тыловая опора крепится с одной стороны в штатные отверстия, а с другой - на печатный адаптер.
3. Нужно ли фиксировать верхние концы ШВП (на наших-то скоростях и нагрузках) ? Если нужно, то стоит ли покупать штатные опоры BF10 - или ограничиться самопалом из печатной детали и подшипника с внутренним кольцом d8 ?
4. Опора принтера на стол в трех точках - две ноги впереди плюс силовая балка сзади. Ход "ног" по вертикали в разумных пределах не должен влиять на качество печати, т.к. ноги поднимают или опускают одновременно и раму головы и ШВП углов стола. Таким образом, взаимное положение экструдера и стола практически не меняется.
5. Термоизоляция (скорее, защита от сквозняков): планируется из сэндвич-панелей (пластик+пена+пластик), применяемых в монтаже пластиковых окон. Устанавливаются на профиль через резиновые втулки.
6. Как организовать подвод кабелей к голове принтера ? Можно поставить два гибких лотка для кабеля - по оси X и Y. Можно поставить один из угла. Что лучше ?

подсказка:
EK10 + EF10
ставятся так:

Добавлено спустя 4 минуты:
подвод кабелей к голове кабель каналом, посмотрите тут forum87/topic7165.html#p376966
тяните сразу не менее двух трубок фторопластовых 2in/4out (лучше сразу 4) и не менее 4 UTP кабелей по 8 жил (обзательно мягких многожильных и из дорогих - чтобы сечение меди было как можно больше)