Ergänzungs-Set Lineartrieb: Unterschied zwischen den Versionen
Case (Diskussion | Beiträge) |
Case (Diskussion | Beiträge) |
||
(109 dazwischenliegende Versionen von 2 Benutzern werden nicht angezeigt) | |||
Zeile 1: | Zeile 1: | ||
− | Diese Seite beschreibt ein Ergänzungs-Set des [[Universal Prototyping Kit]] | + | Diese Seite beschreibt ein Ergänzungs-Set des [[Universal Prototyping Kit]]. Es enthält Komponenten die es ermöglichen zusammen mit dem Basis-Set einen Lineartrieb herzustellen. |
− | + | Ein Lineartrieb kann mit Zahnriemen oder mit Gewindestange angetrieben werden. Zahnriemen erlaubt schnellere Bewegungen (z.B. 3D-Drucker), Gewindestange ist dagegen langsamer, kann aber mehr Kraft aufbringen (z.B. CNC-Fräse). | |
− | + | Bei beiden Antrieben kann die Führung entweder durch ein Gleitlager ("Slider") oder durch ein Kugellager (z.B. Linearkugellager vom Typ "lm8uu") auf einer Achse (z.B. Rundstab mit 8mm Durchmesser) ermöglicht werden. | |
− | + | <hr><hr> | |
− | |||
− | + | = Gewinde-Antrieb LeadScrew = | |
+ | Bei der Spindel-Achse sind die wesentlichen funktionalen Kernelemente eine Motorbefestigungsplatte welche auch gleichzeitig als Festlager funktiert, sowie eine Endplatte als Loslager und eine Kreuzplatte für den Schlitten. Dazu gubt es noch als Mitnehmer einen Spindelmutterblock. | ||
− | + | Die Platten, aber auch weitere Elemente wie SC8UU-Linearkugellager-gehäuse können entweder aus Alu gefertigt sein oder auch wahlweise 3d-gedruckt werden. | |
− | |||
− | + | <gallery widths="600" heights="480" perrow="2" caption="Spindelantrieb mit LeadScrew"> | |
+ | leadscrew2.jpg | Gewinde-Antrieb mit Trapezgewindespindel 8mm | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | === Spindelmutterblock === | ||
+ | |||
+ | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Spindelmutterblock als Mitnehmer"> | ||
+ | <!-- nutblock1a.jpg | Gehäuseblock für Trapezgewindemutter 8mm --> | ||
+ | nutblock1b.jpg | Gehäuseblock mit Trapezgewindemutter. Diese wird noch zusätzlich mit 4 M3x20 Zylinderkopfschrauben gesichert. | ||
+ | nutblock1d_dim.png | Abmessungen des Gehäuseblocks | ||
+ | nutblock1h_dim2.png | Abmessungen des Gehäuseblocks | ||
+ | nutblock1c.jpg | Gehäuseblock transparent | ||
+ | nutblock1f_ass.png | Gehäuseblock transparent und teilassembliert | ||
+ | nutblock1h_chamf.png | Endversion mit gerundeten Kanten | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | === Schlittenkreuzplatte === | ||
+ | |||
+ | |||
+ | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Kreuzplatte für den Schlitten"> | ||
+ | Carriageplate_chamf.png | Kreuzplatte | ||
+ | Carriageplate_dim.png | Löcher für SC8UU | ||
+ | Carriageplate_dim2.png | Löcher für Spindelmutterblock | ||
+ | Carriageplate_dim3.png | Senkungen für SC8UU-Befestigungs-Schrauben | ||
+ | Carriageplate_dim4.png | externe Befestigungslöcher | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Motorplatte === | ||
+ | |||
+ | Die Motorplatte enthält u.a. die Befestigungslöcher für den Steppermotor und dient auch als Festlager. | ||
+ | |||
+ | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Motorplatte"> | ||
+ | mountplate3b_chamf.png | Motorplatte | ||
+ | mountplate_holes.png | Abmessungen der Befestigungslöcher | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === Endplatte === | ||
+ | |||
+ | Die Endplatte enthält ein zz806-Kugellager als Loslager. | ||
+ | |||
+ | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Endplatte"> | ||
+ | endplate1b_chamf.png | Endplatte | ||
+ | endplate_dim.png | Abmessungen der Befestigungslöcher | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | <hr><hr> | ||
+ | |||
+ | = Zahnriemen-Antrieb Triboslider= | ||
+ | |||
+ | <gallery widths="600" heights="480" perrow="2" caption="TriboSlider Achsen"> | ||
+ | triboslider2.jpg|Triboslider-Achsen | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | <gallery widths="300" heights="280" perrow="2" caption="TriboSlider in FreeCAD"> | ||
+ | tribo_slider_timing_belt.png|Triboslider als Baugruppe in FreeCAD | ||
+ | tribo_idler_ass_closeup.png| Triboslider Baugruppe Detailansicht | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | <!-- | ||
+ | Tribo idler ass closeup.png | ||
+ | --> | ||
+ | |||
+ | == Gleitlager-Führung == | ||
+ | |||
+ | Das Gleitlager wird hier mittels eines Slider-Elements realisiert, welches in den Nuten eines T-Slot-Profils als Führung läuft, d.h., das Profil kann hier als tragendes Rahmen-Element und gleichzeitig auch als Führungsschiene verwendet werden. | ||
+ | |||
+ | Besonders elegant bei dieser Lösung ist, dass der Zahnriemen ebenfalls innerhalb der Profil-Nute läuft und somit einerseits geschützt ist und andererseits dem Lineartrieb ein sehr kompaktes Design verleiht. | ||
+ | |||
+ | Ein Video, welches den Lineartrieb in Bewegung und angesteuert durch eine RAMPS-Steuerung vom 3D-Drucker zeigt, gibt es auf YouTube: | ||
+ | |||
+ | |||
+ | <html> | ||
+ | <a href="http://www.youtube.com/watch?v=VLXWz3agxCA"><img src="https://wiki.opensourceecology.de/images/a/a8/Slider_move3.png"></a> | ||
+ | </html> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | (Hier noch gehts zu der im Video gezeigten alten Version V.0x ==> [[triboslider_0x]] (deprecated !) die aber inzwischen zugunsten des neuen Tribosliders obsolet geworden ist.) | ||
+ | |||
+ | |||
+ | === BOM / Montage === | ||
+ | |||
+ | Hier die vollständige Materialliste / BOM: [[BOM Triboslider]] | ||
+ | |||
− | + | Bei der Monatge ist es sinnvoll zunächst die Untereinheiten / Teil-Baugruppen zu assemblieren und diese dann hinterher zur gesamten Achse zusammenzusetzen. | |
− | + | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Montage von Teil-Baugruppen"> | |
+ | Tribo idler ass.png | Idler subassembly | ||
+ | Idler-m8-axis.png | Idler-m8-axis, Achse für die Umlenkrolle | ||
+ | </gallery> | ||
− | + | === Motorhalterung === | |
+ | Halterung für seitliche Aufhängung eines Nema17 Steppermotors, zum Antrieb eines Zahnriemens. Dieser verläuft in der 6er Nute eines 20x20 Tslot-Profils. Die Halterung besteht aus zwei Platten und einem Zwischenstück welche verschraubt werden. Das ist zwar etwas umständlich aber dadurch lässt sich bei 3D-gedruckten Teilen ein günstigerer Faserverlauf erreichen, der eine wesentlich bessere Stabilität bietet. | ||
− | <gallery widths=" | + | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Motormount für Zahnriemenantrieb"> |
− | + | Idler_nemamount_links3.png | Seitenwand mit Befestigungsmöglichkeiten für Nema17 Stepper | |
− | + | Idler_nemamount_connector_3d.png | Zwischenstück | |
</gallery> | </gallery> | ||
+ | === Idler === | ||
+ | Die Umlenkrolle besteht ebenfalls aus zwei Platten und einem Zwischenstück. Das Zwischenstück hat Befestigungslöcher nach unten und zur Seite, die später eine Montage des gesamten Lineartriebes am Maschinenrahmen ermöglichen. | ||
− | <gallery widths=" | + | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Umlenkrolle für Zahnriemenantrieb"> |
− | + | Idler2.png | Seitenplatte für Umlenkrollen-Halterung | |
− | + | Idler connector2.png | Zwischenstück mit Befestigungslöchern | |
− | |||
− | |||
</gallery> | </gallery> | ||
− | <gallery widths=" | + | === Schlitten === |
− | + | ||
− | + | Slider-Elemet, 3d-druckbar, entweder aus ABS oder auch aus speziellem "tribo-Filament" (fa. Igus). | |
+ | |||
+ | |||
+ | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Slider-Element"> | ||
+ | ts3a.png | Gleitelement frontal | ||
+ | ts1h_conn_dim.png | Abmessungen | ||
+ | ts3a_2.png | Gleitelement hochkant | ||
</gallery> | </gallery> | ||
− | === 2. Slider-Halter === | + | === Vierkant-Gehäuse === |
+ | |||
+ | Das Slider-Element befindet sich passgenau in einem Vierkant-Gehäuse mit Gewinden an allen vier Längsseiten. Davon sind jeweils 4 Montagegewinde auf der Ober- und Unter-Seite, welche zur externen Befestigung anderer Teile mit dem Schlitten dienen und jeweils seitlich zwei, welche das Gehäuse mit dem Sliderelement als "Mitnehmer" verbinden. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="squaretube"> | ||
+ | squaretube1c.png | Vierkantrohr mit M6-Gewinden | ||
+ | squaretube1c_dim.png | Abmessungen top-Gewinde | ||
+ | squaretube1c_dim2.png | Abmessungen Seiten-Gewinde | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | <hr> | ||
+ | <hr> | ||
+ | |||
+ | == Zahnriemenantrieb mit Kugellager-Führung Universal-Axis== | ||
+ | |||
+ | Die hier beschriebene Variante einer universellen Achse wurde 2016 von Michel Dhoore für OpenSourceEcology-US entwickelt und ist näher beschrieben im OSE-US-Wiki: [http://opensourceecology.org/wiki/Universal_CNC_Axis opensourceecology.org] | ||
+ | |||
+ | Eine interaktive animierte Explosions-Ansicht des Modells ist zu finden unter: [http://3dcontent.be/axis_8mm_rods/axis_8mm_rods.html 3dcontent.be] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | <gallery widths="640" heights="480" perrow="2" caption="Universal-Achse für lm8uu-Kugellager und Zahnriemen"> | ||
+ | Upk rb8m Whole axis.png | Universelle 8mm-Achse mit Kugellagern | ||
+ | Upk rb8mm Whole axis explode.png | Explosionsansicht | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | Die Endstücke können 3D-gedruckt werden und bestehen aus jeweils 2 Teilen, welche durch Schrauben und Muttern zusammengehalten werden. | ||
+ | |||
+ | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="End-Stücke für Motor-Befestigung und Umlenkrolle"> | ||
+ | Upk rb8mm MotorSide 8mm rods.png | Motor-Seite | ||
+ | Upk rb8mm IdlerSide 8mm rods.png | Idler-Seite | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | Der Transport-Schlitten wird am Zahnriemen "klemm-schlüssig" befestigt. | ||
+ | |||
+ | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="Transport-Schlitten"> | ||
+ | Upk rb8mm Carriage 8mm rods.png | Schlitten | ||
+ | Upk rb8mm Peg 8mm rods.png | Zahnriemen-Stöpsel | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | Ein Endstop-Halter, wie er auch bei 3D-Druckern gebräuchlich ist, kann auf der 8mm-Achse festgeklemmt werden. | ||
+ | |||
+ | <gallery widths="420" heights="400" perrow="2" caption="EndStop-Halter"> | ||
+ | Upk rb8mm Endstop holder.png | EndStop-Halter | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | Hier gibts die Teile im freeCad-Format und als .stl-files zum 3D-drucken: | ||
+ | |||
+ | '''[http://wiki.opensourceecology.de/images/0/09/Universal8mmaxis.zip Download Universal8mmaxis.zip]''' | ||
+ | |||
+ | Und hier ist ein Link auf ein sehr schönes und detailliertes Tutorial zum Zusmamenbau der Achse: | ||
+ | [https://wiki.opensourceecology.org/wiki/3D_Printer_Manual#Axes] | ||
+ | |||
+ | <hr> | ||
+ | <hr> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | <!-- | ||
+ | |||
+ | === Slider-Halter === | ||
Material Aluminium AlMgSi0,5 F22 / EN-AW AlMgSi | Material Aluminium AlMgSi0,5 F22 / EN-AW AlMgSi | ||
Zeile 60: | Zeile 221: | ||
(Anm.: Wenn kein Quadrat-Rohr dann ist noch ein Mittelstück notwendig, welches die beiden Winkel miteinander verbindet.) | (Anm.: Wenn kein Quadrat-Rohr dann ist noch ein Mittelstück notwendig, welches die beiden Winkel miteinander verbindet.) | ||
− | === | + | <gallery widths="420" heights="384" perrow="2" caption="Slider-Halter Konstruktionspläne"> |
+ | Mountplate1b.png|Bild 1: 2D-Konstruktionszeichnung (Bemaßung der Löcher kommt noch) | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | === Spindel === | ||
Material Stahl (?) | Material Stahl (?) | ||
− | - Gewindestange M8 64 cm | + | - 2 Gewindestange M8 64 cm |
+ | |||
+ | - 2 Gewindestange M8 32 cm | ||
+ | |||
+ | - 2 Gewindestange M8 24 cm | ||
+ | |||
+ | - 2 Gewindestange M8 16 cm | ||
+ | |||
− | |||
Zeile 84: | Zeile 257: | ||
Material Stahl | Material Stahl | ||
− | + | 10 Stück Kugellager 608ZZ, mit 8mm Öffnung f. Gewindestange | |
+ | 12 Stück Linearkugellager lm8uu, D=15mm, L=24mm, Dinnen=8mm | ||
+ | (Achtung, es gibt im Handel auch welche mit 25mm und 26mm Längen!) | ||
=== 5. Schrauben === | === 5. Schrauben === | ||
Zeile 113: | Zeile 288: | ||
=== 8. Verbindungsstück Motorwelle === | === 8. Verbindungsstück Motorwelle === | ||
+ | --> | ||
+ | |||
+ | = Konstruktionsbeispiele = | ||
+ | |||
+ | === [[Proof of Concept Slider]] === | ||
− | + | <!-- [[File:myslider1.jpg|256px|thumb|right|Erster Test-Entwurf eines LinearDrives mit PTFE-Slider-Elementen]] --> | |
− | + | <gallery widths="420" heights="240" perrow="2" caption="Erster Test-Entwurf eines LinearDrives mit PTFE-Slider-Elementen"> | |
+ | myslider1.jpg | PTFE-Slider | ||
+ | </gallery> | ||
− | |||
− | |||
− | [[File: | + | === [[Uniscope]] === |
+ | |||
+ | <!-- [[File:Slider mf2016.png|256px|thumb|right|USB-Mikroskop, vorgestellt auf der Makerfaire2016 in Hanover]] --> | ||
+ | |||
+ | <gallery widths="420" heights="240" perrow="2" caption="UniScope"> | ||
+ | Slider mf2016.png | CNC-gesteuertes USB-Mikroskop, vorgestellt auf der Makerfaire2016 in Hanover | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | |||
− | [[Category: | + | [[Category:OSEG - Bereich Technologie]] |
− | [[Category: | + | [[Category:OSEG - UniPro-Baukasten]] |
Aktuelle Version vom 12. August 2020, 17:48 Uhr
Diese Seite beschreibt ein Ergänzungs-Set des Universal Prototyping Kit. Es enthält Komponenten die es ermöglichen zusammen mit dem Basis-Set einen Lineartrieb herzustellen.
Ein Lineartrieb kann mit Zahnriemen oder mit Gewindestange angetrieben werden. Zahnriemen erlaubt schnellere Bewegungen (z.B. 3D-Drucker), Gewindestange ist dagegen langsamer, kann aber mehr Kraft aufbringen (z.B. CNC-Fräse).
Bei beiden Antrieben kann die Führung entweder durch ein Gleitlager ("Slider") oder durch ein Kugellager (z.B. Linearkugellager vom Typ "lm8uu") auf einer Achse (z.B. Rundstab mit 8mm Durchmesser) ermöglicht werden.
Gewinde-Antrieb LeadScrew
Bei der Spindel-Achse sind die wesentlichen funktionalen Kernelemente eine Motorbefestigungsplatte welche auch gleichzeitig als Festlager funktiert, sowie eine Endplatte als Loslager und eine Kreuzplatte für den Schlitten. Dazu gubt es noch als Mitnehmer einen Spindelmutterblock.
Die Platten, aber auch weitere Elemente wie SC8UU-Linearkugellager-gehäuse können entweder aus Alu gefertigt sein oder auch wahlweise 3d-gedruckt werden.
Spindelmutterblock
Schlittenkreuzplatte
Motorplatte
Die Motorplatte enthält u.a. die Befestigungslöcher für den Steppermotor und dient auch als Festlager.
Endplatte
Die Endplatte enthält ein zz806-Kugellager als Loslager.
Zahnriemen-Antrieb Triboslider
Gleitlager-Führung
Das Gleitlager wird hier mittels eines Slider-Elements realisiert, welches in den Nuten eines T-Slot-Profils als Führung läuft, d.h., das Profil kann hier als tragendes Rahmen-Element und gleichzeitig auch als Führungsschiene verwendet werden.
Besonders elegant bei dieser Lösung ist, dass der Zahnriemen ebenfalls innerhalb der Profil-Nute läuft und somit einerseits geschützt ist und andererseits dem Lineartrieb ein sehr kompaktes Design verleiht.
Ein Video, welches den Lineartrieb in Bewegung und angesteuert durch eine RAMPS-Steuerung vom 3D-Drucker zeigt, gibt es auf YouTube:
(Hier noch gehts zu der im Video gezeigten alten Version V.0x ==> triboslider_0x (deprecated !) die aber inzwischen zugunsten des neuen Tribosliders obsolet geworden ist.)
BOM / Montage
Hier die vollständige Materialliste / BOM: BOM Triboslider
Bei der Monatge ist es sinnvoll zunächst die Untereinheiten / Teil-Baugruppen zu assemblieren und diese dann hinterher zur gesamten Achse zusammenzusetzen.
Motorhalterung
Halterung für seitliche Aufhängung eines Nema17 Steppermotors, zum Antrieb eines Zahnriemens. Dieser verläuft in der 6er Nute eines 20x20 Tslot-Profils. Die Halterung besteht aus zwei Platten und einem Zwischenstück welche verschraubt werden. Das ist zwar etwas umständlich aber dadurch lässt sich bei 3D-gedruckten Teilen ein günstigerer Faserverlauf erreichen, der eine wesentlich bessere Stabilität bietet.
Idler
Die Umlenkrolle besteht ebenfalls aus zwei Platten und einem Zwischenstück. Das Zwischenstück hat Befestigungslöcher nach unten und zur Seite, die später eine Montage des gesamten Lineartriebes am Maschinenrahmen ermöglichen.
Schlitten
Slider-Elemet, 3d-druckbar, entweder aus ABS oder auch aus speziellem "tribo-Filament" (fa. Igus).
Vierkant-Gehäuse
Das Slider-Element befindet sich passgenau in einem Vierkant-Gehäuse mit Gewinden an allen vier Längsseiten. Davon sind jeweils 4 Montagegewinde auf der Ober- und Unter-Seite, welche zur externen Befestigung anderer Teile mit dem Schlitten dienen und jeweils seitlich zwei, welche das Gehäuse mit dem Sliderelement als "Mitnehmer" verbinden.
Zahnriemenantrieb mit Kugellager-Führung Universal-Axis
Die hier beschriebene Variante einer universellen Achse wurde 2016 von Michel Dhoore für OpenSourceEcology-US entwickelt und ist näher beschrieben im OSE-US-Wiki: opensourceecology.org
Eine interaktive animierte Explosions-Ansicht des Modells ist zu finden unter: 3dcontent.be
Die Endstücke können 3D-gedruckt werden und bestehen aus jeweils 2 Teilen, welche durch Schrauben und Muttern zusammengehalten werden.
Der Transport-Schlitten wird am Zahnriemen "klemm-schlüssig" befestigt.
Ein Endstop-Halter, wie er auch bei 3D-Druckern gebräuchlich ist, kann auf der 8mm-Achse festgeklemmt werden.
Hier gibts die Teile im freeCad-Format und als .stl-files zum 3D-drucken:
Und hier ist ein Link auf ein sehr schönes und detailliertes Tutorial zum Zusmamenbau der Achse: [1]
Konstruktionsbeispiele
Proof of Concept Slider