Het bouwen van een robotarm

Gepost door Jeroen Vreuls op maandag 30 december 2019 00:18

Bouwen

Nu we het één en ander uitgezocht hebben kunnen we de onderdelen gaan maken.

Hieronder zie je de samengestelde basis met de bovenplaat, de voetplaat en het middenstuk. Alles is van 18 mm MDF gemaakt, dit heb ik gewoon op maat laten zagen, hier hoefde niet veel aan te gebeuren verder.

De bovenplaatDe bovenplaat

Hieronder de voetplaat.

De voetplaatDe voetplaat

Alleen in de voetplaat moest een uitsparing gefreesd worden voor de aandrijving. Hier komt later de tandriem overbrenging in voor de basis.

Hieronder de linker motordrager, daar komt de motor in voor de onderarm.

Linker motordragerLinker motordrager

Hieronder de rechter motordrager, daar komt de motor in voor de bovenarm.

Rechter motordragerRechter motordrager

De dragers worden op de draaischijf gemonteerd en aangedreven door de basis motor.

Hieronder de samenstelling (vooraanzicht) van de rechter en linker drager.

Vooraanzicht van de rechter en linker dragerVooraanzicht van de rechter en linker drager

De dragers worden door middel van twee 5 mm draadeinden aan elkaar gekoppeld. Het geheel is demonteerbaar en dat is nodig voor de montage van de motoren, bovenarm en onderarm. De rechter drager is aan de draaischijf gelijmd. De dragers zijn van 18 mm MDF gemaakt. De dragers zijn in zijn geheel gefreesd en in de zijkanten is een uitsparing gefreesd voor de aandrijving, hier passen de motoren precies in. De motoren worden met vier 4 mm inbusbouten op de dragers gemonteerd. De dragers en draaischijf komen later op een stalen draaiplateau wat weer gelagerd is in de basis.

Hieronder zie je de bovenarm, deze is samengesteld uit drie stukken MDF van 18 mm. Eerst zijn de twee buitenkanten uitgefreesd (de stukken met de rondingen eraan).

Het middenstuk is een rechthoek die later tussen de twee delen met de rondingen is gelijmd.

De bovenarmDe bovenarm

In de twee buitenste delen is nog een uitsparing gefreesd voor een sticker, hier komt later de tekst “ROBOTIC ARM” in te staan.

Hieronder de hevel die de onderarm gaat bedienen.

De hevel voor bediening van de onderarmDe hevel voor bediening van de onderarm

De hevel is gemaakt van aluminium en gaat de onderarm bedienen door middel van twee stangen, de stangen komen tussen de hevel en de onderarm te zitten.

Hieronder de onderarm. De onderarm is samengesteld uit MDF en PVC, het geheel is verlijmd met een twee componentenlijm van Bison.

De onderarmDe onderarm

Aan de voorkant van de onderarm komt een kogellager te zitten voor de as van de pols. Daar komt later de hand aan te zitten. Aan de achterkant komt de as met een koppeling aan de aandrijving vast te zitten.

De motor is een kleiner type stappenmotor met een vertraging van 115,9:1. Ik had deze vertraging nog liggen en heb hem helemaal aangepast zodat het geheel gebruikt kon worden met de kleine stappenmotor. In het MDF gedeelte is een aluminium prop gemaakt van rond 20 mm met een gat van 4 mm. De aluminium prop is weer met twee componentenlijm in het MDF gedeelte gelijmd. Deze proppen zitten ook aan één kant in het ronde gedeelte van de bovenarm. Dit is het draaipunt tussen de boven en onderarm, het geheel wordt verbonden door een stalen as. Tussen de draaipunten van de onder en bovenarm zitten kunststof slijtplaten van 1,5 mm dik.

In het 5 mm gat komt een bout die verbonden is met de stangen die naar de hevel gaan. De stangen zijn van aluminium met daaraan gemonteerde kogelgewrichten, zo kan het geheel spelingsvrij draaien en toch een beetje bewegen. Al is dat niet echt nodig.

De kracht wordt door de stangen overgebracht van de hevel naar de onderarm. Ook kunnen de boven en onderarm apart van elkaar bewegen, de bovenarm kan bijvoorbeeld omhoog bewegen en de onderarm omlaag. Of je beweegt beide armen omhoog of omlaag.

Alle assen kunnen apart of in combinatie bewogen worden en dat allemaal tegelijk. Het is wel zo hoe meer assen er bewegen hoe trager het proces gaat, misschien dat er in de software nog iets veranderd of aangepast kan worden om dit tegen te gaan.

Hieronder de gehele samenstelling van de robotarm.

Samenstelling van de robotarmSamenstelling van de robotarm

Hier is de gehele constructie goed te zien. In de behuizing van de basis zit de tandriem overbrenging van 1,5:1 plus de vertraging van 20:1 van de stappenmotor. Ik heb voor de tandriem gekozen zodat de stappenmotor boven op de basis kwam te zitten, dit is gedaan om de basis wat lager te kunnen houden en om wat tegengewicht te creëren.

In het draaigedeelte van de basis zijn twee kogellagers opgenomen om het geheel soepel en spelingsvrij te laten draaien. De uitsparingen voor de lagers zijn uit gefreesd in het MDF en verlijmd met twee componentenlijm.

Het freeswerk van het geheel is op mijn omgebouwde CNC freesbank gedaan, het tekenwerk is gedaan met Frontdesigner 3.0. Hier kun je HPGL mee genereren voor de CNC freesbank. Het tekenwerk en freeswerk heeft toch behoorlijk wat tijd in beslag genomen, maar ik ben wel blij dat ik doorgezet heb. Maar ik heb wel eens gedacht, waar ben ik aan begonnen. Het heeft dan ook zeker meer dan een jaar stil gelegen voordat ik er weer tijd voor had en niet te vergeten zin in had. Maar het resultaat mag er zijn al zeg ik het zelf.