Mi diseño SCARA/Polar

Bueno empece con mi diseño en el grupo de polares y brazos roboticos pero ahora lo voy a seguir aca porque es mas facil entenderse con ustedes jaja
las bases para el diseño son básicamente:
-posibilidad de auto replicarse
-utilizar la menor cantidad de vitaminas y utilizar las mas comunes
-posibilidad de incorporarle un scanner 3D(razón principal por la que es "polar")
-sencillez en el diseño

ahora yo se que todos se van a preguntar que tiene de brazo scara pero en realidad si yo en lugar de girar la base girara mediante un brazo el abanico de extrusores seria un semibrazo scara, a resumir de cuentas lo que cambia es que gira la plataforma solamente

la diseñe para tener 6 extrusores aunque por ahora no hay electrónica o firmware que se los banque, puede funcionar con 2 o 3 que creo es lo máximo que se ah llegado

aunque todavía no esta terminado el diseño lo básico esta
y por eso lo comparto con ustedes para ver que opinan y que cambios sugieren

Marcos le veo muy buena pinta.

Si me permitis la critica: Lo unico que no se si me convence es la posicion de las guias del eje Z respecto del peso del conjunto que soportan. Como vas a comandar el eje Z? El agujero que se ve en la pieza gris es para una varilla roscada que gobierne la posicion en Z?

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correcto ese espacio es para la varilla roscada

sobre el peso lo pense y por eso coloque los rodamientos lineales en distinta linea que la varilla aunque nose si realmente de resultado
es una de las cosas que mas me preocupa porque cuando tenga los 6 hotends y el filamento empujando hacia abajo por la distancia que tiene genera un momento grande que realmente no se si resista
como las colocarias?

Si, visto de frente, moves las barras de manera que la varilla roscada coincida con el centro de masas del conjunto achicas un poco la distancia y achicas asi el momento. Yo mantendria la varilla roscada en el mismo plano que las barras lisas, y centrada entre las dos. Ademas en cada barra lisa vas a tener que usar dos rodamientos lineales, para que puedan existir las cargas radiales que van a compensar el momento que siempre vas a tener.

Acordate que el momento a soportar es el producto del peso del conjunto por la distancia que exista entre su centro de masas y la varilla roscada. M= F*d
El momento resistente va a salir de las fuerzas radiales en los rodamientos, siempre va a ser igual al momento a soportar porque el equilibrio se tiene que cumplir. Aca seria el valor de la fuerza radial en el rodamiento por la distancia entre los dos rodamientos. Como el momento ya lo tenes porque sale de la carga y es constante, te queda que a mayor distancia entre los rodamientos, estos van a estar menos solicitados.

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Hola Marcos: Estoy viendo tu proyecto y se ve muy interesante y original. Con respecto al diseño te puedo dar alguna opinión (creo que en este tema me siento más a gusto).
Yo lo haría simétrico (salvo que sea un gusto muy personal tuyo o alguna otra cuestión formal) Siempre lo simétrico, por lo menos en mecánica, funciona todo mejor, los centros de gravedad están mejor localizados, si se genera algún momento es mas fácil calcularlo para compensar por otro lado etc, etc,
Con respecto al motor que maneja el abanico de hotends (lo llamo asi porque no creo que vayas a poner los extrusores ahí porque el momento que van a generar va a ser demasiado) mi opinión es que lo ubiques lo mas atrás posible para contrarrestar justamente ese momento, y además si lo haces simétrico compensaría muy bien.
Yo estuve trabajando hace un tiempo en algo similar pero con brazos, es decir que los brazos se movian en el eje Z, pero por ahora lo postergué por la scara multiple. Así que tu proyecto me gusta y te animo a que sigas adelante. Después me fijo y te envío unas imágenes del mío.

Ahi te envío unas imagenes del proyecto en el que estuve trabajando hace varios meses. Es muy similar al tuyo en concepto. Solo que el tuyo no tiene brazos, lo que lo hace mas original. Seguí adelante que este tema de los scara recién empieza.

estoy acercando las varillas a lo mas posible pero el problema se basa en que el abanico ocupa 3/4 del espacio por eso es que no lo puedo hacer simetrico se puede ver en estas imagenes

me gusta tu diseño hermes es muy bueno


Edited 2 time(s). Last edit at 01/15/2014 10:51PM by Gomez.Marcos.

Adhiero a lo dice Hermes de la simetria.
Miro las imagenes y no veo por que no podria ser simetrica. Se podrian correr las barras lisas del Z hacia la izquierda y aprovechar a separarlas un poco mas entre si, poner la varilla roscada en el mismo plano que las lisas. El motor que controla la posicion del abanico iria justo adelante de la varilla roscada del Z; y en la misma linea pero mas adelante te quedaria la base que tambien iria centrada. Si no se entiende mañana subo un croquis.

La cuestion es ver si te gusta como queda esteticamente. Si la asimetria es algo que queres mantener supongo que se puede hacer, aunque lograr la rigidez adecuada va a ser mas complicado, pero todo se puede.

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ahora que lo veo mejor puede ser simétrico es verdad
lo estético no me interesa mucho

lo otro que se me estaba ocurriendo es poner el motor al otro lado de las guías ese peso podría equilibrar el momento
también rediseñe una alternativa no tan ambiciosa con 3 hotends pero mayor precisión
mañana subo unas imagenes del otro diseño y de este asimetrisado y con el motor del otro lado

Ahi te muestro que puede se simétrico perfectamente y está más ordenado todo. Fijate si te gusta y seguí proponiendo. Suerte.

Genial. Lo de poner el motor atras de la varilla roscada no se me habia ocurrido, es muy buena. Yo lo habia pensado exactamente como lo hiciste Hermes, pero con el motor adelante porque no me habia avivado de mandarlo para atras.

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para la carga que va a tener Z, usaria varillas de 10 o 12, con bujes, no rodamietnos lineales

genial, gracias se nota la experiencia que tienen
esta es la altenativa de 3 extrusores con mayor precision que decia anoche
en este si lo hacia simetrico aumentaba mucho la distancia del momento


voy a continuar con ambos
gracias por ayudar con ese problema que me tenia preocupado

...y si tenés problemas de estabilidad:

Yo creo que si la carga radia es alta, como aca, es mejor rodamiento que buje, el movimiento va a ser mas suave. O a que te referias Nicolás? Vos decis porque se puedan romper los rodamientos? Eso lo podemos calcular, vemos cuanto se bancan y los hacemos laburar a la mitad de la carga (por el coeficiente de chinisidad jaja). De igual manera habria que calcular las barras lisas a la flexion.
Marcos, esos calculos no son para nada complejos, todo lo contrario. Si queres los hago y los subo aca. Me haria falta la distancia, aunque sea estimada, que hay entre el plano de las barras lisas y el centro de giro del abanico. Si suponemos una carga de 1,5 kg en ese punto no le vamos a errar demasiado, al menos no para abajo que seria lo grave. Mas adelante si queres los rehacemos con datos mas precisos, pero no creo que cambie mucho.

Hermes la tercer guia lineal no va a mejorar la estabilidad, los rodamientos o bujes no aportan fuerzas axiales (justamente esa es la idea, fuerza cero en la direccion axial para que se mueva con suavidad). Y tampoco resisten momentos, por eso para contrarrestar el momento de la carga hay que usar dos rodamientos en cada barra lisa. En ambos van a aparecer fuerzas radiales de igual valor, pero en uno para un lado y en el otro en sentido opuesto (justamente la definicion de "par o momento de fuerzas": dos fuerzas de igual magnitud, paralelas y de sentido opuesto. El unico efecto que causa esto es una rotacion).

Saludos!

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santafesino, lo que digo es que los rodamientos van a tener una carga despareja, van a laburar chuecos, teniendo en cuenta el coeficiente de chinisidad en la tolerancia y las varillas trefiladas (si son calibradas, mejor). A la larga se van a hacer surcos en las varillas y las bolitas de los rodamientos se van a gastar. Los bujes, con paciencia, los podes encontrar en incrementos de 0.1mm, con lo cual, podes encontrar el buje justo para la varilla que tengas.

Pone los calculos, quiero saber!

estas sos las distancias en el de 3


y estas del de 6


Edited 2 time(s). Last edit at 01/17/2014 09:07AM by Gomez.Marcos.

Si, me di cuenta de eso del surco en la barra despues que me mande el mensaje. Es verdad que el mantenimiento va a salir mas barato con bujes, pero tambien hay que pensar que el eje z no se mueve tanto como los otros, habria que ver cuanto duran los rodamientos y las barras en relacion a la vida util de la maquina. Hoy ponia rodamientos sin dudar, ahora me dejaste pensando, ja.

Asi como esta el diseño tenderian a trabajar chuecos, soportando el momento, pero no hay que hacerlos trabajar asi. Dudo siquiera que puedan moverse en esa condicion. Por eso en el otro mensaje digo que lo mejor es poner dos por barra, separados una distancia, entonces solo aparecen en ellos cargas radiales, que son las que fueron pensados para soportar. De esa forma no trabajarian chuecos.
Mira esta imagen de la base de una tantillus. imagen
Aca hay que hacer exactamente lo mismo ya que es el mismo tipo de problema. La unica diferencia es que aca tenemos mas peso y mas lejos del apoyo, y hay que considerar tambien algun esfuerzo por la inercia del brazo al moverse durante la impresion.

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puse varillas de 10 con lm10uu cual seria la distancia ideal entre los rodamientos de la misma guia?
quizas unos rodamientos skf valgan la pena en relacion costo duracion?

Edited 1 time(s). Last edit at 01/17/2014 09:33AM by Gomez.Marcos.

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Lo que aprendí gracias a google y mi abuela (Conceptos Básicos de las impresoras 3D)

Dale con los chinos. Para el eje z por lo menos, que como maximo lo vamos a mover 200 mm para abajo y 200 para arriba en cada impresion de varias horas, el calculo da que son eternos (en el orden de millones de horas, y eso que supuse que se bancan la mitad de lo que dicen los chinos). Con 65 mm de distancia los rodamientos tendria que andar, medida entre los centros de los rodamiento. Ya te confirmo si la barra lisa no se va a doblar mucho.

Igual falta calcular tambien el efecto del brazo cuando se mueva para imprimir. Hay que ver bien la masa en movimiento y la aceleracion que pretendes usar. Ahora mismo ya no tengo ganas jaja, pero mas tarde o mañana te calculo eso tambien. De ahi va a salir la distancia entre las barras lisas. Es el mismo problema del momento causado por el peso, pero en vez de ser en un plano vertical es en el plano horizontal. Siendo estricto tambien habria que considerar que el brazo se puede retorcer porque los hotend hacen fuerza un poquito mas abajo que el apoyo del brazo, pero ese calculo no lo vamos a hacer porque el efecto es menor y ya sobredimensionamos en los otros dos calculos.

Ya le saco fotos a la hoja donde hice el calculo y la subo.

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El calculo. Lo hice lo mas detallado que pude asi es facil que le encuentren un error si lo tiene.
Te debo el calculo de la barra lisa, lo empece y no lo termine. Cuando junte ganas para sentarme a renegar un rato con las ecuaciones te lo subo, igual con 10 mm va a andar seguro. O capaz que lo tiro en la compu a ver que sale por elementos finitos jaja, eso es mas facil y rapido jajaj





Caulquier cosa, error o lo que sea chiflen.
Saludos.

Edited 2 time(s). Last edit at 01/17/2014 03:28PM by santafesino.

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genial ya hice las modificaciones para la distancia entre los rodamientos faltaria entre las varillas pero creo que es suficiente la que tiene
ademas cambie a varillas por del 10

sobre los calculos llegue hasta ahi nomas con dinamica ahi si que ni idea

Edited 2 time(s). Last edit at 01/17/2014 06:39PM by Gomez.Marcos.

La distancia entre barras es mas critica si queres imprimir a alta velocidad que la distancia entre los rodamientos. Ya vimos que los rodamientos no tienen drama, sino que el problema puede estar en la flexion de las guias. Si la guia de deforma un poco por el peso no es gran problema, porque de ultima siempre va a estar en el mismo lugar y nunca vas a ver la diferencia entre la barra deformada y la barra sin carga (hablando de deformaciones razonables, claro).
Pero si las barras se deforman por el movimiento del brazo al imprimir van a aparecer vibraciones, se nota en las piezas como pequeñas ondas. Todo depende de la aceleracion que pretendes lograr con la maquina. Para tener referencia creo que en la tantillus, que es de lo mejor en ese sentido, estan usando 10 m/s^2. Si te parece apuntamos a ese valor, o uno mas alto si queres. Es cuestion de ver hasta donde se puede llegar sin que la estructura se vaya muy arriba en cuanto a costo.

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las cuentas que saque del costo son bastante bajas(teniendo en cuenta que son 3 hotends) hasta podria decir que por debajo de mi objetivo
cuanto crees que podria alcansarse? y que es lo que puede aumentar el costo?

En el costo de la estructura no se cuando se te va a ir, pero siempre es mas barato hacer una estructura asi nomas que una bien rigida (pero tambien asi va a andar la maquina, te lo digo yo que tengo una i2 y es malisima en cuanto a rigidez; no se puede imprimir rapido porque se sacude para todos lados).
En general el costo aumenta de forma exponencial con la performance que queres lograr, por eso siempre esta la solucion de compromiso entre los buenos resultados y lo que es rentable economicamente.
Aparte de las barras lisas todo el resto debe acompañar en la rigidez, y todo suma, una barra de 10 o 12 es mas cara que una de 8; y si pones barra de 10 tenes que hacer otras cosas tambien mas robustas porque sino la falla la vas a tener en otro lado. A medida que vayas avanzando y mientras este a mi alcance no tengo drama en ayudarte con los calculos, para ver que salga un bicho bien robusto; y que se banque lo que vos esperas que se banque. Y si le erramos y no sale como esperabas por lo menos vas a tener a quien hecharle la culpa jaja

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entonces un bicho robusto va a ser jaja
la verdad no tengo conocimiento de la resistencia de las piezas impresas serán lo suficientemente resistentes? capas de un plastico con mejores propiedades como nylon?
lo otro que me preocuparia ahora es cual seria la mejor forma de conducir las poleas habia pensado en una buena tansa, porque las correas me parece que son muy elasticas o no?
obviamente va a haber que agrandar la base
todo esto posiblemente quite la posibilidad de autoreplicarse pero va a valer la pena

sobre todo muchas gracias por ayudarme con los calculos y la parte mecanica es sabido que todos tenemos nuestras cosas, y aprecio mucho que dediques tiempo a esto

Las piezas plasticas, segun el diseño y la forma de someterlas a las fuerzas, van a ser mas que suficiente. Eso es muy dificil calcularlo o modelarlo (por lo menos hasta donde llegan mis conocimientos), incluso por elementos finitos; porque nuestras piezas no son homogeneas (estan hechas a base de trazos de plastico y suelen estar parcialmente huecas) ni isotropas (en la direccion normal a las capas se comportan diferente que en las dos direcciones paralelas a las capas).
A ojo vamos a poder decir "esta pieza se la banca mas que esta otra", pero la unica forma de saber realmente va a ser probando. Lo que si: las piezas impresas resisten muy poco a la traccion en el sentido normal a las capas, se despegan. Siempre al diseñar las piezas hay que tener en cuenta como las vamos a cargar con las fuerzas y como las vamos a imprimir.

Creo que las correas son mejores que cualquier tanza. No se estiran como uno pudiera pensar. Habria que mirar cuanto se bancan los nema17 y las correas y estirarla al mango, y te va a quedar muy firme. Si no te conforma siempre podes poner doble correa, pero primero te diria que pruebes con una sola bien tensada, que suele ser suficiente.

Nos hablamos. Saludos.

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ok entonces lo mejor seria imprimir el carro con material de soporte y quizás con algunos cálculos imprimirlo con una inclinación que aumente la rigidez contra los esfuerzos que tiene que resistir

el resto de las piezas son simples
el otro detalle es la plancha de atras que nunca lo dije pero planeo que sea de policarbonato (por eso que es transparente)

genial, me gusta como viene!

Cuando el diseño este listo para una version inicial, yo armo una y ayudo con el testing!

eso seria de mucha ayuda nicolas gracias por el apoyo

el tema de la correa estuve buscando y para la relacion de 10 tendria que ser de 16 y de 160 la conducida pero la de 160 no se consigue tan facil habria que imprimirla y nose que precision puede llegar a necesitar

voy a hacer los calculos de precision de la maquina para ver si es suficiente