Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Намоточные, сверлильные, электроэррозионные и другие станки с ЧПУ.

Стоит ли делать хоббийные станки 2го поколения типа "Рука"

Можно выбрать только 1 вариант ответа

 
 
Результаты голосования

Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Гармонист » 06 авг 2011, 01:21

Предыстория: http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=1073&p=6946#p6946

Цель темы

доказать что постройка такого станка в домашних условиях не оправдана

Аргументы против: (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
PKM писал(а):Основной минус руки - гораздо сложнее получить высокую жесткость и точность.
...при последовательном соединении 5 одинаковых шарниров общая жесткость будет в 5 раз меньше (при параллельном - в 5 раз больше). Соответственно и точность позиционирования при последовательном соединении будет в 5 раз меньше (условно).

PKM писал(а):Проблема в том, что все деформации в руке умножаются многократно, благодаря длинным рычагам.

слово "деформации" читать как "люфт", "жесткость", "точность".
Nick писал(а):С рукой сложнее, потому, что на ней развиваются очень большие моменты. Т.е. потребуется привод способный компенсировать момент создаваемый силой на рычаге длинной в руку.

PKM писал(а):Чтобы жесткость была достаточной для обработки металла, такая рука должна быть раз в 5 больше. А это уже не самодельный уровень, и скоростей нормальных достичь будет сложно.


либо

Либо создать чертежи, описать процесс его создания на дому и доказать его оправданность.

Мнение №1
PKM писал(а):Конечно, собрать станок можно, и как-то фрезеровать он будет



Мысли вслух... (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Я сейчас имею в виду хобийные станки.
Т.е. вместо того чтобы собирать портальный 5иосевой станок стоит делать станок 2го поколения.(?)
В и-нете полно таких станков, но я видел очень мало домашней сборки, а не заводской.

Почему не делают хобийные станки этого типа? Такие станки хуже портальных? Или их невозможно сделать в домашних условиях?

Потому что нет примера, чертежей, фоток, описаний...
Нет ПО. Т.е. на emc2 можно написать управление таким станком, но я не видел. Может плохо искал. Дайте ссылки.
По этим причинам Знаменитого Графа можно заслуженно назвать отцом массового станкостроения. Он не был первым в этом деле, но он первый кто доступно с картинками описал весь процесс создания в Домашних Условиях!


Почему предлагаемый мной станок на порядок лучше портального, из-за чего я и назвал его 2е поколение? (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
  • Портал ограничивает размеры заготовки размерами портала.
    Станок с чпу типа рука лишена этих недостатков.
  • Кроме того - при одинаковых размерах заготовки - станок типа "рука" понадобится размером на порядок компактнее(меньше места в квартире) и легче(менее энергопотребляем, дешевле транспортировка),
    чем портального типа.
    Взять хотя бы, например, отсутствие за ненадобностью таких дорогих деталей как:
    ШВП/РВП(правда - только для конструкции когда двигатель вращает ось :think: )
    и направляющие(правда - тоже не всегда от них можно отказаться :think: ).
    Но добавляются редукторы и подшипники. :think:
  • Станок "рука" легче собирается(за счет меньшего кол-ва деталей)...(правда сами детали - сложнее...)
  • Если использовать в суставе гипоциклоидные, волновые или планетарно-цевочные в которых не используются шарики, то сами эти редукторы и суставы... т.е. большую часть станка можно сделать самому дома! Т.е. все детали для этого станка, кроме контроллера и движков, можно собрать на самом этом станке! О чем - именно сейчас мечтает команда MakerBot - открытого станка с чпу. Роботы, которые могут воспроизводить сами себя...


Итак - чертежи и проектирование:...

Позже вставлю свои чертежи...
Общее описание типа станка (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Станок должен иметь минимум 5 осей.
тут про кинематику много-осевых станков в общем http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=40&t=1149

IMG_0256.JPG
схемка станка - 5 осей (тип 1)
IMG_0256.JPG (8.05 Кб) Просмотров: 34390

Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука" станок 2го поколения типа 'Рука'.jpg
станок 2го поколения типа 'Рука'

Оси А и D - горизонтальные, а B, C, E - вертикальные.
В конце зажат фрезер/гравер/бормашинка/карандаш/...

вот примерно такого типа:

Видео работы станка типа "Рука"


Задача №1: - ЛЮФТЫ, неточности, жесткость...

- 5и осевая рука имеет 5ть плечей - каждый имеет какой-то люфт - соответственно люфт фрезы будет складываться(умножаются) из всех 5и люфтов.

Приветствуются ваши предложения по решению этой не простой задачи.

Решение №1 - специальная конструкция суставов. (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
большую жесткость и безлюфтовость можно достичь настройкой и специальной конструкцией.
Например я предлагаю использовать два подшипника разнесенных друг от друга на небольшое расстояние.
Аналогичная(как мне показалось) мысль:
Nick писал(а):Подшипника нужно минимум два! И разнести из по возможности.

схемка:
Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука" Схема вертикального сустава (версия 2).JPG
Схема вертикального сустава (версия 2)

aegis писал(а):даже минимальный зазор в шарнире даст приличный люфт (зазор в подшипнике шарнира скажем 1 микрон при диаметре обоймы 10мм даст люфт 0.1мм на плече в 1 метр. вся беда в том, что подшипников с такими люфтами проблемно купить или сделать.

PKM писал(а):как раз зазоры в подшипниках проблемой не являются. для этого есть конические роликовые подшипники, установленные с натягом
а вот редукторы сделать с натягом - будет большой износ


Решение №2 - распознавание положения инструмента в пространстве налету (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
...распознавание налету при помощи видеокамер/датчиком/другое на основе чего программно компенсировать люфты!
К этому я сам больше склоняюсь, т.к. это более перспективное направление.
PKM писал(а):В статике компенсировать люфты возможно. Но не в динамике. Поэтому люфтов быть вообще не должно.


...но тут сложно и много против...
Использование видеокамер в качестве датчиков положения

Nick писал(а):Кстати немаловажная проблема, частота кадров видеосенсоров около 25 Гц, этого недостаточно для полноценной компенсации люфтов. Скорее нужно использовать боле простые аналоговые датчики расстояния до определенных точек.

АБу писал(а):1 кадр на 0.1 мм перемещения. на 25 кадров в секунду. итого 2.5мм/сек или 150мм/мин чем плохо для хобби?
может и боян (но сам придумал): конструкция сустава с 2мя безлюфтовыми осями вращения. имхо +-45 градусов должно получится по обоим осям


Гармонист писал(а):Можно использоваться прогнозирование. Понятно что видеокамера работает недостаточно быстро, но не обязательно её использовать как датчик. Можно время от времени получать текущее состояние заготовки(3д образ), сравнивать с целевым 3д образом. Таким способом можно накопить достаточно информации по компенсации люфтов...


Гармонист писал(а):1000000 кадров в секунду


Nick писал(а):но стоят эти 100000 кадров в секунду по 100$ за каждую секунду :hehehe:


Гармонист писал(а):Думаю не сильно сложно будет заставить быстрее работать вэбку если повысить частоту кварцевого генератора. Просто глаз быстрее не поймает частоту - поэтому делают 25Гц для экономии или для того чтобы проц/кварц не грелся...
Может я ошибаюсь - поправьте кто в этом разбирается.

Nick писал(а):Не, не выйдет, чем больше частота развертки, тем меньше экспозиция кадра, тем темнее он получится. Плюс к этому, 100 и более герц на камере, не уверен, что ты сможешь обработать такой поток информации в реальном времени. Распознавание образов работа не простая. И при работе с графикой проводится уйма вычислений, которые не способствуют быстродействию.



на счет точности видеокамер:
Пример: Увеличение 1х1000


Другие методы
Nick писал(а): Если плечи и суставы жесткие, т.е. нет прогиба на плече и сустав вращается только в одном направлении, то можно поставить энкодеры на суставы.

Nick писал(а): Если сочленения и плечи не жесткие, то придется хитрить.
Первый вариант, мы все равно хотим отслеживать положение относительно каждого сустава. Тогда помимо энкодера на суставе, добавляем систему слежения за точкой на другом конце плеча и добавляем их показания к показаниям энкодеров. Такие системы, вроде, не сложные, реализуются полностью на электронных компонентах без участия компьютера, но вот на счет точности не уверен.

Nick писал(а): Второй вариант, когда датчики расположены непосредственно на исполнительном устройстве. Тут встает главный вопрос в точности. Вариантов много:
  • На инструменте ставим приемник, в комнате несколько передатчиков по времени дохода сигнала определяем местоположение (опять вопрос точности).
  • В комнате располагаем яркие метки, на инструменте камера (вопрос в скорости и точности).
  • На инструменте располагаем яркие метки/передатчики.
  • ...
Основной вопрос в решаемой задаче, по ней нужно составить параметры: частота определения положения (раз к сек), точность определения (мм). По ним думать о системе.


Частичное решение №3 - использовать для сустава заводской, высокоточный редуктор с таким же качественным подшипником: (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Nick писал(а):взять хороший редуктор, с хорошими роликовыми подшипниками
...повесть весь сустав прямо на вал редуктора...
и забыть о всех проблемах. + Еще и компактнее получится.

Nick писал(а):Редуктор нужен! И желательно, чтобы он исключал возможность обратной связи. Более того, от качества редуктора зависит появление люфтов. Поэтому редуктор лучше взять покупной. И, в зависимости от требования по скоростям, возможно червячный.

PKM писал(а):в хороших редукторах угловой люфт порядка 1 угловой минуты. на длине рычага 500 мм это уже 0,2мм
далее, угловая жесткость при размере редуктора 140 мм (это довольно-таки большой, и стоит очень дорого) составляет 54 Нм/угловую минуту. на длине 500 мм это соответствует 108 Н/0.2 мм = 540 Н/мм
в хорошем станке должна быть жесткость 20-50 Н/мкм, т.е в 40-100 раз больше. в хоббийном пусть даже 10 Н/мкм, все равно в 20 раз
даже если взять самый большой редуктор с жесткостью 680 Нм/угловую минуту, рычаг 500 мм даст жесткость всего лишь 6.8 Н/мкм. а диаметр его составит 300 мм при весе килограммов 50.
к тому же при последовательном соединении таких рычагов с редукторами жесткость падает многократно

Bender писал(а):
PKM писал(а):редукторы сделать с натягом - будет большой износ

Там редукторы циклоидные, у которых малый люфт и кпд ок. 90% за счёт использования качения.

Частичное решение №4 - Нахождение и вход в заготовку вдоль оси люфта (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
... использовать метод "Нахождение и вход в заготовку вдоль оси люфта"
http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=1064&p=7188#p7188
результат обсуждения - этот метод неосуществим до появления сверхскоростных двигателей.

Решение №5 - использовать параллельную кинематику (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
...использовать
PKM писал(а):параллельную кинематику

Нашел отличную статью для начинающих по параллельной кинематике с чертежами
http://www.3e-club.ru/view_full.php?id=15&name=mechanisms
И еще статья, но уже посерьезнее с кучей формул и применением нейронных сетей
В ней автор весело называет станки подобного типа "хоботом" :hehehe:
http://technomag.edu.ru/doc/157066.html

но в будущем при создании роботов, этот метод не подойдет.
Как на параллельной кинематике создать такое?

Решение №6 - использовать актуаторы (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
... использовать для перемещения сустава актуаторы (как из станков с параллельной кинематикой)
http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=1064&p=7600#p7581
PKM писал(а):В станках последовательная кинематика на вращательных приводах - заведомо проигрышный вариант.

вспомогательное решение №7 - упругие суставы (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
... сделать суставы упругими, стянуть чем-нить. Для этого использовать например стягивающие пружины.
Тем самым люфт выберется.
Минус - увеличится нагрузка на двигатели.
Как аналогия: 2е гайки на ходовом валу стянутым/разведенных пружиной, для того чтобы выбрать люфт гаек.
Но сила упругости(пружины) должна быть больше сил вибраций, силы отскока фрезы от заготовки,... иначе она бесполезна.
Но т.к. все же небольшой люфт будет, то из-за 5-и суставов общий прогиб будет равен сумме прогибов на каждом суставе.
В результате общий прогиб может случиться таким большим, что вся работа пойдет зря.
В общем это далеко не лучший вариант, но "упругие суставы" как вспомогательная процедура - полезнее чем её отсутствие
т.к. какой-то люфт полюбому будет присутствовать.
Хотя жестко выбрать люфт - может будет лучше... :think:

Частичное решение №8 - использовать тросики (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Nick писал(а): все двигатели расположены в основании робота, а усилия передаются через тросики.

как это делают на промышленных роботах:

Решение №9 - Шарниры в виде параллелограммов (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Nick писал(а):Шарниры можно делать в виде параллелограммов, тогда жесткость будет страдать гораздо меньше...

Решение №10 - использовать сервоприводы/пьезоприводы (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
PKM писал(а): Для такой компенсации понадобятся приводы с очень малой инерционностью. Шаговики не подойдут категорически, да и не всякие сервоприводы.
[spoiler=Решение №11 - использовать автомобильные ступицы]
michael-yurov писал(а):Для суставов достаточно бюджетным решением было бы использование ступиц автомобилей.


Задача №2: большая нагрузка на нижний двигатель(ось В) из-за рычага.

Nick писал(а):С рукой сложнее, потому, что на ней развиваются очень большие моменты. Т.е. потребуется привод способный компенсировать момент создаваемый силой на рычаге длинной в руку.


Решение №1 - использовать редукторы (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Для устранения этого минуса предлагаю использовать гипоциклоидные(похожи на волновые) редукторы.
Видео-схемы, видео работы опытных образцов...
Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука" reducer_mrs_design.gif
редуктор планетарно-цевочного типа

Кажется их еще называют планетарно-цевочного типа.


а вот из пластика.

На этом форуме http://www.chipmaker.ru/topic/46606/ делают такое редукторы правда при помощи профессиональных чпу-центров.
Передаточное число до 1400:1. Можно закрылки самолета тягать :hehehe:
Будет работать медленно, но уверенно.

Решение №2 - подвесить руку! (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Т.е. основание закрепить например к столу или к потолку, а заготовку положить на пол.

Решение №3 - использовать тросики (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Nick писал(а):...хитрая вещь, чтобы уменьшить вес и размер руки, все двигатели расположены в основании робота, а усилия передаются через тросики.

как это делают на промышленных роботах:

Частичное решение №4 - нагрузить сустав С, разгрузить конец "руки" (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
двигатели осей C, D и E - расположить на суставе С, а вращение на суставы передавать посредством... ?


Частичное решение №6 - использовать пневмо-цилиндр (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
использовать пневмо-цилиндр для оси В. Или просто - сжатую пружину.



Примечание: наибольшая нагрузка(из всех) на ось B! (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Поэтому для неё нужен наиболее мощный двигатель.
Ось А испытывает нагрузку только из-за инерции всей конструкции при вращении, но в положении покоя двигатель не нагружается и теоретически его можно вообще выключать. Но это только теоретически - практически из-за нагрузок от фрезы - нужно все же держать ось B чтобы не уезжала. Но можно придумать что-то чтобы снизить энергозатраты при работе оси А.


Задача №3: выбор типа сустава.

в зависимости от типа сустава зависит и разная логика просчета положения инструмента
  1. двигатель висит на суставе (с редуктором, через шестерни) - поворот двигателя пропорционален повороту плеча
  2. актуатор
  3. тросики (тросики можно по разному подключать, поэтому будет разная логика)
  4. ...

Задача №4: ПО для управления.

Вообще-то это сейчас главная проблема, т.к. отсутствие этого ПО не позволяет даже попробовать/посмотреть/потестить как этот станок будет работать.
подробнее... (для просмотра содержимого нажмите на ссылку)
Nick писал(а):Управлять - EMC2 без проблем, а вот управляющие программы нужно будет генерировать на спец программах. Коммерческие, наверное почти все умеют, думаю и свободные программы есть.
...
Смотри, изначально есть материал и модель детали, которую мы хотим получить. На основе этих данных и информации о исполнительном инструменте строится траектория движения инструмента. Потом эта траектория переводится в координаты станка (постпроцессор?) и на основе них строится управляющая программа (Gкод). Потом эту программу можно проверить на правильность - проверить, что не врежемся деталям станка в материал или еще куда, проверим, что не превысим заданные режимы резания.

Собственно построение траектории инструмента - задача очень не простая. А вот при готовой траектории перевести ее в координаты станка гораздо проще. Усли имеем управляющую программу то можно из нее получить траекторию инструмента - это будет отдельный постпроцессор.

(Хотя иногда при построении траекторий учитываются возможности станка, но тут все совсем сложно :geek: .)

Слышал FreeCAD может визуализировать траекторию движения станка этого типа (KUKA) при обработке 3D модели.
Позже разберусь на что способна данная прога чтобы нам помочь...


Nick писал(а):А вообще, все зависит от задач такого робота. Если это просто раскладка с линейными перемещениями, то все просто, если что-то серьезнее, то наверное сложнее. А если совсем вообще, то если есть траектория движения инструмента, то преобразование из стандартных декартовых координат в координаты такой руки делается не так уж и сложно.


Будем расчитывать исходя из того что он должен уметь фрезеровать,
т.к. это одна из наиболее трудных задач из-за вибраций создаваемых фрезером и необходимость обеспечить жесткость для самого процесса реза.



Исходные требования:

Nick писал(а):Кстати, какие планируешь длины каждого плеча, какие скорости перемещения, какие примерные веса на каждое плечо?
  • Данный станок должен уметь фрезеровать твердое дерево с точностью 0,1мм
  • длина плеча В-С 400мм
  • тип сустава - двигатель на суставе, через планетарный редуктор (хотя хотелось бы актуатор, но его сложнее установить(муфты, радиально-упорные подшипники,...))
  • скорости перемещения- ? :thinking:
  • какие примерные веса на каждое плечо - ? :thinking:
  • сечение плечей по типу рельсы
  • ...
--------------------------------------------------
Я бы даже сказал, что "рука" это природное развитие станков. ИМХО: от крабов(стандартные станки) к человеку(2й тип).

Потом вставлю видео, фото и свои чертежи такого станка.

Особенно жду ваших чертежей/наработок/фото/видео станка 2го поколения, советов, комментариев, варианты решений задач...
Голосуем, пишем плюсы и минусы портальных станков и станков типа "рука".
Последний раз редактировалось Гармонист 29 апр 2015, 10:23, всего редактировалось 52 раз(а).
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1064 - домашний станок типа "рука"
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1107 - быстро создать 3d образ без сканера по фоткам
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1073 - прогноз станко-строения
http://livehistory.ru - мозаика складывается
http://www.economics.kiev.ua - почему все так в нашем мире
Аватара пользователя
Гармонист
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 411
Зарегистрирован: 24 апр 2011, 09:14
Откуда: планета Земля
Репутация: 67
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение PKM » 06 авг 2011, 03:25

Основной минус руки - гораздо сложнее получить высокую жесткость и точность.
В остальном все прекрасно.




Насчет видеокамер - точность распознавания вряд ли сравнима с точностью, необходимой для механической обработки (хотя бы 0,01 мм).
Аватара пользователя
PKM
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 4261
Зарегистрирован: 31 мар 2011, 18:11
Откуда: Украина
Репутация: 702
Медальки:
Настоящее имя: Андрей

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Nick » 06 авг 2011, 15:12

Прямо целый фантастический роман написал :).


На счет нейронных сетей... Это штука сложная и хитрая... Простейшие сети обучить сложным задачам не реально, процесс обучения сложных сетей, не изучен и оооооочень длительный. Представь, ребенок учится ходить около года! А у него в голове как раз нейронная сетка. Только структура "слегка" другая :).

Распознавание образов реально только в заданном классе объектов. Можно конечно сделать систему, которая будет сама делить объекты на классы и она этих класах учиться... Но это разговор для отдельной темы.

По поводу компенсации люфтов по-месту может быть перспективной темой. Но боюсь, что для точной обработки жестких материалов не подойдет. Однако есть 1000 других немаловажных применений ЧПУ. Меня мой папа все время подначивает что-нибудь такое собрать. Он говорит, что сейчас есть много специальных систем для отслеживания положения инструмента, и на основе них можно делать обратную связь.

Вариант с привязкой к объекту через видео тоже интересен. Но гораздо проще расположить в комнате специальные метки и привязываться к ним. Такое может получится делать в реалтайме. Ксати немаловажная проблема, частота кадров видеосенсоров около 25 Гц, этого недостаточно для полноценной компенсации люфтов. Скорее нужно использовать боле простые аналоговые датчики расстояния до определенных точек.

С рукой сложнее, потому, что на ней развиваются очень большие моменты. Т.е. потребуется привод способный компенсировать момент создаваемый силой на рычаге длинной в руку. На портальных станках рычаги гораздо меньше. Ну и опять же люфты, жесткость "пролетов" руки и прочее...

PKM писал(а):Насчет видеокамер - точность распознавания вряд ли сравнима с точностью, необходимой для механической обработки (хотя бы 0,01 мм).

У нас в Питере висела реклама "Лада Калина - сделана на глаз" :). Вот такая:
Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука" kalina2.jpg

И до кучи "Лада Калина - собрана на коленке":
Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука" kalina1.jpg
Аватара пользователя
Nick
Мастер
 
Сообщения: 22552
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Репутация: 1570
Заслуга: Developer
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение PKM » 07 авг 2011, 23:03

Гармонист писал(а):к чему я больше склоняюсь - распознавание образа заготовки, на основе чего программно компенсировать люфты!

В статике компенсировать люфты возможно. Но не в динамике. Поэтому люфтов быть вообще не должно.
Далее, при последовательном соединении 5 одинаковых шарниров общая жесткость будет в 5 раз меньше (при параллельном - в 5 раз больше).
Соответственно и точность позиционирования при последовательном соединении будет в 5 раз меньше (условно).
Аватара пользователя
PKM
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 4261
Зарегистрирован: 31 мар 2011, 18:11
Откуда: Украина
Репутация: 702
Медальки:
Настоящее имя: Андрей

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Nick » 07 авг 2011, 23:15

Шарниры можно делать в виде параллелограммов, тогда жесткость будет страдать гораздо меньше...
Аватара пользователя
Nick
Мастер
 
Сообщения: 22552
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Репутация: 1570
Заслуга: Developer
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Гармонист » 08 авг 2011, 00:48

Nick писал(а):Шарниры можно делать в виде параллелограммов, тогда жесткость будет страдать гораздо меньше...

это как?

Гармонист писал(а):...программно компенсировать люфты!

Nick писал(а):По поводу компенсации люфтов по-месту может быть перспективной темой. Но боюсь, что для точной обработки жестких материалов не подойдет.

PKM писал(а):В статике компенсировать люфты возможно. Но не в динамике.


Почему нельзя это делать в динамике :?:


Но ведь здесь http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=191&p=1849
каким-то образом ведь решили эту проблему!
Правда там кажется будет не 5 шарниров, а 3-4, но все же.
К тому же взгляните как на этом приборе собирают оригами размером с монетку.
Некоторые люфты они убрали интегрированными в шаговые движки энкодерами,
некоторые высокоточной настройкой и безлюфтовыми деталями...
в домашних условиях так не настроишь и денег на такие высокоточные детали не насобираешь... :eh:

но ведь Левша как-то блоху-то подковал! :think:
Кто хочет ищет возможности...
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1064 - домашний станок типа "рука"
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1107 - быстро создать 3d образ без сканера по фоткам
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1073 - прогноз станко-строения
http://livehistory.ru - мозаика складывается
http://www.economics.kiev.ua - почему все так в нашем мире
Аватара пользователя
Гармонист
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 411
Зарегистрирован: 24 апр 2011, 09:14
Откуда: планета Земля
Репутация: 67
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Гармонист » 08 авг 2011, 07:53

PKM писал(а):Насчет видеокамер - точность распознавания вряд ли сравнима с точностью, необходимой для механической обработки (хотя бы 0,01 мм).


Для тех кто еще не видел это видео:

Электронный микроскоп из вэб-камеры за 5 минут. Увеличение 1х1000 :attention:

обратите внимание: видно даже бактерий :!:

Nick писал(а):Ксати немаловажная проблема, частота кадров видеосенсоров около 25 Гц, этого недостаточно для полноценной компенсации люфтов.


Вот это действительно проблема - как её решить, пока не придумал. Но знаю(видел в передаче нэшнл географикс) есть высокоскоростные видеокамеры которыми снимают например полет пули. Думаю не сильно сложно будет заставить быстрее работать вэбку если повысить частоту кварцевого генератора. Просто глаз быстрее не поймает частоту - поэтому делают 25Гц для экономии или для того чтобы проц/кварц не грелся...
Может я ошибаюсь - поправьте кто в этом разбирается.
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1064 - домашний станок типа "рука"
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1107 - быстро создать 3d образ без сканера по фоткам
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1073 - прогноз станко-строения
http://livehistory.ru - мозаика складывается
http://www.economics.kiev.ua - почему все так в нашем мире
Аватара пользователя
Гармонист
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 411
Зарегистрирован: 24 апр 2011, 09:14
Откуда: планета Земля
Репутация: 67
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Nick » 08 авг 2011, 09:39

Гармонист писал(а):Но ведь здесь http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic. ... 191&p=1849 каким-то образом ведь решили эту проблему!
Правда там кажется будет не 5 шарниров, а 3-4, но все же.К тому же взгляните как на этом приборе собирают оригами размером с монетку.Некоторые люфты они убрали интегрированными в шаговые движки энкодерами,некоторые высокоточной настройкой и безлюфтовыми деталями...в домашних условиях так не настроишь и денег на такие высокоточные детали не насобираешь...

Да, но стоит тот агрегат по ссылке около 4 000 000 €! Кстати, в нем использована хитрая вещь, чтобы уменьшить вес и размер руки, все двигатели расположены в основании робота, а усилия передаются через тросики.

Гармонист писал(а):Вот это действительно проблема - как её решить, пока не придумал. Но знаю(видел в передаче нэшнл географикс) есть высокоскоростные видеокамеры которыми снимают например полет пули.

Да, но стоят они опять же, колоссальных денег!

Гармонист писал(а): Просто глаз быстрее не поймает частоту - поэтому делают 25Гц для экономии или для того чтобы проц/кварц не грелся...

Не, не выйдет, чем больше частота развертки, тем меньше экспозиция кадра, тем темнее он получится. Плюс к этому, 100 и более герц на камере, не уверен, что ты сможешь обработать такой поток информации в реальном времени. Распознавание образов работа не простая. И при работе с графикой проводится уйма вычислений, которые не способствуют быстродействию. Обычную камеру можно использовать для контроля дискретных состояний, а не непрерывных.

Например, забиваем гвоздь и камерой отслеживаем не забитую длину, для расчета силы следующего удара.
Аватара пользователя
Nick
Мастер
 
Сообщения: 22552
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Репутация: 1570
Заслуга: Developer
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Гармонист » 08 авг 2011, 12:00

Гармонист писал(а):распознавание образа заготовки поместу налету при помощи видеокамер...,
на основе чего программно компенсировать люфты!

Nick писал(а):Не, не выйдет...


Хорошо. Оставим пока тему распознавания видеокамерами.
Перейдем к датчикам.
Принцип: вешаем на сустав с резцом датчики положения и обратную связь подаем в комп на emc2.
3 координаты для ориентирования в пространстве = 3 датчика Х, Y и Z.

Какие датчики для этого можно использовать :?:
У кого есть опыт в датчиках такого рода и их настройке :?:

Nick писал(а):...сейчас есть много специальных систем для отслеживания положения инструмента, и на основе них можно делать обратную связь.

Огласите весь список пожалуйста... :hehehe:
Выбирать быстрее и легче чем подбирать.
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1064 - домашний станок типа "рука"
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1107 - быстро создать 3d образ без сканера по фоткам
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1073 - прогноз станко-строения
http://livehistory.ru - мозаика складывается
http://www.economics.kiev.ua - почему все так в нашем мире
Аватара пользователя
Гармонист
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 411
Зарегистрирован: 24 апр 2011, 09:14
Откуда: планета Земля
Репутация: 67
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Nick » 08 авг 2011, 12:22

  1. Если плечи и суставы жесткие, т.е. нет прогиба на плече и сустав вращается только в одном направлении, то можно поставить энкодеры на суставы.
  2. Если сочленения и плечи не жесткие, то придется хитрить.
    • Первый вариант, мы все равно хотим отслеживать положение относительно каждого сустава. Тогда помимо энкодера на суставе, добавляем систему слежения за точкой на другом конце плеча и добавляем их показания к показаниям энкодеров. Такие системы, вроде, не сложные, реализуются полностью на электронных компонентах без участия компьютера, но вот на счет точности не уверен.
    • Второй вариант, когда датчики расположены непосредственно на исполнительном устройстве. Тут встает главный вопрос в точности. Вариантов много:
      1. На инструменте ставим приемник, в комнате несколько передатчиков по времени дохода сигнала определяем местоположение (опять вопрос точности).
      2. В комнате располагаем яркие метки, на инструменте камера (вопрос в скорости и точности).
      3. На инструменте располагаем яркие метки/передатчики.
      ...
Основной вопрос в решаемой задаче, по ней нужно составить параметры: частота определения положения (раз к сек), точность определения (мм). По ним думать о системе.
Аватара пользователя
Nick
Мастер
 
Сообщения: 22552
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Репутация: 1570
Заслуга: Developer
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Гармонист » 08 авг 2011, 13:36

В пэинте я не силен :mrgreen:
Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука" Схема вертикального сустава.JPG
Схема вертикального сустава (вариант 1)


когда определюсь со схемой и куплю детали - начну собирать прототип... :twisted:
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1064 - домашний станок типа "рука"
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1107 - быстро создать 3d образ без сканера по фоткам
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1073 - прогноз станко-строения
http://livehistory.ru - мозаика складывается
http://www.economics.kiev.ua - почему все так в нашем мире
Аватара пользователя
Гармонист
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 411
Зарегистрирован: 24 апр 2011, 09:14
Откуда: планета Земля
Репутация: 67
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Nick » 08 авг 2011, 14:11

Подшипника нужно минимум два! И разнести из по возможности.

Кстати, какие планируешь длины каждого плеча, какие скорости перемещения, какие примерные веса на каждое плечо?
Аватара пользователя
Nick
Мастер
 
Сообщения: 22552
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Репутация: 1570
Заслуга: Developer
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Гармонист » 08 авг 2011, 15:45

Nick писал(а):Кстати, какие планируешь длины каждого плеча, какие скорости перемещения, какие примерные веса на каждое плечо?


С формулами я слабо дружу. Буду подбирать эмпирически. Т.е. методом тыка.
Буду исходить от мощности тех двигателей, которые приобрету - и от них буду рассчитывать размеры.
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1064 - домашний станок типа "рука"
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1107 - быстро создать 3d образ без сканера по фоткам
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1073 - прогноз станко-строения
http://livehistory.ru - мозаика складывается
http://www.economics.kiev.ua - почему все так в нашем мире
Аватара пользователя
Гармонист
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 411
Зарегистрирован: 24 апр 2011, 09:14
Откуда: планета Земля
Репутация: 67
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Гармонист » 08 авг 2011, 16:39

...проблемы с:
Nick писал(а): ...жесткость "пролетов" руки


Что ты имел ввиду под словами ""пролеты" руки"?

Nick писал(а):Подшипника нужно минимум два! И разнести из по возможности.


так?
Хоббийный станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука" Схема вертикального сустава (версия 2).JPG
Схема вертикального сустава (версия 2) с энкодером


Можно ось сустава 1 сделать соосной суставу 2.
Редуктор теоретически можно вообще не использовать, но лучше использовать. :hehehe:
Вариантов много...
Вопрос будет ли это работать с требуемой точностью? есть ли лучше(надежнее/проще) варианты :?:
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1064 - домашний станок типа "рука"
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1107 - быстро создать 3d образ без сканера по фоткам
http://cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?t=1073 - прогноз станко-строения
http://livehistory.ru - мозаика складывается
http://www.economics.kiev.ua - почему все так в нашем мире
Аватара пользователя
Гармонист
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 411
Зарегистрирован: 24 апр 2011, 09:14
Откуда: планета Земля
Репутация: 67
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение PKM » 08 авг 2011, 20:04

Аватара пользователя
PKM
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 4261
Зарегистрирован: 31 мар 2011, 18:11
Откуда: Украина
Репутация: 702
Медальки:
Настоящее имя: Андрей

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Nick » 08 авг 2011, 21:37

Редуктор нужен! И желательно, чтобы он исключал возможность обратной связи. Более того, от качества редуктора зависит появление люфтов. Поэтому редуктор лучше взять покупной. И, в зависимости от требования по скоростям, возможно червячный.

Рука на видео классная, интересно, как у нее с жесткостью?
Аватара пользователя
Nick
Мастер
 
Сообщения: 22552
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Репутация: 1570
Заслуга: Developer
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение PKM » 08 авг 2011, 22:58

Чтобы жесткость была достаточной для обработки металла, такая рука должна быть раз в 5 больше. А это уже не самодельный уровень, и скоростей нормальных достичь будет сложно. В станках последовательная кинематика на вращательных приводах - заведомо проигрышный вариант.

Вот, кстати сварочный робот. Сделан качественно и не из самых дешевых комплектующих, но о резании и речь не идет. Посчитать изгиб одного звена, плюс податливость приводов... Думаю, жесткость порядка 0,1 Н/мкм.
Аватара пользователя
PKM
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 4261
Зарегистрирован: 31 мар 2011, 18:11
Откуда: Украина
Репутация: 702
Медальки:
Настоящее имя: Андрей

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Nick » 08 авг 2011, 23:07

Да, судя по тому, что там на экране изображается, он еще не хило углы скругляет!
Аватара пользователя
Nick
Мастер
 
Сообщения: 22552
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Репутация: 1570
Заслуга: Developer
Медальки:

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение PKM » 08 авг 2011, 23:14

Углы - это особенности планировщика траектории ЕМС2. G61 - и будет все в точности выполнять, но сильно тормозить на углах.
Аватара пользователя
PKM
Почётный участник
Почётный участник
 
Сообщения: 4261
Зарегистрирован: 31 мар 2011, 18:11
Откуда: Украина
Репутация: 702
Медальки:
Настоящее имя: Андрей

Re: Станок с ЧПУ 2го поколения типа "Рука"

Сообщение Nick » 08 авг 2011, 23:16

PKM писал(а):Углы - это особенности планировщика траектории ЕМС2.

Ну, а это напрямую зависит от возможностей станка к ускорению. При G61 - будет сильно тормозить на углах и сварка может стать неравномерной...
Аватара пользователя
Nick
Мастер
 
Сообщения: 22552
Зарегистрирован: 23 ноя 2009, 16:45
Откуда: Gatchina, Saint-Petersburg distr., Russia
Репутация: 1570
Заслуга: Developer
Медальки:

След.

Вернуться в Прочие станки

Кто сейчас на конференции

Зарегистрированные пользователи: antoxa-kylibin, Apiz, Barmoglot, Bing [Bot], Darxton, dpss-2, Gestap, Google [Bot], Jek-66, Kupfershcmidt, mikehv, moonlight1, PavelTch, Prav, tommygun, tovar4i, verser, Yandex [bot], Тагир

Reputation System ©'