基于Ultimaker結構的自動觸摸、按鍵測試裝置-求助Z軸執行模塊

aquze1234

這個項目是打算實現什么功能呢？
答：用三自由度機械手來實現對設備的按鍵、屏幕的穩定性測試，一些設備需要頻繁開關機，一些設備需要頻繁的觸發一些操作。部分設備是可以用軟件腳本來實現的，但是畢竟不符合實際用戶場景。還有些，比如光流傳感器，需要固定在末端，讓機械手來帶動，產生光流數據來測試他。



一開始想到的解決方案時，大學的時候做過一個水培蔬菜移栽機，XY軸用伺服+皮帶驅動，Z軸因為行程是固定的，用的是氣缸。導師的那個項目，經費那年是我們在負責申請，所以還沒批下來，沒有做實物，個人感覺問題會很大。
這個結構，大家見得應該也蠻多的，就是普通的桁架機械手。最大的問題就是X軸要帶的負載是整個Y軸和Z軸的模組，X軸負載比較大。就拿下圖的Makerbot結構來舉例吧，這是個3D打印機的結構，Z軸自由度做在平臺上，單X軸速度受限于負載，整體速度不快。


也考慮過直接用直線模組來搭一個三自由度的，我前期在做另一個項目，他們一開始評審的是想用工業上的懸臂類型的。

emmm，時間比較倉促，我就擼了一個Demo來方便會議討論。


底板呢，就是上次壇友和我推薦的，用的15180工業鋁型材，方便夾具的固定，但是夾具呢，我自己也忍不住要吐槽一下，實在太丑了，也只是理論可行。關于夾具，我準備另開一帖。

但是這個工業機械手的成本，大家看商標大概也知道了直接從Toyo（東佑）擼的一個三坐標模組，一套下來光機械手就得十幾萬吧。

沒辦法也，只能改咯，領導希望機械手主體成本控制在五六千以內~

因為精度要求也不高，所以就把目光投向了3D打印機的領域。

于是發現了新大陸，第一張圖里的已經是很老的機型，早期DIY玩家可能會做的，除了壇友可能也比較了解的Delta和SCARA。

我個人非常喜歡的還有Core XY和 Ultimaker，速度非常快，簡單介紹一下吧。

Core XY：Core XY結構空間利用率高，可以做大行程結構,X軸相對重量輕。可以快速打印。但只能用皮帶傳動，不能用絲桿傳動，皮帶比較長，需要經常維護。



這個結構又稱十字軸，個人非常喜歡，我的新版機器也是基于這個的。具體就看下面吧~



這個是我做的Demo，平臺依舊采用的是15180鋁合金，兩塊板拼接在一起，但是底部打算用剪叉式機構讓他可以升降。

這里是因為，Z軸末端重量盡可能要輕，但是又要滿足多種設備的高度需求，于是Z軸本身的行程被壓縮到30mm。

這里就是最頭疼的地方了，Z軸的運動元件選擇。

最開始選的是這種帶滑臺的直線電機，但是太貴，后來選了淘寶上的步進推桿或者帶編碼器的推桿，倒是不貴了，但太重（其實前面的也很重）

現在打算是用20步進電機模組，然后按壓的模塊裝在模組上。


這張圖里的還是28的，我打算20步進，自己設計一個，行程30mm左右。



電機打算裝在標紅線這里，唉，這里其實真的糾結了很久，下午我把具體的方案，畫出來先吧~

需要的按壓力不大，只需要5~10N就可以了，我自己實測，5N絕對夠了，速度只要10mm/s以上就行。

aquze1234

后來找到一家廣東的產品，好像是出口定制的，參數剛剛適合我~是在太棒了~
但是評論放不了圖片

aquze1234

emmm，論壇最近這么少人嗎~

aquze1234

emmm，最后又改了結構，大家不太熟悉這塊嗎~

aquze1234

現在這個工裝正在找供應商做~
但是國內的廠家，現在最主要推光固化的，這種結構的3D打印雖然好，但是畢竟做出來的效果還是和光固化有一定差距的，都不太愿意做定制。

BobChan117

看你結構，如果是測試設備，前端執行部分是需要防護裝置的吧（防止軟件失誤壓壞產品），

aquze1234

BobChan117 發表于 2018-9-12 11:51
看你結構，如果是測試設備，前端執行部分是需要防護裝置的吧（防止軟件失誤壓壞產品），

是的，之前發這個帖子的時候，執行機構還沒有設計好，前端執行機構不是直線模塊直接輸出，是用彈簧緩沖出力的。
另外還帶光電開關檢測，在接近最大行程的時候，會有預警。

BobChan117

aquze1234 發表于 2018-9-13 09:54
是的，之前發這個帖子的時候，執行機構還沒有設計好，前端執行機構不是直線模塊直接輸出，是用彈簧緩沖出 ...

另外，三軸也沒你想的那么貴，國產的三條模組1w左右就可以搞定了，你這么什么負載，

aquze1234

BobChan117 發表于 2018-9-13 11:26
另外，三軸也沒你想的那么貴，國產的三條模組1w左右就可以搞定了，你這么什么負載，

負載很低的，按壓下去的力道也就5~10N，機械部分倒是沒有問題了，就是軟件定制上挺麻煩的。

BobChan117

aquze1234 發表于 2018-9-13 11:43
負載很低的，按壓下去的力道也就5~10N，機械部分倒是沒有問題了，就是軟件定制上挺麻煩的。

控制這個的就很多了，主要看你擅長什么，上位機軟件一堆，自己DIY的話可以用ARDUINO,