Maker Media GmbH und c't, Heise Zeitschriften Verlag
Projekt für einen sehr leicht nachzubauenden Portalroboter, der je nach Werkzeug zum Bohren, Fräsen, Bestücken, Lasern oder Folienschneiden geeignet ist. Es verwendet Kunststoff-Gleitlager der Fa. igus. Bitte beachten Sie unbedingt
- den Artikel in Make: 1/2017
- den Artikel in Make: 2/2017
- das Github-Repository zur MaXYposi-Schrittmotorsteuerung
- unsere MaXYPosi-Projektseite
- die ständig aktualisierte FAQ-Seite und das zugehörige Forum.
Zum Öffnen und Bearbeiten der CAD-Datei benötigen Sie das kostenlose Designspark Mechanical 2.0 von RS Components. Zur Ansicht der 3D-Vorschau ist ein aktueller Acrobat Reader (ggf. 3D-Ansicht freischalten) nötig, die Vorschau im Github-Browser funktioniert nicht! Zu den anzufertigenden Trägerplatten gibt es bemaßte Zeichnungen sowie Bohrschablonen als "normales" PDF.
Dem Thema Z-Achse für MaXYposi haben wir nun einen eigenen Online-Beitrag gewidmet.
- 1 Phenolharz- oder HPL-Kompaktplatte 120 x 120 mm, 6 mm dick
- 4 Gehäuselager Igus WJ200UM-01-10 (Standard) oder WJUME-01-10 (einstellbares Spiel)
- 4 Abstandsbolzen M3, 12 mm lang, Innen- und Außengewinde kurz oder
- 4 Distanzhülsen Kunststoff, 12 mm lang (z.B. Reichelt DK 12MM plus 4 Schrauben M3x20
- 8 Schrauben M6 x 16, Innensechskant
- 2 Schrauben M6 x 25, Innensechskant
- 2 Muttern M6
- 4 Federscheiben DIN 137, M6
- 4 Kotflügel-/Karosseriescheiben 6,4 x 20 mm
- 1 Aluminium-Vierkantstab 10 x 10 mm, insg. 4 Abschnitte je 40 mm lang
- 3 Schrauben M4 x 25
- 3 Muttern M4
- 3 Zahnscheiben (Fächerscheiben), M4
- 2 Kugellager 606-2RS (z.B. EKugellager oder Kugellager-Express)
- 1 Igus-Linearschiene WS-10-40, 500 mm lang, nicht vorgebohrt
- 2 Phenolharz- oder HPL-Kompaktplatten 150 x 70 mm, 6 mm dick
- 4 Gehäuselager Igus WJ200UM-01-10 oder optional 4 Hybridlagerlager Igus WJRM-01-10 (mit zusätzlichen Rollen) - siehe Anmerkung unten
- 6 Schrauben M6 x 16, Innensechskant
- 6 Schrauben M6 x 25, Innensechskant
- 4 Schrauben M6 x 20, Innensechskant, flacher Kopf
- 2 Schrauben M6 x 50, Innensechskant (70 mm bei WSX-Profil)
- 10 Muttern M6
- 12 Federscheiben DIN 137, M6
- 12 Zahnscheiben (Fächerscheiben), M6
- 12 Kotflügel-/Karosseriescheiben 6,4 x 20 mm (z.B. Hornbach)
- 6 Kugellager 606-2RS
- 2 Abstandsröllchen 18 mm lang, 6,5 mm Innendurchmesser (z.B. Hornbach, Möbelbeschläge, ggf. zusammensetzen)
Bohren der Traverse (Igus WS-10-40-Profil) nach Zeichnung "Bohren_XY-Traverse.pdf". Die Traverse kann auch mit der verstärkten extrahohen igus-Linearschiene WSX-10-40 aufgebaut werden, was bei Längen über 500 mm empfehlenswert ist. Die 6 Befestigungsschrauben sind dann 20 mm länger zu wählen. Die Maße der Trägerplatten ändern sich dadurch nicht.
Die Igus-Hybridlager WJRM-01-10 haben etwas andere Abmessungen als die Standardlager WJ200UM-01-10 (Lochabstand 22 statt 16 mm). Die zwei Bohrungen an den Enden der Trägerplatte sind hierfür um 6 mm nach außen zu verlegen; die Trägerplatte muss dann 162 x 70 mm groß sein (siehe Bohrschablone "Bohren_Y-Platte_hybrid.pdf").
Wir haben das Igus WS-10-Profil in der vorgebohrten Ausführung verwendet.
- 2 Igus-Linearschienen WS-10, 500 mm lang, vorgebohrt
- 1 Phenolharz- oder HPL-Kompaktplatte 100 x 70 mm, 6 mm dick (z.B. Hornbach)
- 1 MDF- oder Multiplex-Siebdruckplatte, 60 x 60 cm, 22 mm dick
- 2 MDF- oder Multiplex-Siebdruckplatten, 60 x 10 cm, 22 mm dick (Aufstockung für mehr Z-Durchlasshöhe nach Bedarf)
- 6 Schrauben M6 x 16, Innensechskant
- 6 Schrauben M6 x 25, Innensechskant
- 4 Schrauben M6 x 20, Innensechskant, flacher Kopf
- 10 Muttern M6
- 4 Federscheiben DIN 137, M6
- 4 Zahnscheiben (Fächerscheiben), M6
- 4 Kotflügel-/Karosseriescheiben 6,4 x 20 mm
- 2 Kugellager 606-2RS
- 1 Abstandsröllchen 24 mm lang, 6,5 mm Innendurchmesser (z.B. Hornbach, Möbelbeschläge, ggf. zusammensetzen)
- 4 Abstandsröllchen 18 mm lang (z.B. DK 18MM von Reichelt)
- 2 Winkelbeschläge 30 x 60 x 60 mm, (z.B. Lux 492575, div. Baumärkte) (2)
- 20 Spanplattenschrauben Rundkopf 4 x 16 mm (2)
- 4 Spanplattenschrauben Rundkopf 3,5 x 35 mm (2)
- 8 Spanplattenschrauben Senkkopf 3,5 x 40 mm
- 1 Einschlagmutter M6 mit Schraube M6 x 70, Innensechskant (1)
(1) Länge abhängig von Grundplattendicke und Auflage
(2) Länge unkritisch. Spax-Schrauben sollten nur so lang sein, dass sie auf der anderen Seite nicht herausgucken!
- 4 m Zahnriemen Profil GT2, 6mm breit, Meterware (3D-Druckerzubehör, div. Shops)
- 2 Zahnriemenräder (Pulley) GT2-Profil, 20 Zähne, für 5-mm-Achse (3D-Druckerzubehör, div. Shops)
- 2 Schrittmotoren Baugröße NEMA17, min. 1,5A Strangstrom, 5 mm Achsdurchmesser, z.B. ACT 17HS5425
- 2 Mikroschalter Marquardt 1050.0202 oder ähnlich, z.B. von Reichelt
Die MaXYposi-Entwürfe verlangen für eigene Änderungen das kostenlose, aber nur unter Windows lauffähige DesignSpark Mechanical. Unser Leser Wolfgang Maier hat die Original-Zeichnungen freundlicherweise in andere CAD-Formate exportiert, unter anderem als AutoCAD-Drawing, STL, STP, SKP und IGS. Sie finden diese im 7-Zip-Archiv MaXYposi-master-MultipleCADExport.7z.
Das alternative Design igus-portal-SLW1040_3.rsdoc verwendet die fertig aufgebauten Lineareinheiten SLW-1040 von igus. Die Spindeln der X-Traverse werden hier von einem Zahnriemen synchron angetrieben (Zahnriemen und Zahnriemenscheiben von Mädler, www.maedler.de). Ein Aufbau mit zwei Schrittmotoren für die Y-Achse anstelle des Synchronriemens bewährte sich weniger, da es nach mehreren Ein- und Ausschaltvorgängen zu Asynchronitäten und damit zum Verkanten der Traverse kommen kann.
Für dieses (deutlich teurere) Design sind lediglich zwei Träger aus 60 x 60 mm Alu-Rechteckrohr anzufertigen, die Abmessungen der Grundplatte bleiben gleich bzw. werden der Länge der Y-Traverse angepasst. Der Zahnriemen kann durch eine Rolle aus zwei übereinandergelegten Kugellagern 606-2RS gespannt werden. Als Antrieb für die Y-Achse (Zahnriemen) empfehlen wir wegen der höheren Reibungsverluste einen NEMA23-Motor.
Die Spindeln mit der Standard-Steigung TR10x2 lassen nur eine Geschwindigkeit von rund 1500 mm/m zu. Auf Anfrage baut igus die SLW-1040-Einheiten aber auch mit Steilgewindespindeln.
- 2 Maedler #17023000 HTD-Zahnriemenräder Profil 3M, 30 Zähne (aufbohren auf 10 mm für Spindeln bzw. Wellendurchmesser des Schrittmotors)
- HTD-Zahnriemen Neopren Profil 3M Breite 9mm Wirklänge 1125mm Zähnezahl 375, #17118000
- 3 igus-Lineareinheiten SLW-1040, Länge 500 mm
- 2 Aluminium-Rechteckprofil 60 x 60 mm, 74 mm lang
Natürlich ist als Bahnsteuerung auch ein normaler Arduino-328 mit dem Standard-GRBL geeignet. Wir haben unser 644-GRBL allerdings auf 4 Achsen erweitert und 32 I/Os hinzugefügt, außerdem ein Handrad- und Joystick-Jog-Anschluss sowie eine Echtzeit-Positionsanzeige mit LDC 16x2 auf einem (optionalen) Bedienfeld.
Unser auf GRBL basierendes Steuerungs-Projekt für 4 Achsen und vielen I/Os finden Sie in unserem Github-Repository MaXYposi_Grbl_644 - näheres dort.