基于Ultimaker结构的自动触摸、按键测试装置-求助Z轴执行模块

aquze1234

这个项目是打算实现什么功能呢？
答：用三自由度机械手来实现对设备的按键、屏幕的稳定性测试，一些设备需要频繁开关机，一些设备需要频繁的触发一些操作。部分设备是可以用软件脚本来实现的，但是毕竟不符合实际用户场景。还有些，比如光流传感器，需要固定在末端，让机械手来带动，产生光流数据来测试他。



一开始想到的解决方案时，大学的时候做过一个水培蔬菜移栽机，XY轴用伺服+皮带驱动，Z轴因为行程是固定的，用的是气缸。导师的那个项目，经费那年是我们在负责申请，所以还没批下来，没有做实物，个人感觉问题会很大。
这个结构，大家见得应该也蛮多的，就是普通的桁架机械手。最大的问题就是X轴要带的负载是整个Y轴和Z轴的模组，X轴负载比较大。就拿下图的Makerbot结构来举例吧，这是个3D打印机的结构，Z轴自由度做在平台上，单X轴速度受限于负载，整体速度不快。

Makerbot结构的3D打印机

也考虑过直接用直线模组来搭一个三自由度的，我前期在做另一个项目，他们一开始评审的是想用工业上的悬臂类型的。

emmm，时间比较仓促，我就撸了一个Demo来方便会议讨论。

第一版

底板呢，就是上次坛友和我推荐的，用的15180工业铝型材，方便夹具的固定，但是夹具呢，我自己也忍不住要吐槽一下，实在太丑了，也只是理论可行。关于夹具，我准备另开一帖。

但是这个工业机械手的成本，大家看商标大概也知道了直接从Toyo（东佑）撸的一个三坐标模组，一套下来光机械手就得十几万吧。

没办法也，只能改咯，领导希望机械手主体成本控制在五六千以内~

因为精度要求也不高，所以就把目光投向了3D打印机的领域。

于是发现了新大陆，第一张图里的已经是很老的机型，早期DIY玩家可能会做的，除了坛友可能也比较了解的Delta和SCARA。

我个人非常喜欢的还有Core XY和 Ultimaker，速度非常快，简单介绍一下吧。

Core XY

Core XY：Core XY结构空间利用率高，可以做大行程结构,X轴相对重量轻。可以快速打印。但只能用皮带传动，不能用丝杆传动，皮带比较长，需要经常维护。

Ultimaker

这个结构又称十字轴，个人非常喜欢，我的新版机器也是基于这个的。具体就看下面吧~



这个是我做的Demo，平台依旧采用的是15180铝合金，两块板拼接在一起，但是底部打算用剪叉式机构让他可以升降。

这里是因为，Z轴末端重量尽可能要轻，但是又要满足多种设备的高度需求，于是Z轴本身的行程被压缩到30mm。

这里就是最头疼的地方了，Z轴的运动元件选择。

最开始选的是这种带滑台的直线电机，但是太贵，后来选了淘宝上的步进推杆或者带编码器的推杆，倒是不贵了，但太重（其实前面的也很重）

现在打算是用20步进电机模组，然后按压的模块装在模组上。


这张图里的还是28的，我打算20步进，自己设计一个，行程30mm左右。



电机打算装在标红线这里，唉，这里其实真的纠结了很久，下午我把具体的方案，画出来先吧~

需要的按压力不大，只需要5~10N就可以了，我自己实测，5N绝对够了，速度只要10mm/s以上就行。

aquze1234

后来找到一家广东的产品，好像是出口定制的，参数刚刚适合我~是在太棒了~
但是评论放不了图片

aquze1234

emmm，论坛最近这么少人吗~

aquze1234

emmm，最后又改了结构，大家不太熟悉这块吗~

aquze1234

现在这个工装正在找供应商做~
但是国内的厂家，现在最主要推光固化的，这种结构的3D打印虽然好，但是毕竟做出来的效果还是和光固化有一定差距的，都不太愿意做定制。

BobChan117

看你结构，如果是测试设备，前端执行部分是需要防护装置的吧（防止软件失误压坏产品），

aquze1234

BobChan117 发表于 2018-9-12 11:51
看你结构，如果是测试设备，前端执行部分是需要防护装置的吧（防止软件失误压坏产品），

是的，之前发这个帖子的时候，执行机构还没有设计好，前端执行机构不是直线模块直接输出，是用弹簧缓冲出力的。
另外还带光电开关检测，在接近最大行程的时候，会有预警。

BobChan117

aquze1234 发表于 2018-9-13 09:54
是的，之前发这个帖子的时候，执行机构还没有设计好，前端执行机构不是直线模块直接输出，是用弹簧缓冲出 ...

另外，三轴也没你想的那么贵，国产的三条模组1w左右就可以搞定了，你这么什么负载，

aquze1234

BobChan117 发表于 2018-9-13 11:26
另外，三轴也没你想的那么贵，国产的三条模组1w左右就可以搞定了，你这么什么负载，

负载很低的，按压下去的力道也就5~10N，机械部分倒是没有问题了，就是软件定制上挺麻烦的。

BobChan117

aquze1234 发表于 2018-9-13 11:43
负载很低的，按压下去的力道也就5~10N，机械部分倒是没有问题了，就是软件定制上挺麻烦的。

控制这个的就很多了，主要看你擅长什么，上位机软件一堆，自己DIY的话可以用ARDUINO,