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「サーボデルタ3Dプリンター」の諸元

mixiの皆さん~ 良ければ参考にしてください!!

デルタサーボパーツリスト
(本体部分、ベース及びLMガイド組み立用)
M4皿キャップ×10L×36本
M6皿キャップ×20L×18本
M6キャップ×20L×18組SW付き
M4キャップ×25L×24組7.2ΦSW、N付き

(ボールネジサポートユニット、サーボ取り付け組立用)
M4キャップ×10L×18組7.2ΦSW付き
M4キャップ×15L×12組7.2ΦSW付き

(LMガイド、ボールネジ連結用)
M5キャップ×20L×12組8.25ΦSW付き
M6皿キャップ×15L×3本
M6キャップ×15L×3組SW付き

(LMガイド、キャリッジ取り付け用)
M6皿キャップ×15L×6本
M8ナット(スペーサーとして使用)

(キャリッジ、ダァィアガァンルロッド及びセンターキャリッジ取付ネジ)
M3キャップ×25L×12 N×24個 SW×24個
M4ナット×12個(スペーサーに使用)  大凡、これらのボルトナットで組立ました。

以下駆動関係の部品です。

NSKサポートユニット
WBK10-11(固定端、自由端兼用)×3個
3Dデルタサーボ"

THKサポートユニット
FF12(自由端)×3個
3Dデルタサーボ"

洒井カップリング
UA25C×3個
3Dデルタサーボ"

黒田ボールネジ
15Φ×40P ST≒700㎜
THK LMガイド ST≒700㎜
3Dデルタサーボ"

3Dデルタサーボ"

原点用センサー
オムロンセンサー(EE-SX914-R)×3個
3Dデルタサーボ"

さてモーター選定ですが、
デルタは元々ステッピングモーターを使用しておりトルクは4.7kg・cm必要な事が公表されています。
当初、安川SGME-A5BF12(50W)にSGDE-A5BPドライバー の組合わせにした。 定格トルク1.62㎏・㎝瞬時最大トルク4,87㎏・㎝を選定しました。
選定理由は、ステッピングモーターの特徴はトルクは最大加速時等最高回転の時は最小、位置決め完了後の停止時に最大となる為、特に駆動時にはこの4.7kg・cmを下回っていても問題は無いであろうとの判断からです。
処がゲインを色々と調整しても、オーバーシュートとその修正の為に現れるアンダーシュートを、延々繰り返す事によって起こるハンチング現象がどうしても収束制御出来ないので、
モーターをSGM-01B312(100W)、ドライバーをSGD-01BPの組合せに変更し直しました。これにより オーバーシュートとその修正の為に現れるアンダーシュートは短時間で収束し気に成るハンチングはおさまりました。
因みにモーターの定格トルク3.24㎏・㎝瞬時最大トルク9,74㎏・㎝
100Wサーボにしても定格トルクは4,87㎏・㎝も有りませんが問題無く制御が出来ています。

****************
↓こちらのサーボシステムの場合は最大トルク4,87㎏・㎝の物が必要ではないでしょうか?↓
http://hackaday.com/2016/04/30/is-it-a-stepper-or-is-it-a-servo/
見た所ステッピングモーターにフィードバック(エンコーダーを連動)を出来る様にした仕様?
つまり画像を見た感じですが、ドライバーは従来のステッピングモーターと同じ大きさなので、
そんなに大きな負荷イナーシャ比は望めないでしょう(1倍かな?)
もしそうなら(1倍なら)瞬時最大トルクも=4.87㎏・㎝以上は出せないので最大トルク4,87㎏・㎝の物が必要となります。

50Wサーボのドライバーと、ステッピングモーター42角のドライバーの大きさ比較画像を見れば解りますが、
3Dデルタサーボ"
定格トルクに対して何倍もの瞬時最大トルクを出せるドライバーなので、これだけ大きく成ります。
****************
脱線してしまいました。

ダァィアガァンルロッド(Diagonal rod)
Φ8 アルミ棒 220㎜×6本
(両端15㎜ M3雄ネジ加工RL有)
3Dデルタサーボ"

THK製 NHS-3T及びNHS-3TLをWナット仕様で、
各ロッドエンドピッチ 243㎜にて組立る。
3Dデルタサーボ"

3Dデルタサーボ"

スピードUPしてテストを行った所、強度不足が判明、
3.2ΦSUS309棒220㎜×6本
(両端15㎜ M3雄ネジ加工RL有)に変更する。
3Dデルタサーボ"

スライスソフト
サーボデルタ機が組みあがって直ぐの時は
「kisslicer v1.4.5.10 - SEP 2 2014」でテストを行っていました。
ところが、色々設定を変えながら何度テストしても表面が綺麗に仕上がらない為、数年前に作ったGコード(32ビット版のデーター)でプリントした所、全く問題無く綺麗に仕上った事から、ソフトの不具合によるところではと考える様に成り、
「kisslicer v1.5Release Win64 - AUG 4 2016」に変更しました。
現在は、問題無く良好にプリント出来ています。

その他
プリントスピードを速くする為、
Momoinololu [Rev 1.1]から Momoinololu M3[Rev 1.1]へ換装テスト中です。
8ビットから32ビットCPUに成る為、演算がスムーズになりスピードUP出来ると言う事ですが、
そろそろエクストルーダーとノズルの性能が影響して来ている様です。
さらに早くプリントする為には、新しいエクストルーダーとノズルを開発するしか無いでしょうね~
続く。

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「サーボデルタ3Dプリンター」開発の理由。
3Dデルタサーボ"
この3Dプリンターは市販品レベルは上回ったかなと思います。
なぜこの装置を開発したかと言えば、ズバリ、プリントの失敗を無くす為です。

ステッピングモーターは、与えられた回転方向とステップ数の分だけ正確に回転制御が出来ます。
ただ自分の位置を持っていないので、負荷が掛かって脱調して(ズレて)いてもでズレたまま続きをプリントして行きます。

↓階段状に出来上がった品物です↓
3Dデルタサーボ"

3Dデルタサーボ"

3Dデルタサーボ"

3Dデルタサーボ"

↓失敗する時は連続で起こり↓
3Dデルタサーボ"
本当、嫌になります。

この問題はスピードUPすればするほど頻繁に起こり、、
現場で使用するバーナーノズルの型をプリントした時は、出張に間に合わなく成る事も有って深刻な事態でした。

そこでサーボ制御に成る訳です。
サーボモーターは、電源オンと同時に自分の位置を初期化して与えられた回転方向とステップ数の分だけ回転制御します。同時に与えられたステップ数と相違が無いかを確認し、もし違いが有れば瞬間に修正動作を行う様制御して行きます。
したがって殆ど脱調する事は無く、上の画像類の様な失敗作は無く成る予定で製作しました。

そうして最新の動画がこれです。

前回の動画よりもスピードUP!!
更に進化しました。

続く。

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今日は丹後半島(京都府)へ~
と言いましても、

加熱炉の送風機と温度調節計の納品にゆくのです。

何時もなら朝暗いうちに出て、昼過ぎに戻ってくるのですが、

今日は序でがあるのでユックリ出発です。

午後からお客様に納品して今シーズン最後のボードでも~

と計画しています。


スキー場へGO!!


え、仕事を忘れてるって、

そうかもね~


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