5 Axis robot Prototype I - Axes

Achse 1Axis 1
Die erste, senkrechte Achse, muß am präzisten sein, da Fehler sich durch die gesamte Konstruktion hindurch am somit am stärksten auswirken. Der erste Prototyp hat noch eine einfache erste Achse, die aber zumindest an zwei Punkten kugelgelagert ist, damit die Achse eine gewisse Stabilität hat. Das Getriebe hat ein Verhältnis von 1:45 durch ein dreistufiges Getriebe mit Hilfe von GT2 Belts und 20/60, 12/60 sowie 20/60 Zähnen. Die erste Achse wird in einem hohen Gehäuse untergebracht, um später komplexere Mechaniken unterbringen zu können und damit beim Homing die fünfte Achse auf der Druckbettebene ist. The first, vertical axis, must be the most precise, since errors have the greatest effect throughout the entire construction. The first prototype still has a simple first axis, but it has ball bearings at least at two points to give the axis a certain stability. The gearbox has a ratio of 1:45 through a three-stage gear using GT2 belts and 20/60, 12/60 and 20/60 teeth. The first axle is placed in a high housing to accommodate more complex mechanics later on, so that the fifth axle is on the printing bed level when homing.
Achse 2Axis 2
Die zweite Achse ist waagerecht in Y Richtung und ist auf dem Plattenteller der ersten Achse montiert. Der Stepper kann deshalb auf der Platte sein. Die Achse wird durch ein Belt-Gear zweistufig gedreht mit Übersetzungsverhältnis 1:25 durch 12/60 und 12/60 Zähne. Es wird die obere Achse angetrieben, diese ist die Axis 2 Z Höhe. The second axis is horizontal in the Y direction and is mounted on the platter of the first axis. The stepper can therefore be on the platter. The axle is rotated in two stages by a belt-gear with a transmission ratio of 1:25 through 12/60 and 12/60 teeth. The upper axis is driven, this is the Axis 2 Z height.
Achse 3Axis 3
Die dritte Achse wird angetrieben von einem Stepper, der im zweiten Arm montiert ist. The third axis is driven by a stepper mounted in the second arm.
Achse 4Axis 4
Die vierte Achse richtet sich durch die Parallelogram Konstruktion automatisch senkrecht aus. Sie ist über vier Punkte mit dem dritten Arm verbunden. Der vierte Arm enthält eine verlängerte Welle der fünften Achse, um die fünfte Achse möglichst genau senkrecht ausrichten zu können. The fourth axis is automatically aligned vertically by the parallelogram construction. It is connected to the third arm via four points. The fourth arm contains an extended shaft of the fifth axis in order to align the fifth axis vertically as exactly as possible.
Achse 5Axis 5
Achse 5 richtet das Hotend aus und soll sich möglichst frei drehen können. Der Arm 5 sollte also mindestens eine Länge besitzen, so daß Hotend und Extruder nicht mit dem vierten Arm kollidieren. Die fünfte Achse wird in diesem Prototyp durch ein Belt Gear 1:25 realisiert, durch ein zweistufiges Getriebe 12/60 und 12/60 Zähne. Steper und Getriebe sind in Arm 3 installiert, aber an Arm 4 montiert. Axis 5 aligns the hot end and should be able to rotate freely. The arm 5 should have at least one length, so that hotend and extruder do not collide with the fourth arm. The fifth axis is realized in this prototype by a belt gear 1:25, by a two-stage gear 12/60 and 12/60 teeth. Steper and gear are installed in arm 3, but mounted on arm 4.
Armearms
Die Arme haben am Anfang und Ende Bohrungen mit 16mm Durchmesser, so daß Kugellager, vorzugsweise mit Flanke dort installiert werden können. 16mm deshalb weil es Kugellager mit 5, 6 und 8 mm Durchmesser gibt, die einen Außendurchmesser von 16 mm haben: 625/F625 (5x16x5 mm), 696A (6x16x5 mm) and 688/F688 (8x16x5). Der gemeinsame Außendurchmesser erlaubt eine flexibile Verwendung verschiedener Achsdurchmesser, um zum Beispiel verschiedene Zahnräder zu verwenden. Eine Alternative ist 608/F608 (8x22x7), wenn nur 8 mm Wellen verwendet werden, weil dies weitverbreitete Kugellager sind (Rollerblades). Die Arme haben die Maße 25mm hoch, 20mm breit und 2mm dick oder 20x10x2 mm und sind aus Hohlvierkant Aluminium oder Hartholz (dann Vollholz 36x18 mm). The arms have holes with 16mm diameter at the beginning and end, so that ball bearings, preferably with flank, can be installed there. 16mm because there are ball bearings with 5, 6 and 8 mm diameter, which have an outer diameter of 16 mm: 625/F625 (5x16x5 mm), 696A (6x16x5 mm) and 688/F688 (8x16x5). The common outer diameter allows a flexible use of different axle diameters, for example to use different gears. An alternative is 608/F608 (8x22x7) if only 8 mm shafts are used because these are widely used ball bearings (rollerblades). The arms are 25mm high, 20mm wide and 2mm thick or 20x10x2 mm and are made of hollow square aluminium or hardwood (then solid wood 36x18 mm).