17 Temmuz 2014 Perşembe

Montaj aşamaları, 5. adım: Z asansörünün ve X millerinin montajı

Bu yazımızda printer'ın montajında nispeten zor sayılabilecek bir aşamadan bahsedeceğiz: Z asansörlerini yerlerine yerleştireceğiz. İşin zor olan kısmı, aynı anda birkaç yapının hizasını korumak zorunda olmamız ve bunları yaparken plastik parçalara zarar vermemek için ayrı bir çaba harcamamızın gerekmesi. Her yazıda olduğu gibi, kısa bir özetle nerede olduğumuzu hatırlarsak: Sigma profillerimizi kullanarak yazıcının iskeletini oluşturduk. Bundan sonra Z ve Y millerini monte ettik, Y motorunu profile bağladık ve en son olarak da Z asansörünün ön hazırlığını yaparak (gijonunu monte ederek) Z motorlarını da yerlerine yerleştirdik. Şimdi yapacağımız şey, Z asansörlerini cihazdaki yerlerine yerleştirmek ancak aynı zamanda iki Z asansörünü birbirleri ile iki mil kullanarak bağlayacağız. Bu sayede hem Z asansörlerimiz hazır hale gelecek, hem de X arabasının hareket edeceği yolu hazırlamış olacağız.

Bu aşama için gerekli olan malzemeleri aşağıdaki resimde görebiliriz:


Z asansörlerini ve gijonları bir önceki aşamamızda hazırlamıştık. Onlara ihtiyacımız olacak. Ayrıca X arabasını taşıyacak olan 2 krom mile (ki uzunlukları 335 mm) ve bu millerin üzerinde kayacak olan LMe08UU rulmanlara (toplam 4 adet) ihtiyacımız var (mil ve rulmanlar ile ilgili daha geniş bilgi ilgili konuda mevcut).

Öncelikle Z asansörlerinden birini elimize alıyoruz. Hatırlarsanız asansörün iki yanında rulmanların yerleştirilmesi için yarım ay şeklinde iki boşluk vardı. İşte bu boşlukları, daha önceden monte ettiğimiz Z millerinin üstünde yer alan rulmanlara oturtacağız. Rulmanı yerine kaydırarak oturtmamız gerekiyor, sakın ortasından iterek oturtmaya çalışmayın (ben ilk başta öyle geçeceklerini sanıyordum, ama ABS plastiğin o kadar esneme yeteneği yok. Bu kaydırma hareketi bu aşamanın tehlikeli hareketlerinden biri çünkü çok sıkı geçecek şekilde tasarlanmış. ABS plastiğin büzüşebilme özelliği  göz önünde bulundurulduğunda bu delik olması gerekenden daha da dar olabilir. Elimizdeki serbest rulmanlardan birini kullanarak deliğin biraz genişlemesini sağlayabiliriz. Aşağıdaki resimde bu esnetme manevrasını görüyoruz (resimde kenarda gördüğünüz yuvarlak şekilli leke, yağ lekesi. Rulmanlar paketten çıktıklarından oldukça yağlı halde geliyorlar. O sebeple bir kağıt üstünde çalışmanızı öneririm. Ayrıca rulmanların açıkta çok bekletilmeden yerlerine takılmaları gerekiyor, yoksa tozlanabilirler ve çalışırken gürültü çıkarabilirler).:


Yavaş hareketlerle ve kulağımız parçada olacak şekilde itiyoruz. Çıtırtı sesi duyarsak hemen yavaşlıyoruz. Alıştırma işleminden sonra esas montajı  aşağıdaki resimdeki gibi yapacağız:


Elimden geldikçe azami dikkat göstermeme rağmen, Z asansörlerimden birisinin kenarını maalesef çatlattım:


Yukarıdaki resimde çatlamayı görebilirsiniz. 3 Boyutlu basılı cisimler çatladıkları zaman genellikle yatay bir çatlak hattı oluşuyor. Bunu sebebi baskının yatay tabakaların üst üste binmesi ile oluşması ve bu tabakalar ayrışabilme eğilimindeler. Yukarıda gördüğünüz çatlak oluştuğu zaman bende ciddi moral bozukluğuna yol açmıştı şimdi ne yapacağım diye. Ancak gelin görün ki hiçbir soruna yol açmadı, daha fazla büyümedi ve hala bu şekilde kullanabiliyorum. Aslında yapıştırsam daha iyi olurdu her halde ama bu da idare ediyor. Daha ciddi parça kırıklarında mutlaka tamirat yapmak gerekli ve bu tamirat olayını ayrı bir konu olarak yazmayı planlıyorum.

Z asansörlerinden birini olduğu gibi monte ederken, diğerini monte etmeden önce X millerini yerine yerleştirmemiz gerekiyor. Aşağıda milsiz olarak monte edilen asansörü izliyoruz:


 X milleri Z asansörünün önünde yer alan küçük kutuların içine giriyor. Tıpkı rulmanlarda olduğu gibi, burada da her iki Z asansörünün montajını gerçekleştirmeden önce milleri yerine takıp çıkararak biraz alıştırma yapmamız gerekebilir. Montaj öncesinde her bir mile iki adet rulman geçirmemiz gerekiyor:


 Bu aşamadaki ikinci ve bence en zor kısım da bu millerin yerlerine yerleştirilmesi kısmı, çünkü hem Z aksındaki rulmanları yerlerine takmaya çalışıyoruz, hem iki tane yatay mili karşı taraftaki Z asansörüne takmaya çalışıyoruz hem de iki Z asansörünün birbirleri ile aynı hizada olmalarını sağlamamız gerekiyor. En sonunda elde edeceğimiz görüntü aşağıdaki gibi olacak:


 Asansörler birbirleri ile aynı seviyede mi ölçmek için bir su terazisi kullanabiliriz:


Bu aşama sonrasında makinemizin son halini de aşağıdaki resimde görebiliriz:

3 Temmuz 2014 Perşembe

Montaj aşamaları, 4. adım: Z asansörünün hazırlanması ve Z motorlarının montajı

Montaj aşamalarımıza hızlı bir şekilde devam ediyoruz. Şimdiye kadar neler yaptığımıza bir göz atarsak, öncelikle sigma profillerimizi kullanarak yazıcımızın iskeletini oluşturmuştuk. Bunu takiben hareketli elemanların üzerlerinde gezecekleri Z ve Y millerini uygun yerlere monte etmiştik. En son da Y arabasını hareket ettirecek olan Y motorunu profile bağlamıştık. Şimdi karşımızda oldukça kritik olan aşamalardan biri duruyor: Z asansörlerini montaja hazır hale getireceğiz. Plastik parçalar bölümünde bahsetmiştik ancak isterseniz  Z asansörlerinin ne olduklarını tekrar hatırlayalım. Kitimizin içinde sol ve sağ olmak üzere iki adet Z asansörü mevcut. Aşağıda resimlerini görebiliriz. Öncelikle sol taraftaki ile başlayalım:


Sol Z asansörünün iki kenarındaki yarım ay şeklindeki boşluk, Z millerinin düzgün bir şekilde kayabilmeleri için gerekli olan rulmaların yerleştirilecekleri boşluklar. Daha iç tarafa geldiğimizde ortalarında daire şeklinde birer delik bulunan dikdörtgen kutular görüyoruz, ki bunlar X arabasını taşıyacak olan millerin girecekleri delikler. Parçanın sağ tarafında rulman yuvası ile mil yuvasının arkasında yer alan, ortasında çember şeklinde bir delk olan kare yapı X motorunun bağlanacağı yuvayı (flanş) oluşturuyor. Son kalan parça ise asansörün tam ortasındaki altıgen yapı. Bu yazımızda en çok kafa yoracağımız yapı aslında bu altıgen olacak. Ana işi Z gijonunu taşımak. Bu konuya birazdan değineceğiz. Şimdi bir de sağ taraftaki Z asansörünü görelim:


Sağ taraf ile solun birçok benzer parçası mevcut. Rulman yuvaları, mil yuvaları ve gijonun geçtiği altıgen delik tamamen aynı fonksiyonlara sahip. Farklı olarak, motor flanşı yok, onun yerine motor kayışının bir ucunun bağlandığı, İngilizce idler (Türkçe'si avare kasnak) denen parça mevcut.

Z asansörleri kompleks yapılar olduklarından cihazın üstündeki konumları ve bağlantılarını sadece yazdıklarımdan yola çıkarak hayal etmek güç olabilir. O sebeple aşağıdaki şematik resimlerin faydalı olacaklarını düşünüyorum. Öncelikle sol taraf:


Kırmızı renkli parça sol Z asansörü. X motoru monte edilmiş, X milleri, Z milleri ve Z gijonu takılı durumda. Bir de üstünde mavi renkli bir düğme var, o düğme Z asansörünün (ve yazma kafasının) aşağıdaki yazma platformuna olan mesafesinin ince ayarını yapmak için kullanılacak.


   Yukarıdaki resimde de sağ Z asansörünü görüyoruz. Şimdi montaj için bize gerekli olan parçaları toplu halde görelim:


Z asansörlerine ek olarak 2 adet gijon mili (380 mm uzunlukta), ikişer adet M8 somun ve birer adet de yaya ihtiyacımız var. Burada yay kısmı bana enteresan gelmişti. Önemli bir rolü var, birazdan bahsedeceğim. Montaj için ilk olarak gijonlardan birini alıyoruz ve M8 somunumuzu vidalamaya başlıyoruz:


Belirli bir mesafe kat ettikten sonra gijonumuzu Z asansöründeki delikten geçiriyoruz:


Deliğin öbür tarafından baktığımızda ne gördüğümüzü merak ettiyseniz şimdi göreceğiz:


Gijon bu delikte çok fazla hareket etmesin diye kısıtlayıcı bir yapıya ihtiyacımız var. Bunu ikinci bir M8 somun kullanarak yapabiliriz. Ancak doğrudan somunu yerleştirmek, benim daha önce duymamış olduğum bir probleme yol açabiliyor. İngilizcesi "backlash". Türkçe karşılığı tam olarak var mı bulamadım, İngilizce terim genelde kullanılıyor ama backlash'ın sözlük anlamı "boşluk" olarak geçiyor ki bu aslında uygun bir tercüme gibi. Peki bahsedilen boşluk nerede? Bu kavramı anlamak için, belki mühendislik alanında küçük bir hile olarak kabul edebileceğimiz bir imalat tekniğinden bahsetmemiz gerekiyor. Bildiğiniz gibi bir somun bir cıvatanın etrafında dönecek şekilde tasarlanmıştır ve bu dönme hareketini mümkün oldukça rahat bir şekilde yapması istenir. Bunu sağlamak için basit bir mantığa ihtiyaç vardır: Eğer cıvatanızın dişleri somununuzdaki kanallar ile birebir uyumlu iseler ve tamamen pürüzsüz bir şekilde imal edilmişlerse çok rahat şekilde döneceklerdir. Ancak maalesef ideal bir dünyada yaşamıyoruz ve kusursuz imalat tekniklerimiz yok veya kusursuza yakın imalatın maliyeti çok yüksek. Eğer bu kusurlu teknikler ile birbirlerine birebir uyan diş ve kanallar yapılmaya çalışılırsa, en ufak pürüzde dönme hareketi engellenecektir. Böyle bir sorunla karşılaşmamak için üreticiler, birbirleri ile bağlantı kuracak iki parçadan birini olması gerekenden daha büyük veya geniş tasarlarlar. Bu sayede üretimde meydana gelebilecek kusurlar için belirli bir hata payı bırakmış olurlar. Bu durum genelde avantajlıdır ancak hassasiyet isteyen bazı özel durumlarda bu avantaj bir dezavantaja dönebilir.Yazıcımız bu konu için güzel bir örnek teşkil ediyor. Yazıcımızda M8 gijonumuz var ve buna M8 somun takılıyor. M8 somunun olukları, gijonun dişlerine göre biraz daha büyük, bu sebeple gijonun hareketi esnasında hareket yönü değiştiğinde kısa bir süre için somun ile gijon birbirleri ile olan temaslarını kaybediyorlar. İşte buna backlash adı veriliyor. Bir animasyon ile konuyu pekiştirebiliriz (kaynağı: http://www.themcdonalds.net/richard/index.php?title=Backlash ) :

      
Animasyonda görebileceğiniz gibi küçük dişli yön değiştirirken kısa bir süre için boşluk (backlash) oluşuyor. Peki oluşsun, ne zararı var derseniz, aslında cihaz sürekli aynı yönde dönme hareketi yapıyorsa bir zararı yok diyebiliriz, çünkü yön değişimi olmadıkça backlash oluşmayacak, ama yön değişimleri başladığında sorunlar da başlayacak, çünkü makine küçük dişliyi ters yönde çevirmeye başladığı andan itibaren büyük dişlinin de döndüğünü varsayarak mesafe hesaplarını yaptığından boyut hataları meydana gelecek. Peki backlash'ı nasıl önleyebiliriz? Kusursuza yakın diş aralıkları imal edilebiliyor ama maliyet çok çok yüksek. Onun yerine kitimizde bir adet yay kullanılıyor. Yay somunu iterek doğrudan dişliye yapışmasını saplayacak bir baskı yapıyor. Bu baskı sayesinde dişli yön değiştirdiğinde boşluk oluşmuyor, backlash önleniyor. Aşağıdaki resimde bu mekanizmayı nasıl kuracağımızı görüyoruz. Öncelikle kitimizde mevcut olan yayı Z asansörü içerisindeki gijonun girdiği boşluğa yerleştiriyoruz:


Bunu takiben bir adet M8 somun alıp gijona vidalıyoruz, ta ki altıgen parçanın başına gelene kadar:


Altıgen parçaya ulaştığımızda artık somunu çevirebilmemiz mümkün değil (altıgen somunun boyunda imal edildiğinden içinde dönebileceği boşluk yok). Bu noktada yapabileceğimiz şey Z asansörünü elimize almak:



Ve baş parmağımız ile gijonu itmek. Bu itme hareketi içerideki yayı sıkıştırarak anti-backlash etki yaratmasını sağlıyor. Karşı taraftaki somunun da aşağı doğru hareket ettiğine dikkat edin:



Şimdi, baş parmağımızı yerinden çekmeden aşağıdaki somunu sıkıştırırsak somun eski yerine gelir ve yay da sıkışık halinde sabitlenmiş olur:


İşlem sonrası yukarıdan aşağıya doğru bakıyoruz:


Bir de aşağıdan yukarıya doğru bakalım:


Bu noktada bir konunun üstünde durmak istiyorum çünkü ben ilk başta buna dikkat etmediğimden montaj sonrası bazı ilginç problemler ile karşılaştım. Baş parmağımız ile gijonu iterken dibine kadar gidecek şiddetle itmememiz gerekiyor. Yani yayı sonuna kadar sıkıştırmayacağız, az-orta seviyede bir sıkışma yeterli olacaktır. Ben çok fazla sıkıştırmıştım, aşırı sıkışma o tarafın motoruna fazla güç bindirdi, zor dönmeye başladı. Ayrıca somun gijonun etrafında rahat dönemediğinden gijon kaplin içerisinde yükselmeye başladı. Bu yükselme hareketi X aksında dengesizlik yarattı ve X aksı 7-8 cm yükselip düşmeye başladı. Yayı daha az basınçla sıkıştırınca bu sorunlar ortadan kalktı. Özetle, yayı çok sıkıştırmayın.

Her iki tarafın gijonlarını monte ettikten sonra nasıl göründüklerine bakalım:


Böylece Z asansörlerimizin en önemli kısımlarını hazırlamış olduk. Şimdi Z asasnörlerini kontrol eden motorları yerleştireceğiz. Gereken parçalar aşağıda görülüyorlar. Motorları flanşlarına bağlamak için M3x10 inbus kullanacağız. Flanşları sigma profillere M5x10 inbuslar ile bağlıyoruz (tabii karşı tarafta kare somun olacak). Bu kısım Y motoru montajı ile aynı aşamaları içeriyor, o sebeple detaylı bir şekilde anlatmayacağım, isteyenler linke tıklayıp o konuya göz atabilir.


Aşağıda motorlar monte edilmiş haldeler:


Şimdi motorları yerlerine monte edeceğiz. Konum olarak iki adet dik sigma profilin tam ortalarına gelecek şekilde motoru yerleştirmemiz gerek. Ancak şunu söylemem gerek ki montajın daha ileri aşamalarında, Z asansörleri yerlerine yerleştirildiğinde ister istemez motorun yerini tekrar ayarlamak gerekebiliyor (hatta yazıyı yazmakta olduğum şu anda yazıcıyı 2 aydır kullanıyor olmama rağmen hala tam doğru yeri bulamadım, ara ara yerini değiştiriyorum). O sebeple bu aşamada mesafeye çok da önem vermeyebilirsiniz.



Ve işte yazıcımızın son hali aşağıda. Gittikçe daha güzel bir hal almaya başlıyor gibi......