flanş etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster
flanş etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster

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......




11 Haziran 2014 Çarşamba

Montaj aşamaları, üçüncü adım: Y motorunun montajı

Bundan önceki montaj aşaması yazılarımda ana iskeletin montajı ve yazıcımızın hareketli parçalarının üzerlerinde hareket edecekleri Z ve Y millerinin montajından bahsetmiştim. Bu aşamalardan sonra bir süre yazılarıma ara verdim çünkü cihazın montajı ile blogu eş zamanlı yazmanın getirdiği bir problemi fark ettim. Montajı yaparken birkaç adım sonrasında ne yapılacağı hakkında tabii ki genel bir fikrim var ancak bazı detayları insan ileriki aşamalara geçtikten sonra fark ediyor. İlk başta çok mantıklı gibi görünen veya dikkat çekmeyen bir nokta 4-5 adım sonra sorun olabiliyor. O sebeple montajın tümünü bitirip çalışır vaziyette bir cihaz oluşturduktan sonra bloga devam etmenin çok daha faydalı olabileceğini düşündüm. Şu anda bu amacıma ulaştım ve artık baskı alabiliyorum. Baskı almaya başlayınca kalibrasyon aşamalarının da ne kadar önemli olduklarını ve aslında ne kadar çok vakit alabileceğini kavradım. Şu an bu konu ile uğraşıyorum ancak montaj aşamalarından bahsetmek için önümde bir engel kalmadı ve bu sebeple bloga devam edebilirim.

Bu aşamamızda Y arabasını kontrol eden stepper motoru ve motorun çevireceği kayışı taşıyacak olan kasnak (İngilizce'si pulley) ve idler adı verilen kısımların montajını gerçekleştireceğiz.  Motorlarla ilgili genel bilgiyi daha önce vermiştim ama kullandığımız motorların stepper adı verilen motor tipinden olduklarını tekrar hatırlatayım. Bir motor, bildiğiniz gibi bir dönüş hareketi yapar. Eğer bir vantilatör yapmak istiyorsak dönüş hareketi işimize doğrudan yarayacaktır ancak doğrusal bir harekete ihtiyacımız varsa (mesela bir cismin sağa-sola doğru gitmesi gibi) dönme hareketini çizgisel bir harekete çevirmemiz gerekecektir. Bu iş için kayışlardan faydalanılmaktadır. Her ne kadar montajımızın bu aşamasında kayışları yerleştirmeyecek olsak da, onları için önemli olan iki parçayı (pulley ve idler) monte edeceğimizden bu konuda kayış sisteminden bahsetmenin uygun olabileceğini düşündüm.

Şimdi isterseniz kitimizin içerisindeki kayışların ve bağlantı elemanlarının resmini görelim:

  
Elimden geldiğince sempatik bir poz vermelerini sağlamaya çalıştım :) Kitin içerisinde iki tane kayışımız mevcut. Bu kayışların İngilizce isimleri "timing belt", yani "zamanlama kayışı" diye geçiyor ancak bu isim bir genelleme. Daha spesifik bir isimleri daha var: GT2 kayış. Yakından baktığımız zaman kayışın üstünde dişler olduğunu görüyoruz. GT2'nin 2'si milimetre cinsinden kayışın diş aralığını gösteriyor, yani kayıştaki iki diş arasında 2 mm mesafe var. GT'nin açılımını araştırdım ancak tam olarak bunu belirten bir kaynak bulamadım. Yalnız şunu söyleyebilirim ki, GT, bu kayışları dünya çapında üreten bir firma olan Gates firması tarafından tescillenmiş bir isim (muhtemelen Gates Timing Belt kelimelerinin ilk ikisi kısaltılarak bulunmuştur diye speküle edebilirim). Kayışa yakından bakarsak yapısını daha net görebiliriz:


Yukarıdaki resmi Gates firmasının kataloğundan aldım. Kayışın yapısını gösteriyor. İç yapısında lif lif görülen kısım fiberglas gibi gerilmeye dayanıklı bir maddeden yapılıyor ve kayışın kopmasını engelliyor. Dıştaki koyu renkli kısımlar ise kauçuk, poliüretan veya neopren gibi maddelerden yapılıyor. Bu sayede dişliler ile iyi bir bağlantı kurması sağlanıyor. Kitimizin içerisinde iki tane kayış var. Bunlardan bir tanesi X arabasını, diğeri ise Y arabasını hareket ettiriyor. X arabasını hareket ettiren kayış daha uzun.

Kayışların iş görebilmeleri için motora bağlanmaları gerek. Bu amaçla motorun miline bir kasnak yerleştiriliyor. Bu kasnağa GT2 kasnağı (İngilizcesi GT2 pulley) adı veriliyor. Tabii ki diş aralıkları GT2 kayışa uygun bir şekilde imal ediliyor. Aşağıda GT2 kasnağının resmini görebiliriz:

 
Kasnağın üst kısmında dişlilerin girecekleri olukları görüyoruz. Bu oluklardan 20 tane mevcut (her aralık 2 mm olduğundan kasnağın çevresi 40 mm oluyor) . Alt kısmında ise iki tane M3x6 mm setskur (cıvatalar bölümünde bahsetmiştik ama tekrar hatırlatayım, setskur (veya orjinal ismiyle "set screw") kafası kesilmiş bir cıvata formu ve amacı bir cismi başka bir cismin içinde yükselti oluşturmadan tutmak) mevcut. Bu setskurlar ile kasnak motor miline bağlanacak. Bu bağlantı sağlam olmazsa motor kayışı çeviremez. Bağlantı için ince bir alyan anahtarı kullanabileceğimizi de hatırlayalım.
Peki kayışı kasnağa geçirdik ama kayışın karşı ucunu nereye yerleştireceğiz? Bu iş için tasarımcılarımız İngilizce "idler" adı verilen parçayı kullanmışlar. İdler kelimesi boş boş duran gibi bir anlam taşıyor. Aslında Türkçe güzel bir tercümesi var, "avare kasnak" diye çevrilmiş. Aşağıda Y arabası için kullanacağımız avare kasnağın resmi mevcut:


Bu parça kit içerisinde hazır monte olarak gelmekte, o sebeple detayına çok girmiyorum ancak içerisinde mevcut olan rulman sayesinde döndüğünü belirtebilirim. X arabasında da avare kasnağa ihtiyacımız var, o da şu şekilde tasarlanmış:


Plastik parçalar konulu yazıdan hatırlarsanız, yukarıdaki parça sağ taraftaki Z asansörüydü. Onun solunda idler'ı görebiliyoruz.

Şimdi isterseniz esas konumuz olan motor montajına geçelim. Bu aşamada ihtiyacımız olan parçaları toplu halde görelim:


Bu resimde ortada yer alan beyaz plastik parçanın adının flanş olduğunu hatırlatayım (ilgili bölüme bakabilirsiniz). Flanş, motoru sigma profile bağlamamızı sağlayacak olan parça. Motoru flanşa bağlayabilmek için 4 adet M3x10 inbus cıvata gerekiyor. Flanşı sigma profile M5x10 inbuslar ile bağlayacağız. İdler'ın monte olduğu plastik parça da sigma profile M5x10 inbus ile bağlanıyor. Şimdi bağlantıları yapalım:


Öncelikle flanşı motorun üstüne geçiriyoruz. Motorun kablo bağlantısı kurulacak girişi yukarıdaki resimdeki gibi yönlendirilebilir veya sola doğru bakabilir, çok önemli değil. Daha sonra M3x10 cıvatalarımızı yerleştiriyoruz:


Şimdi yine hassas noktalardan birine geldik: Motorun sigma profilde doğru yere yerleştirilmesi. Ayrıca avare kasnak da tam bunun karşısında olmalı. Aşağıdaki resim bize gerekli olan mesafeleri gösteriyor:


Motorun flanşının kenarı, arkadaki sigma profilin dış yüzünden 87,5 mm mesafeye gelecek şekilde yerleştirilirken, avare kasnak 110,5 mm'ye yerleştirilecek. Aşağıdaki resimde motorun doğru konumu izleniyor:


Aşağıdaki diğer resimde ise avare kasnağın konumu izleniyor:


Bu noktada istersek GT2 kasnağı da yerleştirebiliriz ama henüz çok fazla sıkıştırmamak gerekiyor, kayışı bağlarken ayarlamak gerekebilir:


Motoru monte ettikten sonra bir şey fark ettim, o da motorun havada asılı durduğuydu:


Bu durum bana biraz garip gelmişti. Motorun ağırlığı flanşı esnetir mi diye çekindiğimden tasarımcıya bu durumu sordum, bir sorun teşkil etmeyeceğini bildirdi. Dolayısıyla önemli bir problem değil.

Motor ve idler monte edildikten sonra kitimiz nasıl görünüyor diye bakalım:


Böylece bir aşamayı daha geride bırakmış oluyoruz. Bu noktada kitin montajını bitirdikten sonra karşılaştığım bir problemden bahsetmek istiyorum. Montaj bitince fark ettim ki Y motorunun mili Y arabasına çarpıyor. Normalde temas etmemesi gerekiyormuş ama nedense bende ediyordu:


Sadece milimetrik bir yükselti var ama cihazın çalışmasında soruna yol açabilir. Bu durumu düzeltmek için, flanşı motora bağlayan cıvataların plastiğin altında kalan kısımlarına birer adet M3 somun ekledim. Bu sayede motor (ve mili) alçalmış oldu (normalde böyle bir şey gerekmiyor,ben neden benimkinde gerekti tam çözemedim):


Bir sonraki yazımızda artık Z asansörünün montajına başlayacağız....