Réalisation d'un robot Triptéron

[g0b]

J'avais posté une vidéo sur un concept de triptéron à axes parallèles ici ( https://www.usinages.com/threads/image-video-du-jour.17875/page-345#post-1992079 )

J'ai décidé d'en construire un et de le piloter avec le solveur robot d'un logiciel de CAO. Il me manque juste une application (si vous avez des idées ! ) mais dans un premier temps, c'est juste un "démonstrateur".

Je me suis fortement inspiré du design de la video, mais j'ai apporté quelques modifications (deux rails HSR15 dos à dos au lieu de deux glissières parallèles, des bielettes optimisées pour avoir la course maximum...)

Pour l'instant le design est le suivant (ca va évoluer un peu à la marge, et il reste à dessiner supports moteurs/poulies/pieds/butées mais l'idée est là, et ca me permet de commencer à travailler sur le reste) :

Vue de dessus :

Vue de coté :

La grosse difficulté, c'est que c'est un système hyperstatique et que les jeux doivent être très très faibles si on veut que ca se monte bien et que ca fonctionne sans point dur, ni jeu, ni zone morte, que la plateforme soit bien horizontale et centrée, etc.... En particulier les angles des pivots sur un même bras doivent être parfaitement parallèles, les entraxes identiques ...

La première étape est d'avoir un système qui fonctionne "manuellement"

La suite au prochain numéro pour les premiers copeaux ...

 

[lacier]

La suite au prochain numéro pour les premiers copeaux ...

Les copeaux faits par le triptéron ?

Bravo ! Je vais suivre ce beau projet !

 

[sevictus]

Très curieux de voir ça !

Il me manque juste une application

Pour la beauté du geste c'est déjà très bien !

 

[g0b]

Allez, c'est parti...

On commence par les biellettes, et on fait le cubage

Pour faire des économies (et moins de copeaux), on peut passer la biellette dans le brut le plus juste en l'inclinant. Donc on commence par faire une semelle en tournant l'étau (qu'on fera sauter une fois la pièce finie) :

En se reprenant dessus en remettant l'étau droit, on va pouvoir usiner parallèle aux axes machine avec le brut incliné. Ca permet aussi d'avoir une référence (le coté du talon) pour (re)positionner les pièces précisément dans l'étau.

Ebauche :

Après "un certain temps" :

 

[g0b]

Percage et alésage des biellettes hautes et basses . le petit trou = axe monté serré, grand trou = roulements à flasque montés glissants
Leurs positionnements relatifs est important pour le résultat final. Le positionnement absolu sur le brut, moins (juste esthétique)

 

[speedjf37]

Bonjour,

Ça se précise !
Usinage tradi ou cnc ?

je vais suivre !

JF

 

[g0b]

Bonjour,

Ça se précise !
Usinage tradi ou cnc ?

je vais suivre !

JF

Tradi !

 

[g0b]

La suite, le contournage. C'est pas fonctionnel, mais ca fait quand même plus joli ! J'avais le choix entre le faire au plateau tournant, ou avec mon appareil magique à faire des rayons (je ne sais pas comment ca s'appelle, si vous savez...) . En gros, c'est une broche déportée que l'on déplace en polaire par rapport à l'axe machine de la broche.

Bon, c'est pas si magique que ca en a l'air (pas évident à utiliser et on perd beaucoup en rigidité).
Mais à l'arrivée, ca fait plutot propre :

On fait sauter la semelle :

Et on obtient ca :

 

[moufy55]

Je connais ça aussi, "une broche désaxée"

 

[g0b]

Je connais ça aussi, "une broche désaxée"

J'espèrais un nom un peu plus "classe"
En allemagne, c'est le même nom qu'une tête à aléser.

 

[moufy55]

Bon, tête pour aleser, à mouvement micrométrique supplémentaire, désaxé de son centre.
Une TA2MSDSC !

Mais c’est bien parce que tu insiste

 

[g0b]

Ah, là, ok ! Je préfère !

 

[KITE]

Notre collègue @HBX360 a vendu un accessoire de ce type il y a un moment :

https://www.usinages.com/threads/tete-de-fraisage-a-chariot-rectiligne-et-rotatif.153009/

 

[g0b]

Ok, bon, bah "Tete de fraisage à chariot rectiligne et rotatif" alors :( TDFCR2 comme dirait @moufy55

 

[g0b]

Allez, on continue : il faut reprendre toutes les extrémités pour faire d'un coté un épaulement pour les roulements à flasque et de l'autre la chape pour l'articulation. Ce n'est pas d'une précision micrométrique, mais pour faire ca bien mais rapidement (32 positionnements à faire...), j'utilise ma technique rapide d'alignement de pointes (une dans l'alésage à centrer, une dans la broche). Je pense tenir le 1/10e ce qui est suffisant ici, en allant infiniment plus vite qu'avec un centricator par exple.

Epaulement pour les roulements et articulations :

Montage ok :

Reste à alléger un peu les bielettes :

Il ne reste plus qu'à faire les axes, entretoises et autres rondelles pour les articulations centrales :

Jusqu'ici, tout va bien. Pas de jeu dans les articulations.

 

[Xav26]

Salut, tu te lance dans la fabrication en faisant simplement confiance au solveur d’un logiciel …
Par ailleurs cette structure n’est pas hyperstatique, mais isostatique, sans quoi elle ne peut pas bouger
Ça me semble curieux de partir dans la phase de fab sans avoir préalablement posé le modèle géométrique. Dans le cas d’une machine parallèle comme celle là , tu dois établir à minima le modèle géométrique indirect (MGI)
pour le pilotage, suivant ce que tu veux faire il faudrait également établir les modèles cinématiques … (MGI / MGD)
Je ne vois pas comment il est possible d’optimiser les paramètres géométriques ( longueur des bielettes, position des pivots ) sans écrire les modèles mathématiques…

 

[g0b]

Salut,

Oui, je fais confiance au solveur cinématique de la CAO. Mais la cinématique est moins complexe qu'elle n'en a l'air. Il est possible d'écrire un solveur explicite de position qui n'est pas si compliqué dans ce cas (pour faire simple, Il n'y a pas plusieurs positions d'axes qui donnent la même position de plateforme). Mais ce n'est pas le sujet. Je suis "obligé" de faire confiance au solveur robotique, car mon objectif est qu'à partir d'une trajectoire de la plateforme, il me sorte du g-code pour piloter les 3 axes...

Le mécanisme est bien hyperstatique, ca n'empèche pas que certaines liaisons soient mobiles. Une table à 3 pieds sur roulettes est isostatique (elle peut se translater dans deux directions). Une table à 4 pieds sur roulettes est hyperstatique (et elle peut aussi se translater dans deux directions).

 

[lion10]

Bonjour
Merci c'est bien d'alimenter le forum avec votre reportage qui vous mènera j'espère au bout de votre projet.
Consultant une vidéo de ce robot je vois que vous ne positionnez pas les biellettes sur 3 axes de translation xyz de la même manière mais un logiciel solveur robot dont j'ignore les détails doit sans doute vous affranchir de cette différence qui sera une autre étape.

Ce n'est pas d'une précision micrométrique, mais pour faire ca bien mais rapidement (32 positionnements à faire...), j'utilise ma technique rapide d'alignement de pointes (une dans l'alésage à centrer, une dans la broche). Je pense tenir le 1/10e ce qui est suffisant

Astucieux, ensuite vous vérifiez la coïncidence avec un réglet ou juste à l’œil ?

Après "un certain temps" :

Qu'il doit être long !
J'ai l'impression de ne pas voir de butée sur l'étau à moins qu'elle soit masquée par l'étau car sur son coté gauche, cela m'étonne car vous faites du travail répétitif.

Une idée pour plus tard, votre robot pourrait peut être assurer la finition d'une calotte sphérique par le dessous, voir de l'usiner si le robot résiste.

cdlt lion10

 

[g0b]

Merci c'est bien d'alimenter le forum avec votre reportage qui vous mènera j'espère au bout de votre projet.

J'essaye de poster un peu des photos d'usinages, parce que je trouve que ca devient paradoxalement rare sur le forum

Consultant une vidéo de ce robot je vois que vous ne positionnez pas les biellettes sur 3 axes de translation xyz de la même manière mais un logiciel solveur robot dont j'ignore les détails doit sans doute vous affranchir de cette différence qui sera une autre étape.

Effectivement. ce qui est important, c'est que les axes soient parallèles (pour que ca se monte !). le positionnement précis, je laisse effectivement ca au solveur qui fera "le boulot"

Astucieux, ensuite vous vérifiez la coïncidence avec un réglet ou juste à l’œil ?

A l'oeil, dans les deux plans, avec un fond blanc (une feuille de papier)

J'ai l'impression de ne pas voir de butée sur l'étau à moins qu'elle soit masquée par l'étau car sur son coté gauche, cela m'étonne car vous faites du travail répétitif.

Effectivement, je n'ai pas de butée fixe sur l'étau. j'utilise juste une calle pour positionner la pièce à fleur du bord du mors fixe (rectifié) de l'étau.

Une idée pour plus tard, votre robot pourrait peut être assurer la finition d'une calotte sphérique par le dessous, voir de l'usiner si le robot résiste.

Effectivement, je ne sais pas encore quoi mettre sur la plateforme... l'usiner en place (ou en faisant bouger le robot), ca serait effectivement une excellente idée, mais je crains que ca manque de rigidité pour faire cela... on verra !

 

[damduq]

Beau projet !
Bravo.

 

[g0b]

La suite : les chariots et la plateforme...

Déjà, je suis parti sur 4 chariots aux dimensions englobantes identiques pour faciliter la fabrication et me faciliter la vie pour les angles.

Normalement, il y a 3 chariots (deux à l'avant, et un double à l'arrière). A l'arrière, ils sont solidarisés pour des raisons de rigidité, mais si on les laisse libres, ca fonctionnera et ils se déplaceront ensemble. Dans un premiers temps ils seront indépendants, je les solidariserai par la suite (pour fixer la courroie d'entrainement).
On incline la tête de la fraiseuse à 45 degrés (et on n'y touche plus pour les 4 chariots et la plateforme). Et on monte les pièces sur plateau tournant et étau à serrage symétrique, là encore pour faciliter le positionnement des pièces et garantir que les angles seront identiques, sans prise de tête :

Ensuite au tour de la plateforme. Toujours montée (et centrée) sur l'étau à serrage concentrique, on fait les 3 faces inclinées sans démonter

Toujours sans démonter, on fait les percages/alésages (en utilisant la broche sensitive) .En prenant les bonnes références, ca se fait assez directement.

Idem pour les chariots :

Ensuite, on fait la "finition" de la plateforme en faisant sauter les parties inutiles avec la tête remise droite (pas de précision requise ici) :

Toutes les pièces "terminées" :

Le plus dur est fait, mais il reste encore des pièces simples (mais nombreuses !) à faire : 8 axes, 8 entretoises, 8 flasques de serrage, 40 tasseaux pour tenir les rails sur le profilé alu, ...

 

[g0b]

On s'approche de la fin de la partie mécanique du projet...

Les axes et les bielettes montées sur la plate forme :

On monte tout ca sur les rails HGR eux même montés sur un profilé alu ... Et ca se monte !

Premières impressions : Ca fonctionne très bien, sans jeu, sans effort et sans point dur. La plateforme reste bien horizontale. Pas de zone "morte". Coté rigidité par contre, comme pour tous les robots de ce style, c'est pas ca, surtout dans la direction perpendiculaire au rail : le système a une certaine souplesse (qui explique surement pourquoi le montage s'est bien passé, même si je n'ai pas du forcer sur les liaisons) qui poserait problème en cas d'application où il y aurait des efforts importants.

Petite démonstration :

Il me reste à finaliser les supports pour les moteurs pas à pas, les passages de courroies, les supports de poulies et la partie mécanique sera terminée !

 

[g0b]

Moins passionnant, la fin...

Les 40 écrous en T pour tenir les rails...

Les supports moteurs latéraux :

Le support central :

La platine complète avec les moteurs et les queues d'aronde pour le réglage de la tension des courroies :

Le support des poulies de l'autre coté :

Le tout assemblé :

C'est fini pour toute la partie mécanique et usinage !!! Merci d'avoir suivi le projet !

 

[PL50]

Quand Est-ce que tu nous met une vidéo en action piloté par les moteurs !!!!

 

[g0b]

Quand Est-ce que tu nous met une vidéo en action piloté par les moteurs !!

Quand ca sera fait... mais il va falloir un peu de patience

 

[sébastien62]

Beau travail et un nombre d'heures considérable...
J'ai lu et surtout aimé les images mais quel sera l'utilité de ce triptéron? (A moins que j'ai mal lu..)
Genre d'imprimante 3D?
Bonne soirée.
Séb

 

[g0b]

Pour l'instant, aucune utilité... Juste 'pour le fun'

 

[DanRudmin]

Super cool. C’est moi qui a fait le video originale.

 

[g0b]

Super cool. C’est moi qui a fait le video originale.

Bonjour Dan !
Merci pour ton message et ta vidéo très inspirante !
Sais tu d'où vient le principe de ce tripteron à axes parallèles ? je ne l'avais jamais vu avant ta video...

 

[DanRudmin]

SVP excuse que je n’ecrit pas bien en francais. Je suis Canadienne.

L’idee kinematique viens du Universite de Laval: https://robot.gmc.ulaval.ca/en/rese...rallel-mechanisms/tripteron-and-quadrupteron/

Et l’idee d’un seul axis longue viens de Nick Seward:
Et ce qui rest j’ai cree moi meme.