Cobot Oryon : Etude du robot pas à pas

 

 

Mise à jour : 18/08/2019 : L’équipe RedOhm vous présente le Cobot Oryon.Le robot collaboratif  ou cobot est un robot permettant de ne pas avoir de cage de sécurité autour de lui. Donc de pouvoir s’approcher du robot en toute sécurité.

Cobot Oryon

Sommaire :

  • 02/04/2018 : Réalisation de la couronne pour la rotation du bras manipulateur Oryon.
  • 04/04/2018 : Résultat de l’impression de la roue crantée .
  • 30/05/2018 : Etat de l’étude de la tourelle pour l’impression 3D.
  • 17/06/2018Etat de l’étude de l’assemblage de la base
  • 02/07/2018 : Essai de la base et de la tourelle 
  • 01/02/2019 : Etude du 1er segment.
  • 21/03/2019 : Impression de la base du bras et des pignons.
  • 03/05/2019 : Impression du 1 segment du cobot Oryon.
  • 17/05/2019 : Impression et montage du 2éme segment du cobot Oryon.
  • 26/05/2019 : Cobot Oryon etat 3 mise en service du segment 2 .
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02/04/2018 :Réalisation de la couronne principale pour la rotation du bras manipulateur Oryon

Voici la réalisation de la couronne principale pour la rotation du bras manipulateur Oryon . C’est une couronne de 260 mm de diamètre, au pas de 5 mm pour recevoir une courroie crantée (ou courroie synchrone). L’ensemble de la pièce possède deux empreintes pour le roulement à rouleaux obliques et le roulement de centrage. Cette première étude est là pour valider la faisabilité mécanique de ce type d’impression 3D et surtout contrôler le respect des contraintes dimensionnelles. 

Etude de la rotation du bras manipulateur Oryon - RedOhm -

Etude de la rotation du bras manipulateur Oryon – RedOhm –

 

Etude de la rotation du bras manipulateur Oryon 001 - RedOhm -

Etude de la rotation du bras manipulateur Oryon 001 – RedOhm –

 

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 04/04/2018 : Résultat de l’impression de la roue crantée

Cobot Oryon :Résultat de l’impression de la roue crantée de 260 mm . Sur imprimante Zortrax M300 . 42 heures d’impression .Filament PLA Aluminium métallisé Arianeplast .

 

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 30/05/2018 : Etat de l’étude de la tourelle pour l’impression 3D

Ce Cobot qui comme toutes les réalisations de RedOhm est un projet open source, et ce projet pour le moment, n’a pas de vocation d’être une machine industrielle. Il s’inscrit plutôt comme du matériel ayant une vocation d’outils pédagogiques pour éventuellement préparer des étudiants au monde du robot collaboratif. En effet, ce projet s’inscrit dans le cadre d’une étude complète de dessin 3D, de la maîtrise de l’impression 3D, de la connaissance de l’utilisation de moteurs spécifiques et surtout de concevoir un logiciel qui nous permettrait de programmer ce Cobot par mimétisme ou par apprentissage par l’intermédiaire de bras de réplication. Nous nous efforçons à nous nous imprégner des directives de sécurité qui sont  là EN ISO 10218-1 et EN ISO 10218-2 qui définisse les exigences et recommandations pour la prévention. Il était important de redéfinir notre objectif.

Ce projet doit surtout nous efforcer à exceller dans l’impression 3D afin de respecter les cotes de réalisation des différentes pièces, et surtout de la qualité mécanique des ensembles concernés. Nous devons aussi créer une interface entre l’homme et la machine la plus humaine possible sans pour que cela interfère avec le comportement du Cobot dans sa tâche première qui est l’exécution du travail demander.

L’ensemble des informations sur l’évolution du projet, les fichiers STL pour l’impression 3D et les divers documents seront disponibles sur notre site.

Après ces quelques rappels, voici les premières pièces réalisées en impression 3D sur une imprimante Zortrax M200 et M300. On peut observer la qualité de l’impression ainsi que le respect de la cotation des différentes pièces. La pièce la plus importante a nécessité 46 heures d’impression non-stop. Le filament utilisé vient de la société ArianePlast

Impression sur Zortrax M300 et M200 - RedOhm -

Impression sur Zortrax M300 et M200 – RedOhm –

 

Vue eclatée du porte tourelle . - RedOhm -

Vue eclatée du porte tourelle . – RedOhm –

 

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 17/06/2018 : Etat de l’étude assemblage de la base 

Nous allons faire le point sur l’avancée des travaux. Nous avons terminé la base du Cobot Oryon, comme vous pouvez vous en apercevoir nous avons décomposé la base en quatre sous-ensembles, ceci afin de pouvoir les imprimer sur une Zortrax M300. Comme à notre habitude nous avons jeté notre dévolu sur le filament de chez Ariane Plast un gris métallisé qui répond à nos exigences mécaniques et visuel. L’ensemble de la base du cobot supporte la poulie support tourelle, les deux tendeurs pour la courroie synchrone, le moteur pas à pas type Nema 34.

Cobot Oryon .Assemblage de l'ensemble - RedOhm -

Cobot Oryon .Assemblage de l’ensemble – RedOhm –

 

Cobot Oryon - RedOhm -

Cobot Oryon – RedOhm –

Le dessous de la base est prévu pour recevoir les câbles pour les divers asservissements.

Cobot Oryon vue de dessous - RedOhm -

Cobot Oryon vue de dessous – RedOhm –

L’ensemble de la base regroupe six pattes de fixation qui sont réalisées en noir métallisé, pour la fixation avec le support mobile.

La tension courroie est obtenue par deux tendeurs qui sont imprimés en Z-ultra filament de chez Zortrax.

Cobot Oryon tendeur vue de dessus - RedOhm -

Cobot Oryon tendeur vue de dessus – RedOhm –

 

Cobot Oryon tendeur vue de coté - RedOhm -

Cobot Oryon tendeur vue de coté – RedOhm –

Information sur les filaments pour le projet du cobot Oryon :

Description du filament Pla Arianplast 

    • Garanti sans Bisphénol A et faible reprise d’humidité. Sans matière recyclée ce filament est d’une qualité constante. Il est également certifié ROHS ce qui exclut la présence de substances dangereuses.

 

    • Cette résine Ingeo 4043D est déjà reconnue dans l’impression 3D et dispose d’un certificat de contact alimentaire tout comme les pigments utilisés pour la coloration. Caractéristiques Techniques Températures : 200-230°c épaisseurs de couches : 50 microns à 0.3mm Diamètre contrôlé par un système de mesure laser qui permet une traçabilité des produits.

 

  • Compatible avec la plupart des grandes marques d’imprimantes adaptées à travailler le PLA et permet des vitesses d’impression élevé. Liste des machines sur lesquelles ce filament a déjà été testé : -Rep rap  – Makerbot – Dreamer – Up mini – Spiderbot – ED3D extrudeur – Hexagone extrudeur – Hotends.fr extrudeur –  createbot – witbox – Leapfrog- Dagoma- Ultimaker.

Information de chez : ArianePlast

Description du filament Z-Ultra

ABS est un polymère thermoplastique. Il est souvent utilisé dans des produits quotidiens (télécommandes, LEGOS etc…). Celui-ci commence à se ramollir à 90°C et à fondre à 190°C. L’ABS est résistant à la chaleur et assez souple. Il sera adapté à l’impression de petites pièces précises dans leur conception, ou de pièces mécaniques (engrenages…) de par sa résistance plus élevée à la chaleur et l’effort. L’utilisation de l’ABS demande l’utilisation systématique d’un plateau chauffant pour limiter les effets du retrait, principal défaut de cette matière. Le ZULTRAT est certainement l’un des plastiques les plus qualitatifs du marché, dans le sens ou le résultat est toujours optimal et le support nécessaire pour certaines pièces peut être retiré de manière très agréable. Il est aussi le plastique ABS de la gamme Zortrax le plus idéale pour éviter les effets de warping.

Recommandations pour l’utilisation

Nous vous recommandons de calibrer vos températures de buses de 215 à 230° pour ce plastique, le plateau chauffant devra quant-à-lui être réglé à 110°. Ces valeurs données sont à ajuster pour garantir un résultat optimal.

Avertissement : L’ABS contient du Styrène qui est émis lors de la fonte sous forme de particules  fines, pouvant être dangereuses pour les personnes atteintes de troubles respiratoires et dont les effets sur l’homme sont peu connus. Par précaution, nous vous conseillons de privilégier des imprimantes carénées et filtrées pour imprimer en ABS, dans des espaces vides dédiés ou spacieux et aérés si vous vous y trouvez. Sinon, préférez l’usage du filament PLA, qui aujourd’hui ne présente aucun danger connu pour l’homme. 

Information de chez : Machine-3D

Quelques photos supplementaire de la base du cobot 

Cobot Oryon - RedOhm -

Cobot Oryon – RedOhm –

 

Cobot Oryon - RedOhm -

Cobot Oryon – RedOhm –

 

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 02/07/2018 : Essai de la base et de la tourelle du cobot Oryon 

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 01/02/2019 : Etude du 1er segment

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Voilà quelques photos qui vont vous permettre d’appréhender l’état d’avancement du projet Oryon. Il est vrai que depuis quelques mois, les informations sur ce projet étaient plutôt succinctes. Comme tout projet, nous testons les moteurs, les asservissements ainsi que les constructions mécaniques avant de continuer à finaliser le projet. L’étude a repris avec le résultat des différents tests que nous avons effectués, vous pourrez remarquer que de la base jusqu’à la hauteur du bras, nous avons une distance respectable de 1006 mm. Nous avons réalisé quelques photos par transparence pour vous permettre de visualiser la partie pignon du bras. Ces pignons seront métalliques et vous aurez les liens vous permettant d’acheter ces pièces ou alors , ils pourront être réalisés en impression 3D. Nous mettrons à votre disposition les fichiers STL correspondants.

Cobot Oryon RedOhm 2019 001

Cobot Oryon RedOhm 2019 001

 

Cobot Oryon

Cobot Oryon

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 21/03/2019 : Impression de la base du bras et des pignons

Après une longue étude, nous avons réalisé la base du bras du Cobot Oryon. Nous avons dû procéder à de nombreux tests d’impression pour vérifier la faisabilité mécanique de l’ensemble. Il en est ressorti que la base du bras serait imprimée en deux parties. Cette pièce mécanique en version monobloc possédait un temps d’impression trop long ( 325 heures pour une densité de 30 %). Nous avons donc coupé cette version en deux pour une impression plus facile et un montage mécanique plus aisé. La base du bras a été réalisée en PLA avec une densité de 30 %. Les pignons et les poulies sont réalisées en ABS . L’axe porteur est en aluminium de 8 mm.

Cobot Oryon la base  RedOhm

Cobot Oryon la base RedOhm

 

Cobot Oryon la base  RedOhm 01

Cobot Oryon la base RedOhm 01

 

Cobot Oryon la base  RedOhm  02

Cobot Oryon la base RedOhm 02

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 03/05/2019 : Impression du 1 segment du cobot Oryon

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Impression du premier segment longueur 53cm poids 1.2kg 142 heures d’impression sur imprimante Raise 3D Pro2 Plus filament Pla gris métallisé densité 40% .

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Impression du premier segment  -RedOhm-

Impression du premier segment -RedOhm-

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Impression du premier segment

Impression du premier segment

 

 

 

 

 

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 17/05/2019 : Impression et montage du 2éme segment du cobot Oryon

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Impression du 2 eme segment du cobot Oryon .Vous pouvez remarquer sur le deuxième segment que nous avons incrusté des lettres sur le bras. Dans le principe ,il suffit simplement de forcer un petit peu sur la lettre et celle-ci est bloquée dans son logement .Pour des raisons de sécurité, nous avons quand même prévu de les coller en plus. 

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Cobot Oryon 2eme segment -RedOhm-  001

Cobot Oryon 2eme segment -RedOhm- 001

 

Cobot Oryon 2eme segment -RedOhm- 002_01

Cobot Oryon 2eme segment -RedOhm- 002_01

 

Cobot Oryon 2eme segment -RedOhm- 003_01

Cobot Oryon 2eme segment -RedOhm- 003_01

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 26/05/2019 : Cobot Oryon etat 3 mise en service du segment 2

L’étape numéro trois nous permet de visualiser l’ensemble de notre Cobot Oryon ( bras robotique ) . Elle nous permet aussi de mieux appréhender toutes les parties actives. Nous pouvons les décrire comme ceci ,la base sa rotation est exécutée par un moteur pas à pas. Le premier segment et le deuxième segment sont actionnés aussi par les moteurs pas à pas mais nettement plus puissants et possédant dans certains cas des freins électriques. La rotation du segment quatre est réalisée avec un servomoteur Dynamixel . La rotation du porte outil est exécutée avec un servomoteur classique de type RC ( Hitec ) . Elle permet aussi d’affirmer la qualité d’impression obtenue à l’aide des imprimantes Raise et du filament de chez ArianePlast.

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