【改善案】FarmBot 改善案のまとめ


#1

FarmBotに関して、思いついた改善案を以下にまとめました(遅れてすみません)。
※他にも思いついたら追加します。

【防水・防塵 Waterproof・Dustproof 】※4/12追記
プーリや軸接手等が剥き出しになっています。
ここに雨水が付着して錆びたり、砂塵が可動部に入り込んで動作不良を起こす可能性があるように思いました。

以下のように簡単なカバー等を設けることで防水・防塵になると思います。

【Vホイール V-wheel】※4/10追記
以下の記事で指摘したように、Vホイールへのベアリング取り付け時にかなりの力が必要で、ベアリングの組付け不良が起こる可能性があるように思いました。

<改善策1>
以下URLのような完成品のローラーを購入して使用すれば、組立の手間が省けてベアリングの組付け不良の心配もありません。多分割高になりますが。
https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/110302649620/?KWSearch=ベアリング%20樹脂%20ローラー&searchFlow=results2products

<改善策2>
過熱してホイール樹脂を柔らかくし、内径を僅かに拡げることで、ベアリングを挿入しやすくできるのではないかと思いました。ベアリング挿入後に樹脂を冷却して元の寸法に戻します。
設備の問題で樹脂が柔らかくなるほど加熱するのは難しいかもしれませんが、ドライヤーで温風を当てまくれば可能…かもしれません。実際にやってみないと分からないですが、自信ないです。
ベアリングの組付け不良は起きにくくなりますが、組付けの手間はむしろ増えるかもしれません。

【ガントリー Gantry】
・X軸移動用モータの取り付け位置
以前Gym氏からも指摘してもらっていますが、X軸移動用のモータへのベルト取り付け時に、
フレーム内部にベルトを捻じれないように通す必要があって作業しにくく思いました。

Y軸移動用モータと同じような構造にし、フレームの根元にモータを取り付ければ、
組立、調整作業の負担軽減ができると思います(ついでにベルトも短くなってコスト減)。


・ベルトテンションの調整
移動用ベルトはフレーム両端に固定されており、ベルトの張り具合を調整するのが少し手間になりそうに感じました。

ベルトの張り具合がどの程度動作に影響するか、頻繁に調整する必要があるかはわかりませんが、簡単に調整できる機構を設けた方が良いように思いました。
例↓
belt
わかりにくくてすみませんが、
棒ネジで長さを調整してダブルナットで固定し、ベルトの張りを調整します。

【Z軸関連 Z-axis】
・モータの固定方法
これも以前Gym氏から指摘してもらっていますが、モータのモータマウントへの固定が不安点で、モータが傾いて組付けられてしまうようになっています。



軸接手によって多少の軸ずれは許容できますが、Z軸方向移動の問題の原因になる可能性があります。
<改善策1>
モータとモータマウントの間にスペーサー(Spacer) (×4)を追加。

<改善策2>
モータマウント中央の穴に段差を設け、接触面を増やす。

・軸接手(Flex coupling)
モータシャフトと棒ネジ(Leadscrew)は軸接手で連結されていますが、
モータの固定の問題もあって傾きが大きくなり、Z軸移動の不具合が起こる可能性があるように思いました。

軸接手をユニバーサルジョイント(Universal joint)へ交換するのはどうでしょうか。
軸接手と比べ、高速回転には耐えられないかもしれませんが、モータと棒ネジの軸ズレ(Misalignment)への対応力は向上すると思います。
ミスミで460円~買えます。
https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/110300127860/

・ポンプの固定方法
ポンプがタイラップ(Tiewrap)2本のみで固定されており、かなり不安定に思えました。

パイプクランプ等を使うともう少ししっかり固定できると思います。
こういうの↓
https://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/221000532375/?KWSearch=パイプバンド&searchFlow=results2products&relatedKeyword=1
動作音がかなりうるさいとのことなので、緩衝材・消音材をカバーの内側に追加する必要もありそうです。(4/15追記)


Feedback & review from AvalonTech Japan
#2

プロ並な意見ありがとうございます!

>>【ガントリー】
>>・X軸移動用モータの取り付け位置
①賛成です.

>>・ベルトテンションの調整
ここは反対意見です.
フレーム両端に固定用プレート板(ベルトを挟むアルミ板)はモーターのEncoderとEndstopの位置決め用部品です.(Farmbotの可動範囲を調整する役割) ↑の図面だと,可動範囲の調整ができなくなると思います.理由:ホイールが長ナットの上に走行できない.
六角一本あれば調節できるので,今のままでも大丈夫だと思います.

>>【Z軸関連】
>>・モータの固定方法
賛成です.

>>・軸接手(Flex coupling)
大賛成です.Z軸はhome位置を探す時,Endstop位置に到着すると,軸接手はモーターの力に引っ張られて伸びます.毎回の伸び量が異なり,Home位置(Z軸原点位置)探しの誤差原因になると考えられています. →ツールチェンジの失敗確率が増えます.
ユニバーサルジョイントだと伸び量がなくなります.Z軸精度が良くなります.

>>・ポンプの固定方法
更に緩衝材も必要だと思います.かなりうるさいです.

ベアリングの組付けに関するレビューはかなり詳しいですが,具体的な解決案も提案できれば完璧です.(ホイールとベアリングが組み立て済みの状態で出品とかry・・)


#3

あのベルトを固定するアルミ板が位置決めに使う部品なのは見落としてました…。
調整機構は必要なさそうですね。

軸接手の伸びがZ軸原点位置の誤差に繋がるのは思い至らなかったです。
それなら、なおさらユニバーサルジョイントの方が良さそうです。

ベアリング組付けの解決案ももう少し深く考えてみます。


#4


軸接手の伸び量はこんな感じです
誤差の原因になると思ってますが、みんなはどう思います?

#5

動画だとfarmbotが要求する程度の精度は出そうな気がしますが、野外で使用して錆びたりスリットに砂が詰まったりしたら誤差が大きくなりそうですね。
個人的には風や黄砂でのスリット詰まりがこわいので、ユニバーサルジョイントが構造的に砂がつまる部分が少ないようならアリだと思います。コストが大きく上がるわけではないので。


#6

確かに伸びているように見えますが、原点位置の誤差にどの程度影響するかは正直よく分からないですね…
大まかでも良いので伸びが何mm程度か測定することは出来ませんか?具体的な数値があれば改善案の説得力も増すと思います。
逆に伸び量がユニバーサルジョイントのがたつきと同程度なら、誤差修正にはユニバーサルジョイントは使えないかもしれません。


#7

屋外で使う以上、錆による劣化やゴミの詰まりがやっぱり怖いですね。
ユニバーサルジョイントも可動部を剥き出しで使うと錆や砂等の噛み込みで回らなくなる可能性は十分あると思います。
ユニバーサルジョイントに限らず他の部位にも言えることですが、
耐食性の高い素材(大体高価…)を使うか、砂塵や水分の付着を防ぐカバー等があると良さそうです。


#8

・防水・防塵についてとVホイールについて追記
・一部用語に英訳追加
しました