Ramię robota 15kg, 30-40 cm: blacha czy żeliwo? Koszty, estetyka, wytrzymałość

Witam,
planuję zrobić ramię robota, małe (około 15kg), rozpiętość ramienia 30-40 cm (jeszcze będę zmieniał), ważne by podniosło 1kg.
Zaczynam oczywiście od modelowania w programie "inventor", i tu mam pytanie:
czy robić z blachy czy z żeliwa, zależy mi bardzo na estetyce, nie chcę zrobić byle czego, wiem że blacha wyjdzie dużo taniej, ale nie chcę przeciętnego projektu.
Czy orientujecie się może ile mniej/więcej kosztuje odlew z żeliwa? Przykładowo taka jedna część z ramienia o dł. 20 cm?
Jak tu się oblicza koszty od kg, objętości i czy wykonają mi coś takiego?
I jeszcze jedno, może od razu podpowiecie, na co zwrócić uwagę przy doborze materiałów tu.

Z góry dzięki.

Witam.
Jakie żeliwo Robot ma podnosić 1 kg to wystarczy jakiś metal lekki jak aluminium znacznie łatwiejszy w obróbce.
Możesz je wykonać na kilka sposobów wtedy: odlew najdroższy chyba, cięcie wodą z blach aluminiowych bądź najbardziej popularne frezowanie CNC z litego bloku aluminium.
Osobiście do podnoszenia 1kg radził bym ramię z jakiegoś kompozytu bądź laminatu z włókna szklanego/węglowego z którego możesz wyciąć elementy na pile włosowej.

Im lżejsza konstrukcja ramienia tym lepiej. Żeliwo powoduje, że robot zamiast planowanego lilograma musiał by podnosić ok 30kg (waga ramienia i mechanizmów).

frezowanie z litego bloku wiesz może mniej więcej ile kosztuje takiego jednego elementu,? zanim zacznę projektować chciałbym znać cenę czy mnie będzie na to stać.
ma podnosić 1kg, ale na 40cm, daje to prawie 4Nm na środku robota. Takie włokno węglowe na pewno wytrzyma?

Kosztów nie znam trzeba by gdzieś podejść i zapytać (różne firmy różnie się cenią). Pamiętaj jednak że nie wszystko idzie łatwo wyfrezować. Jakieś zamknięte bryły mogą być awykonalne nawet w CNC. W ilu osiach to ramię ma się przemieszczać?

A co do włókna to każdy materiał ma coś takiego jak dane materiałowe trzeba poszukać i znaleźć podstawowe wartości: rozciąganie, zginanie, ściskanie, wyboczenie i najprościej będzie porównać to materiał do własności jakiegoś metalu np. stal, aluminium.

Dodatkowo widzę, że zaczynasz dopiero w inwentorze ale ma on coś takiego jak symulacje MES gdzie można symulować obciążenia siły podając materiał zaprojektowanej części.

W 6, właśnie głupio mi trochę podejść do jakieś firmy i pytać o wykonanie czegoś, co jeszcze nie wiem jak wygląda.
Jakby ktoś tu wiedział, to byłbym wdzięczny za podanie widełek cenowych.

Domyślam się, że to jakiś projekt lub praca inż/mgr na studiach? Czasami mają taki sprzęt na uczelniach i mogą sporo pomóc nie koniecznie za pieniądze udostępnić sprzęt tylko materiał raczej swój trzeba mieć.

Tak dokładnie, no z dostępnością tutaj jest kłopot, wszystko jest cały czas zajęte. Sprzęt wykorzystywany jest do innych projektów.

To trochę się rozjaśniło.
Czym masz zamiar napędzać to ramię bo jak serwomechanizmy RC + Arduino to tylko w grę wchodzi cienka blacha aluminiowa lub laminat/kompozyt.
Pooglądaj sobie na you-tube


że takie cienkie laminaty dają radę.
Liczę że zrobisz coś podobnego jak w filmiku.

Oglądałem oglądałem, ale ja chcę zrobić raczej coś porządnego, wszystko ma być oparte obliczeniami i przede wszystkim to nie ma się trząś ma szybko i płynnie chodzić. Myślałem o wykorzystaniu silników krokowych ale jeszcze się zastanawiam. Ma też być uniwersalny w przyszłości chcę zainstalować jakąś kamerę do niego, sterowanie będzie na jakimś ARM, jeszcze nie wybrałem komputera i od elektroniki jest inny kolega.
Wiem że to jest ciężki projekt, ale to co jest na filmikach to chyba trochę inna bajka niż to co ja chcę zrobić Powysyłam jutro mail'e może ktoś mi pomoże
Dzięki za zainteresowanie

Rozumie że to ma być coś solidnego podobnego do robotów przemysłowych? Wówczas tylko odlewy wchodzą w grę z metali lekkich pamiętaj jednak, że odlew to nie jest wyrób gotowy tylko poddawany jest dalej obróbce skrawaniem typu: wiercenie, frezowanie itp. Jeśli ramię ma nie przenosić drgań to projekt będzie kosztować tyle co auto kilka tysięcy. Taki blachy projekt twoim zdaniem potrafi dobić tysiąca. Wiem bo później są kwiatki typu za słabe silniki i serownik nowy też trzeba. Trzeba mierzyć siły na zamiary bo później idzie się na obronę z niedokończonym projektem bądź nie podchodzi do obrony w ogóle, Mogę spytać jaka uczelnia?

Virku żeliwo się stosuje tylko wtedy gdy się chce uniknąć spawów.
Gdy obciążenia udarowe są ogromne i spawy mogły by pękać.

Wymodeluj, daj do wycięcia i pospawania .

Jest mnóstwo gotowych handlowych profili do konstrukcji przemysłowych przystosowanych do mocowania uchwytów głowic, czujników. Oczywiście na prototyp dural, nie żadne żeliwo.
https://www.google.pl/search?q=profil+alumini...iInSAhWI_iwKHdXUDQwQ_AUICCgB&biw=1525&bih=705

trymer01 napisał:

Żeliwo tutaj to pomysł z dziedziny SF.

Raczej z minionej epoki . Żeliwo ma swoje zastosowanie i zalety zupełnie oddalone od potrzeb autora, no chyba, ze na stabilna podstawę robota.

Virczek napisał:

frezowanie z litego bloku wiesz może mniej więcej ile kosztuje takiego jednego elementu,? zanim zacznę projektować chciałbym znać cenę czy mnie będzie na to stać.

Wiesz na czym polega projektowanie? Właśnie na tym, że w etapie projektowania dobierasz materiał do konstrukcji i spodziewanych obciążeń.
Masz pomysł, robisz projekt wstępny, potem do tego projektu dobierasz materiały i podzespoły, jednocześnie wykonując różne obliczenia i warianty swojej konstrukcji.

Jak chcesz, to można zaprojektować takie ramię z DOWOLNEGO materiału, włącznie z pieczonym ciastem francuskim. Ideą wykonywania projektu jest właśnie takie opracowanie elementów, by spełniały swoją rolę przy zastosowanym materiale.

W takim projekcie trzeba wybrać materiał jak najlżejszy, przy wysokiej sztywności. Wymiary i kształt elementów, zależą już od wybranego materiału i jego właściwości.

To o co pytasz, wskazuje, że brakuje ci najbardziej podstawowej wiedzy. Zacznij trochę czytać, choćby podstawy materiałoznawstwa i opisy wytrzymałości poszczególnych materiałów.
Opcje, z uwagi na dostępność i koszty, masz w zasadzie 4.
- Stal.
- Aluminium.
- Włókno węglowe.
- Tworzywa sztuczne.

A co z tego wybierzesz i co z tym zrobisz - zależy od ciebie. Od wybranego materiału zależą już i wymiary, kształty jak i metody obróbki.

Zacznij może od projektów schematycznych. Kinematyki, rozwiązań chwytnych, sposobu sterowania, typów napędów itd.
Jak będziesz to miał, można zacząć myśleć o ubraniu tego w materiał i dobraniu na końcu szczegółowo typów napędów lub serw.

Ja tu widzę zapaleńca informatyki, który to pierwszy raz zabiera się za jakiś większy projekt. Radzę wykorzystać możliwości, które daje program Inventor.
Najpierw:
- zaprojektować
- zrobić symulacje MES w programie co pozwoli dobrać odpowiedni materiał na kontrukcje
- wykonać konstrukcje (ewentualnie skonfrontować projekt z jakąś firmą czy dadzą rade to wykonać)
- dopiero wtedy dobierać system automatyki ramienia silniki/serwomotory i sterownik
- a na samym końcu masę godzin na zgranie wszystkiego i okiełznanie kinematyki ramienia jakimś napisanym softem, od którego wszystko tak naprawdę zależy a nie od - użytego materiału.
Gdyż 1 kg jak zakłada autor to powinien wytrzymać nawet wydruk z drukarki 3D elementów ramienia (oczywiście po umiejętnym zaprojektowaniu elementów
(ma to więlką zaletę gdyż można uzyskań wyrób gotowy nie wymagający żadnej obróbki).

Witam!
Spojrzyj na to:

Niestety tak na szybko kiepskie zdjęcie z komórki - jutro lub pojutrze mogę zrobić lepsze z większą ilością szczegółów.
Wysokość przy uniesionym chwytaku ok. 1200 zasięg ok. 500 mm.
Cztery osie na silnikach krokowych z przekładniami planetarnymi plus chwytak z napędem z silnika DC.
Waga - jakieś 25 kg.
Bardzo dużo pracy, trochę błędów i tak naprawdę prototyp do demonstracji i nauki.
Koszty aluminium (PA6 a lepiej PA11) i obróbki (mogą się wahać zależnie od regionu) ok. 2,5 kPLN, do tego silniki z przekładniami i choćby najprostsze sterowniki i dodajesz kilka kolejnych tysięcy.
Radzę podejść do projektu bardzo ostrożnie aby nie była to tylko skarbonka.
Lepiej zacząć od mniej ambitnego i prostszego ramienia z tanich materiałów (nawet o mniejszym udźwigu) i zobaczyć co wychodzi i jak to ma się do wyobrażeń - to niezła nauka i łatwiej (i taniej) weryfikować błędy.
Jak zadziała i dalej pozostanie Ci chęć do eksperymentów to rzucaj się na głęboką wodę i do dzieła!
Pozdrawiam.