Eine XY-Stage entsteht

  • Hallo Freunde der Bastelei,

    da meine motorisierte DIY XY-Stage am Wilozyt V 365 etwas in die Jahre gekommen ist und auch nicht die nötige Präzision hat, habe ich mir für den Weihnachtsurlaub den Neubau vorgenommen.

    Ziel war es mit gut zugänglichen Bauteilen und Halbzeugen eine möglichst präzise Mechanik zu bauen. Da ich im Eigenbau von CNC-Fräsen und 3D Druckern Erfahrung habe, lag es nahe, mich aus diesem Bereich zu bedienen. Die Steuer- und Leistungselektronik sollte gleich bleiben (Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4) und wird normalerweise in 3D Druckern verwendet. Die Firmware ist eine etwas ältere Version von Sprinter, die mit dem Micro Manager 1.4 und 2.0 zusammenarbeitet. Damit können dann alle 3 Antriebe kalibriert (X, Y, Z Fokus) und das Mikroskop über den PC gesteuert und Aufnahmen automatisiert werden (Stiching, Stacking, Timelaps, Kombinationen daraus, Autofokus, ...). Und das Image Processing mit ImageJ oder Icy gibt's gleich dazu.

    So in etwa soll es mal aussehen. Die "Schlitten" muss man sich noch dazudenken.

      

    Den ersten Schlitten hab ich nun fast fertig. Provisorisch montiert und Anreißlack noch drauf ;) Leichtgängig ist es auch.

        

     

    Wenn alles läuft, kommt noch ein wenig Feinschliff und die abschließende Reinigung im Ultraschallbad.

    TBC

    VG

    Klemens

  • Etwas mehr Herausforderung ist der X-Schlitten. Es ist kein Wunderwerk der Feinmechanik , aber für den Prototypen reicht es mir. Die 8 mm Spindel ist schon sehr voluminös mit dem ganzen Drumherum. Ich werde noch versuchen, eine M5 Gewindestange aus Edelstahl mit zwei federgespannten Muttern in den Antrieb einzubauen. Das erfordert aber noch etwas Dreh- und Fräsarbeit. Da keine großen Kräfte übertragen werden, sollte es auch mit diesem 60° Spitzgewinde funktionieren.

    Vorerst sind der Motorhalter und der Schlitten aus dem 3D-Drucker (PLA) in Draft Qualität (0,3 mm Schichten). Wenn dann alles passt, werden die gedruckten Teile durch CNC-Teile ersetzt. Wahrscheinlich :99:

    Unterlagscheiben fehlen noch überall und an der Trapezmutter muss ich den Kopf der M3 Schraube etwas schmäler machen.

    Schraubenlöcher mache ich im Durchmesser des Gewindeaußenmaßes, was bei meinen Einstellungen zu einem leichten Untermaß führt. Dann werden die Löcher entweder auf Maß gebohrt oder mit der Handreibahle aufgerieben. Das passt dann fast wie CNC gefertigt. Flachsenkungen werden genau so behandelt. Dazu mache ich bei diesen Teilen 3 oder 4 Wandlinien.

    VG

    Klemens

  • Hier sieht man die 8 mm Trapezspindel und die M5 Gewindestange mit den Muttern im Vergleich

    Zur Minimierung des Axialspiels wird - wie bei billigen Spindelmuttern üblich - eine zweite Mutter mittels Druckfeder vorgespannt. Eine Mutter wird fest im Schlitten montiert, die andere wird nur gegen Verdrehen gesichert und kann sich axial leicht bewegen. Damit muss das Axialspiel die Vorspannung überwinden, was bei so einem Antrieb kaum vorkommen wird und somit das Spiel nahezu eliminiert ist.

    Es gibt auch noch kleinere Linearführungen und Spindeln zu kaufen. Diese sind aber überproportional teurer und schwieriger zu beschaffen, da diese nicht als Massenware im 3D Druckbereich verwendet werden.

    VG

    Klemens

    • Offizieller Beitrag

    Hallo Klemens,

    langsam nimmt dein Projekt aber richtige Form an! :97:

    Die Methode der Achsialspielminimierung kannte ich so auch noch nicht. Einfach, aber wirkungsvoll!

    Daß die Schrauben mitunter zu große Köpfe haben wie an der Spindelmutter passiert mir auch oft. Aber was nicht passt, kann schließlich mit der Drehmaschine passend gemacht werden. :99:

    Auf jeden Fall hochinteressant, was sich in Eigenregie doch zaubern läßt.

    Beste Grüße

    Bernd

  • So ein Antrieb braucht ja auch eine Steuerung mit passender Leistungsendstufe für die Stepper. Wie schon ein paar Mal im Forum erwähnt, nehme ich dazu Standardhard- und -software aus dem 3D Druckbereich (Arduino Mega 2560, RAMPS 1.4 mit Sprinter Firmware). Ins Gehäuse hab ich dann neben der 12V Stromversorgung für die Steuerung noch eine variable Stromquelle für eine 3W LED (Durchlicht von unten) und eine weitere variable Stromquelle für eine zweite max. 10W LED (z.B. UV LED am Fluoreszenzaufsatz) gepackt. Die Stecker für die Stepper und Endschalter muss ich noch auf das Flachbandkabel crimpen und ein wenig nackte Kontakte isolieren. Dazu kommt wieder der UV-Kleber zum Einsatz.

    VG

    Klemens

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