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Thema: Bau eines 6 Achsen Gelenkroboterarms in Faserverbundbauweise [Bauthread!]

  1. #1
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    Bau eines 6 Achsen Gelenkroboterarms in Faserverbundbauweise [Bauthread!]

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    Guten Tag,

    wie ihr vielleicht schon bemerkt habt, möchte Edding einen 6 Achsen Gelenkarmroboter programmieren.

    Damit sein Projekt nicht bei der Theorie bleibt, werde ich die nötige Hardware liefern.

    Ich habe schon viel Erfahrung in Sachen Modellbau und Faserverbundmaterialien, deshalb plane ich, die Roboterteile auf meiner CNC Faserwickelmaschine zu wickeln und andere Teile zu laminieren.

    Der Arm soll ca. 400 g heben können und 40cm lang sein. Als Aktoren hatte ich Jumbo Servos mit 33KG/cm vorgesehen, doch nach dem Post von Joe in dem Programmierthread werde ich vielleicht doch keine Servos verwenden.

    Den Bau werde ich natürlich dokumentieren. Ich wäre ich euch dankbar, wenn ihr mir in Elektronik / Konstruktionsfragen zur Seite steht.

    Gruß Philipp

    Edit: 33kg/cm natürlich ...
    Geändert von Faser (26.03.2011 um 17:08 Uhr)

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von MisterMou
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    Jumbo Servos mit 33KG/Nm
    Du meinst bestimmt 33kg/cm

    Guckt euch mal diese Seite an:
    http://letsmakerobots.com/node/18504

    Da sieht man was man aus einem Servo alles rausholen kann.
    Mähh macht der Rasenmäher. http://moufx.wordpress.com/

  3. #3
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    Ich hatte mir das so gedacht, dass ich zusätzlich an jeder Achse einen Drehgeber /Encoder baue, um die relative /absolute Position abfragen zu können.
    Bloß wo bekommt man ein Drehgeber /Encoder her?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von MisterMou
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    Entweder direkt vom Hersteller oder mal bei ebay nach den ICs suchen.
    Ich hab vorhin erst 3 mal 3 kostenlose Encoder bestellt.
    Mähh macht der Rasenmäher. http://moufx.wordpress.com/

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Der Arm soll ca. 400 g heben können und 40cm lang sein. Als Aktoren hatte ich Jumbo Servos mit 33KG/cm vorgesehen, doch nach dem Post von Joe in dem Programmierthread werde ich vielleicht doch keine Servos verwenden.
    Ich behaupte mal das sollte man sich überlegen bevor man beginnt den Arm zu planen.

  6. #6
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    @ MisterMou

    Ah, ok Danke für den Link.

    @Topika

    was meinst du worüber ich gerade nachdenke?

    Naja bevor ich hier anfange zu bauen muss ich erstmal meine 2 CNC´s fertig machen...

    Wie wäre es wenn man statt den Schrittmotoren oder DC Drehgebermotoren einfach die von mir genannten Servos mit Zahnriemen an die Achsen verbindet.
    Dadurch wäre der Arm wesentlich leichter und das Achsenspiel wird auch zum Teil beseitigt.

    Gruß Philipp

  7. #7
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    Ich habe gerade eine low budged Variante gefunden um die Servoposition zu ermitteln.
    http://robotika.cz/articles/servo-encoder/en

    Ich werde sie mal bei Horst testen. Dies sollte in den nächsten 2 Wochen geschehen
    Geändert von MisterMou (27.03.2011 um 00:16 Uhr)
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  8. #8
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    @MisterMou
    Ja das ist wirklich die billigste Variante, deshalb macht es z.B. der Asuro genau so. Aber je nach Getriebestufe/n doch recht ungenau.

  9. #9
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    Hallo Phillip,

    ich wollte euch nicht von euren Ideen abbringen. Lediglich den Hinweis auf die Verwendung von Servos geben, und die Probleme die daraus resultieren können!

    Letzt endlich hängt alles von euren Anforderungen an den Roboter ab. Wenn für euch eine entsprechende Genauigkeit in Ordnung ist, und ihr das Problem mit den Wartezeit zu eurer Zufriedenheit programmtechnisch lösen könnt. dann sind Modellbauservos eine ziemlich einfache und kostengünstige Lösung.

    Billiger werdet ihr das von den Antrieben her nicht hinkriegen. Hab ich alles schon hinter mir. 6 Modellbauservos + Servocontroller von Robotikhardware, Adapter USB-RS233 für den Controller und ein bisschen Code am PC. Funktioniert super und kostet nicht die Welt.

    Jetzt kommt das Aber: Ich war mit den Ergebnissen nicht zu frieden. Hatte zeitweise auch mal einen alten Industrieroboter von P&P Nürberg, der hatte Industriepotentiometer direkt auf den Drehachsen montiert. Dieser hat eine reale Auflösung von 512 Schritten für ca. 210 Grad Winkel geschaft (jeder Step konnte auch angesteuert werden). Traglast war 500 g. Konstruktion war massiv mit Lagerung, Zahnriemenantrieb...mit einer ordernlichen Linearfahrt hab ich da gar nicht anfangen müssen. Das Ding hat gewackelt wie ein Kuhschwanz.

    Wenn ihr einen Kompromiss sucht, es gibt eine Reihe von Möglichkeiten die Genauigkeit von "Standart" Servos zu erhöhen:

    1.) Hast du selbst schon genannt. Antrieb des Roboters indirekt über einen Zahnriemenübersetzung. Antriebe sind im Rumpf des Roboter. Damit wird der Arm leichter. Zahnriemengetriebe (HTD-Profil verwenden) können über entsprechende Spanner spielfrei hinzukriegen sein. Achtung, mit der Kraft die der Zahnriemen belastet wird, mit dieser muss er auch gespannt werden (Lagerauslegung). Ja nach Übersetzung wird dann das Getriebespiel des Servos sowie die Ungenauigkeiten des Potis kleiner, auf Kosten von der Geschwindigkeit sowie der Schwenkwinkel. Normale Servos haben ca. 180 Grad. Bei einer Übersetzung von 4 hat der Roboter nur noch einen Schwenkwinkel von 45 Grad.

    2.) Modifikation des Servos hinsichtlich des Potentiometers. Dieses wird durch einen Magnetencoder ausgetauscht. Dafür wird auch eine andere Servoelektronik benötigt.

    3.) Modifikation des Servos "Servohack" damit dieses endlos drehen kann. Das Poti wird von dem Getriebe entfernt und mit der Drehachse direkt verbunden. Dies kann z.B. über eine Getriebe 10:1 passieren. Somit dreht sich bei einer Umdrehung der Drehachse das Potentiometer 10 mal. Anstatt des Standart Potis nehmt ihr ein 10-gang-Potentiometer. Somit könnte die Auflösung auch erhöht werden.

    4.) Verwendung des Servos über einen Zahriemen nur als Antrieb (Übersetzung möglich). Dafür ist ein Servohack notwendig. Anstatt des Potis verwendet ihr einen externen Impulsgeber. Diesen montiert ihr entweder direkt auf der Drehachse (entsprechende Auflösung notwendig) oder über die Getriebestufe vorher (Impulse werden durch die Übersetzung vervielfacht). Somit könnt ihr deutlich höherer Auflösungen erziehlen. Aber für die Inbetriebnahme des Roboters ist immer zu Begin eine Referenzfahrt (Fahrt gegen einen Rollentaster oder Induktivgeber) notwendig, um die Roboterposition zu bestimmen. Entsprechende Impulsgeber findet ihr bei Ebay. Hab neulich Industriegeber mit A, A/, B, B/, C, C/ mit 2500 Impulsen pro Umdrehung erstanden (Haben sogar noch einen Referenzimpuls um die Toleranzen der Endschalter auszugleichen). Mit Quadraturauswertung kommt man hier auf 10000 Impulse pro Umdrehung. Diese kann man direkt auf die Drehachsen montieren. Somit lässt sich eine Auflösung von 0.036 Grad erzielen. Kostenpunkt war 25 Euro/Stück. Auch hier ist dann aber eine entsprechende Elektronik zu verwenden, die Servoelektronik ist nicht dafür geeignet.

    Ihr seht, Möglichkeiten gibt es genügend. Es hängt alles von euren Erwartungen an den Roboter ab.

    Gruß

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Wäre an euren Berechnungen zum Arm interessiert

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