Roboterarm nur Mechanik gesucht - selbstbau oder fertig?

[Alex-2.5]

Hallo zusammen,

Ich habe mich nun hier schon sehr viel eingelesen. Klasse Forum. Ein herzliches Dankeschön dafür.

Jedoch bin ich nicht fündig geworden. Ich würde gerne ein Projekt realisieren und bräuchte dazu eine reine Mechanik für einen Roboterarm an welcher ich dann selbst Motoren anbringen kann.

Ziel ist es Teile zu vermessen. Bedeutet der Roboter fährt fixe Punkte an. SPS, Panel und Schrittmotorenednstufen wären vorhanden und auch die Erfahrung bringe ich mit das zu programmieren. Nun stehen hier schon sehr viele Links zu Robotersystemen, allerdings haben diese meist schon ihre Servos verbaut.
Das kann ich nicht gebrauchen.

Was mir vorschwebt ist die Mechanik an die ich Schrittmotoren anbringen kann. Das zu vermessende Teil hat die Maße eines Din A5 Blattes und sollte auf allen Kanten auf einen Sensor bewegt werden. Die Auflösung sollte dann 1/10 mm sein. Aber das kommt ja von den Motoren / Getriebe was ich dran baue.
Das "Prüfstück" ist nicht schwer, vielleicht 400 Gramm.

Hat jemand eine Ahnung wie ich so einen "Roh-Roboterarm" bekommen kann, um z.b. von Nanotec Schrittmotoren einzubauen?

Vielen Dank schonmal für Eure Antworten.

Gruß
Alex

[malthy]

Hallo,

das ist vermutlich nicht das Konzept an das du als erstes gedacht hast, aber ich verwende die robolink Gelenke von igus für meine Roboterarme. Auch in meinem Falle werden sie von Schrittmoteren angesteuert. Der Arm selber ist erstmal nur die "reine Mechanik". Aber dass du auf 100 µm Genauigkeit kommst, sehe ich eher nicht... Hier mal ein Eindruck von dem Arm, so wie ich ihn einsetze:



Gruß
Malte

[Alex-2.5]

Danke für den Link.
Ja eine Reihe an Robotergelenken würde mir schon sehr weiter helfen. Diese kann ich dann selbst aufbauen und gegebenenfalls mit einem Alu Leichtbauprofil erweitern wenn nötig.
Aber mit Seilzügen ist wohl wirklich die Genauigkeit nicht zu erreichen.
ich dachte eher an fertige Gelenke mit einem Standardflansch an welchen ich dann Die Schrittmotoren mit angebrachten Planetengetriebe montieren kann.
Aber das sieht ja fantastisch aus was du da zauberst

[malthy]

Aber mit Seilzügen ist wohl wirklich die Genauigkeit nicht zu erreichen.

Also die Seilzüge sind nicht das primäre Problem, du misst die Stellung ja direkt in den Gelenken, da spielt die Restelastizität der Züge eine untergeordnete Rolle (wenn die Positionsregelung ordentlich läuft). Das Problem entsteht eher durch minimales Spiel in den Lagern selbst. Auf die Längen der Arme und bei einer Serienschaltung mehrerer Gelenke addiert sich das durchaus zu 1 mm. Ggf kann man da konkstruktiv auch noch weiter optimieren. Deine Genauigkeitsanforderung ist so oder so nicht ganz trivial würde ich denken ...

[Alex-2.5]

OK, in meinem Fall ist es eben die Genauigkeit auf die es ankommt, da ich ja eine Messaufgabe realisieren will.

Was ich also Suche ist ein Arm bzw. Gelenk an welches man direkt ein Planetengetriebe anflanschen kann welches dann geklemmt wird und somit spielfrei wäre bis auf die eigene Toleranz von Getriebe/Motor.
Das ganze muss nicht unbedingt gut aussehen, die Funktion muss passen. Ich könnte mir vorstellen das eine Firma welche die Kapazitäten hat sich hier ein Aluprofil ziehen lassen kann, und dieses als Arm verwendet, auf Länge des Kundenwunsches, und diese Flansche dann konstruktiv so anbringt das es Plug&Play wird.

Und wenn es sowas schon gibt wäre natürlich super. Jedoch habe ich nichts gefunden. Ich könnte mir das auch selbst bauen, jedoch bräuchte ich dann ein Gelenk welches sich mit einem Motor antreiben lässt. Ich werde mich mal weiter auf die Suche begeben. Wenn ich eine Lösung habe werde ich diese selbstverständlich posten.

Gruß

[i_make_it]

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[Geistesblitz]

Ich würde dir auch zu einer kartesischen Anordnung raten, schließlich ist das zu prüfende Objekt nicht so besonders groß und die Bewegung der Achsen ist im Prinzip die EInfachste, die man sich vorstellen kann. Wieviel Erfahrung hast du denn mit Roboterkinematik? So Stichwort inverse Kinematik und Jacobimatrix. Selbst wenn, wenn du einen Roboter baust mit 30cm langen Armsegmenten (Ober- und Unterarm), dann müssten die ersten beiden Gelenke für deine geforderte Präzision eine Winkelauflösung von mindestens ca. 0,00955° bei voll ausgestrecktem Arm haben. Selbst mit Schrittmotoren mit Getriebe und Mikroschritt wirst du da nichts Gescheites hinbekommen, da du dann immernoch mit Spiel, ungenau bestimmten Gliedlängen und eventuell ungenauen Mikroschritten Probleme haben. Daher werden in Industrierobotern auch geregelte Antriebe mit hochpräzisen absoluten Winkelsensoren verwendet. Ein kartesisches System in Portalbauweise wirkt auf mich da sehr viel realistischer.

[malthy]

Nur noch ein kleiner Nachtrag: Bei einem Selbstbau müsstest du vermutlich eh Vorsatzgetriebe für deine Schrittmotoren verwenden, etwas von dieser Art. Die Abtriebe von diesen Getrieben sind gut und robust gelagert sodass sie auch radiale Kräfte aufnehmen können (ins Datenblatt gucken). Im Prinzip hast du damit dein Gelenk u. U. schon beinander (ob das von der Bauform dann all zu günstig ist, ist eine andere Frage. Es gibt die Getriebe auch abgewinkelt). Aber du benötigst auf jeden Fall einen hochauflösenden Encoder auf der Achse, selbst bei höherwertigen GEtrieben wie den o.g. hast du zB durchaus ein Getriebespiel von bis zu 0.5°, was - nur mal so als Beispiel - auf einen Arm von 500 mm dann am TCP schon irgendwas >4 mm macht. Das ist im Prinzip der Punkt den i_make_it schon gemacht hat. Mir ist aber sowieso noch nicht klar, wie das funktionieren soll. Willst du das Werkstück mit dem Arm bewegen oder soll der Arm das Werkstück abtasten und dann über eine Art Force-Feedback die Konturen erkennen?

[Alex-2.5]

Herzlichen Dank, freut mich hier noch viel zu lernen.

Das die toleranzen bzw. das Spiel natülrich größer wird je länger der Arm stimmt. Hab ich nicht dran gedacht.
Ich würde ein Referenzteil messen. Das Prüfteil wird bewegt, der Sensor ist fest. Also Analogsensor der dann den Abstand zum Teil mist. Anhand des Referenzteiles soll der Unterschied zu den eigentlichen Teilen gemessen werden.
Daher muss die Wiederholgenauigkeit passen.
Dann werde ich mir mal eine andere Idee zusammenspinnen müssen

Danke Euch allen.

[malthy]

Klingt interessant. Wenn du das Projekt tatsächlich angehst, berichte doch gerne hier im RN. Fände es schön, mehr über das Projekt und seinen Fortschritt zu erfahren.

Gruß
Malte