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Thema: Welche Motorart empfehlt ihr für Drehteller?

  1. #1
    Benutzer Stammmitglied
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    Welche Motorart empfehlt ihr für Drehteller?

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    Hallo,
    brauch einen Drehteller, auf dem 3 Flaschen stehen, die gewogen werden. Die Flaschen stehen dafür also auf 3 vorbestimmten Positionen. Sobald eine Flasche erkannt wurde (durch wiegen) soll sich der Drehteller zur Position 0 bewegen, die ich vorher mal definiert habe.Wegen den Kabeln im Drehteller soll sich der Teller nur +1 oder +2 Positionen nach vorne drehen und anschließend wieder zurück drehen, sonst wickel ich ja meine Kabel um den Teller auf .
    Hoffe Idee soweit klar geworden...
    Zum Drehen brauch ich jetzt einen Antrieb. Der Teller soll sich natürlich nicht zu schnell drehen, das soll aber auch nicht zu langsam ablaufen. Der Teller ist so groß wie eine Schallplatte (ca. 28cm) und soll sich in ca. 3-6sek von Position 1 zu Position 2 bewegen.
    Steuern will ich das ganze mit einem Adruino.
    Am einfachsten von der Mechanik wäre warsl ein normaler Getriebemotor mit nem Keilriemen, der den Teller antreibt. Dadurch könnte man relativ leicht die Drehgeschwindigkeit durch die Untersetzung bestimmen. Allerdings ist der Getriebemotor nicht so leicht zum ansteuern mit einem Adruino, habe ich hier mal gelesen glaube ich?! Außerdem ist die éxakte Positionserkennung nicht so leicht, nehme ich an?
    Da wäre dann wohl doch ein Schrittmotor besser geeignet, wenn ich das so richtig aus dem rn Wiki entnehme?! Wie genau kann man denn mit einem Schrittmotor bei einem Teller dieser Größe eine Position anfahren? 1° Abweichung wären ja bei einem Radius von 14cm schon 2,4mm! Das wäre eigtl schon das absolute Maximum
    Habe schon überlegt den Teller mit nem Servo zu drehen, allerdings sind die Stellzeiten zu hoch und wenn man den Überfordert geht er drauf.
    Das führt mich jetzt zum nächsten Problem. Wie würde ich denn für diesen Fall einen Servo auslegen?
    Ein gelagerter Drehteller mit max. 3 Flaschen drauf der durch einen Servo angetrieben wird. Wie komm ich da auf das benötigte Drehmoment? Habe schon an das Trägheitsmoment gedacht, muss ich dann das dafür verwenden?

    Hoffe die Problematik ist verständlich geworden und ihr habt ein paar Ideen und Tipps
    Danke
    Grüße
    Tom
    Geändert von golther (23.11.2013 um 19:46 Uhr)

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Wie komm ich da auf das benötigte Drehmoment? Habe schon an das Trägheitsmoment gedacht, muss ich dann das dafür verwenden?
    Ja. Das nötige steht hier, den Abschnitt mit den Integralen kann man überlesen, hinten kommt dann eine Tabelle für einfache geometrische Körper. Also die Scheibe als Zylinder rechnen. die Flaschen als Punktmasse mit entsprechendem Abstand zur Drehachse, die einzelnen Trägheitsmomente kann man dann addieren.

    Wenn die anzufahrenden Positionen immer gleich sind, würde ich unten an der Scheibe eine "Markierung" machen und die Stellung mit feststehenden Schaltern feststellen. Als Schalter kann man neben mechanischen Schaltern auch Gabellichtschranke, Hallsensor, induktiven Näherungssensor oder Reedkontakte nehmen. Als Motor am einfachsten einen Getriebemotor. Zur Ansteuerung genügt wohl Rechtslauf, Linkslauf und Stop, das geht z.B. mit 2 Relais oder einem geeigneten Treiber-IC.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    Wenn auch der Getriebemotor sicher das einfachste in der Ansteuerung ist, stellt sich die Frage wie genau du positionieren willst. Du musst ja schon vor dem Haltepunkt mit dem Bremsen beginnen um ihn nicht zu überfahren. Du stehst sonst entweder zu spät oder musst zurückfahren.
    Besser wäre ein Schrittmotor eventuell mit Getriebe. Die Anzahl der Schritte zwischen den einzelnen Positionen kann man genau definieren. Sollte die Gefahr bestehen das einzelne Schritte verloren gehen, kann man die Haltepunkte immer noch mit geeigneten Sensoren festlegen.
    Für die Verringerung der Trägheit kann man noch Start- und Halterampen in die Software einbauen.
    Grüsse Hubert
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  4. #4
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    Genau, die exakte Positionierung ist der Knackpunkt. Vermutlich werde ich das dann mit einem Schrittmotor lösen, die Ansteuerung über Arduino werd ich schon iwie hinbekommen
    Mit was für einem Sensor würdet ihr die Position überprüfen bzw. welchen würdet ihr da empfehlen? Der Drehteller hat einen Durchmesser von 28cm und die Flasche muss schon auf ca. 2mm genau am Rand stehen, die Position soll sich natürlich auch nach vielen Zyklen nicht verändern. Würdet ihr da echt schon auf einen Hallsensor zurückgreifen? Würde man da dann einfach ein Magentband am Tellerrand anbringen und das auslesen können? Habe dazu noch keine Projekte von anderen Leuten gesehen...
    Das mit der Start- und Halterampe in die Software einbauen habe ich nicht verstanden. Wie funktioniert das?

    Habe mal meine überschlägigen Berechnungen für as benötigte Drehmoment vom Schrittmotor in den Anhang gepackt. Vllt hat wer Lust mal nen Blick drauf zu werfen, sind ja nur paar Zeilen

    Kann 30Ncm für den Schrittmotor hinkommen?
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken 20131124_203013.jpg  
    Geändert von golther (24.11.2013 um 21:43 Uhr)

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    Also, was für ein Sensor für die Positionierung am Besten geeignet ist, kann ich dir nicht sagen, da fehlt mit die Erfahrung. Den Grundwert der Position kannst du dir anhand der Motorschritte ausrechnen, sodass eine Nullposition mit Sensor ausreicht.
    Die Start- und Halterampe für den Schrittmotor besteht darin, das die Taktzyklen für den Schrittmotor langsam beginnen und dann schneller werden und umgekehrt.
    Grüsse Hubert
    ____________

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  6. #6
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    Danke, das mit den Taktzyklen ist mir dann soweit klar!

  7. #7
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    Wenn du einen Schrittmotor verwendest, brauchst du nicht zwingend Lagesensoren, höchstens um Schrittverlust zu erkennen. Soweit diese nicht auftreten, verfährt der Schrittmotor aber ziemlich genau, sodass sich das Positionieren damit wirklich vereinfacht. Einige Schrittmotorsteuerungen unterstützen schon die Verwendung von Beschleunigungsrampen, wobei sie mit einer geringen Startfrequenz beginnen und diese linear mit der Zeit erhöhen, bis die Zielgeschwindigkeit erreicht ist. Die Beschleunigung lässt sich natürlich anpassen. Ein Getriebe ist dennoch sinnvoll, da somit das Lastmoment verringert wird (weniger Risiko auf Schrittverluste) und die Auflösung erhöht wird. Anbieten würde sich hier ein Zahnriemengetriebe.

    Edit: mir fällt gerade aber ein, dass wenigstens ein Referenzschalter vorgesehen werden sollte, damit der Antrieb einen definierten Nullpunkt hat. Ansonsten sehe ich weitere Schalter aber als überflüssig.

  8. #8
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    Danke, habe jetzt mal diesen Schrittmotor rausgesucht. http://nodna.de/Bipolarer-518-1-Plan...e-Schrittmotor
    Durch die 0,35° Schritte können die Flaschen sehr genau positioniert werden. Aber der Motor hat 16,2kg/cm = 160Ncm ?! ist zwar ziemlich überdimensioniert für die nach meiner Berechnung benötigten 30Ncm aber noch akzeptabel würde ich mal sagen, oder?
    Du würdest also am Drehteller ein Riemenritzel befestigen und das durch einen Keilriemen mit dem Schrittmotor verbinden, verstehe ich das richtig? Da der Motor eh schon ziemlich überdimensioniert wäre, könnte man sich das eigtl auch sparen, denke ich, trotzdem eine gute konstruktive Idee Danke

    Meinst du mit Referenzschalter z.b. einen Schalter, der nach Beendigung der Aufgabe berührt werden muss, damit der Schrittmotor immer wieder weiß, dass er am Nullpunkt ist?

  9. #9
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    Hmm, also das Planetengetriebe kannst dir sparen, wenn du das mit dem Zahnriemen und entsprechender Übersetzung machst. Kein Keilriemen, sonst ist die ganze Positioniergenauigkeit für die Katz
    Mit den Zahnriemen würdest dir dann auch eine Wellenkupplung sparen und ich vermute mal, dass es sich so kompakter bauen ließe.

    Der Referenzschalter funktioniert so, dass der Schrittmotor bei Einschalten des Geräts als erstes dort hin fährt und stoppt, wenn dieser auslöst. Dann wird dort die Position genullt und du hast einen festen Bezug zu deiner Drehtischmechanik. So kann man alle Positionen in Schritten relativ zu diesem Nullpunkt definieren. Ohne diesen Schalter wüsste das Gerät beim Einschalten sonst nicht, wo es sich befindet, und alle Positionierversuche würden von einem zufälligen Startpunkt ausgehen. Wo das hinführt, kannst du dir sicher denken.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Nicht nach der Beendigung, sondern vor dem ersten Arbeitszyklus.

    Wenn man dann nach jedem Steuerzyklus wieder vergleicht, ob der Referenzschalter zu früh oder zu spät anspricht, kann das einen Hinweis auf eine mechanische Störung geben.

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