6-achsiger Knickarmroboter (Testmodell)

[Geistesblitz]

Was gibt es eigentlich für Methoden, um die Gelenke genau auszurichten, sodass der Winkel, mit dem im Programm gerechnet wird, möglichst gut mit dem tatsächlichen Gelenkwinkel übereinstimmt? Irgendwie muss man das ja ausrichten. Ich glaub auch, mit herumfummeln mit einem Anschlagwinkel oder Geodreieck wäre zu ungenau, vielleicht auf den Bauteilen, die über das Gelenk verbunden sind, markierungen anbringen und diese ausmessen, um den gewünschten Winkel zu überprüfen und gegebenenfalls nachkorrigieren?

[HannoHupmann]

Die Kuka Kollegen, machen das mit Resolvern und Inkrementalgebern (Sensoren). Normalerweise bekommen die Roboter einen (bzw. viele) Regelkreis. D.h. es gibt eine Soll-Position und eine gemessene Ist-Position die beiden werden miteinander verglichen und mit einem Regler die Abweichung so weit es geht reduziert.
Um etwas vergleichbares realisieren zu können, musst du irgendwie die Ist-Position erfassen und im Programm verarbeiten. Servomotoren haben so etwas schon in sich integriert und als Sensor dient das Poti. Nur leider kannst du die Werte nicht mit deinem µC erfassen. Also entweder spendierst du jeder Achse eine weiteren Sensor: Inkrementalgeber oder ähnliches oder du vertraust einfach darauf, dass die Position angefahren wird die du vor gibst.

[Geistesblitz]

Das meinte ich garnicht mal. Wie eine Positions-/Winkelregelung funktioniert, weiß ich ja. Wie erkläre ich mein Problem nur am besten? Mir geht es darum, die Achsen beim Zusammenbau so auszurichten, dass die Ausgangslage aller Gelenke möglichst gut definiert ist (zB. genau rechtwinklig oder 180° oder Vergleichbares), um einen gleichbleibenden Fehler durch ungenaues Zusammenbauen zu vermeiden. Klar kann man sowas auch kompensieren, indem man die Nullstellung der Servos etwas verschiebt, die Frage ist nur, wie weit ich diesen verschieben muss, damit der Winkel auch wirklich stimmt. Ich will also irgendwie herausfinden können, welcher Wert meines Servosignals welchem Winkel entspricht. Und ich vermute mal, dass das nur experimentell herausgefunden werden kann. Diesem Problem müsste man auch begegnen, wenn man keine Servos, sondern Servomotoren oder Schrittmotoren verwendet. Jede Berechnung wäre da für den Hintern, wenn man keine richtige Ausgangslage hat, von der man ausgehen kann.

[radbruch]

"Und ich vermute mal, dass das nur experimentell herausgefunden werden kann." Vermute ich auch. Blöd ist auch, dass (vor allem die billigen) Servos nicht so sehr linear sind. Eine Impulsdaueränderung wirkt sich abhängig von der Startstellung unterschiedlich aus. Bei Systemen mit zusätzlichem Geber sollte das allerdings nicht auftreten.

[MisterMou]

Bei Systemen mit zusätzlichem Geber sollte das allerdings nicht auftreten.

Ich finde die Magnetencoder von austriamicrosystems toll, lassen sich leicht ansteuern und sind schön genau.
Außerdem gibt es dort kostenlose Probepäckchen

[Geistesblitz]

@mistermou: solche hab ich auch schon liegen, allerdings fehlen mir momentan die Möglichkeiten, diese zu verarbeiten. Wenn alles klappt, hab ich das aber bald, mal sehen. Hab natürlich auch schon das Video, was du hier irgendwo verlinkt hast, gesehen mit den supermodified Servos (hier noch ein Video speziell zu den Servos, echt erstaunlich, wie gut die arbeiten). Erstmal wollte ich das ganze Teil aber so aufbauen und der Hinweis, dass Servos nicht ganz linear sind und andere Teile besser sind, löst immer noch nicht mein Problem

[MisterMou]

Zum Errechnen der Achsen 2,3 und die Achse vom Handgelenk, die zu den beiden parallel ist, hab ich eine Idee. Diese Achsen müssen wirklich parallel sein.
Voraussetzung ist, dass alle Längen bekannt sind.

Dazu wird ein zylindrisches Koordinatensystem (R/α/Z) unter den Drehpunkt der 1. Achse gelegt.
In den Greifer kommt eine Zeigespitze (Bleistift).
Ein Punkt auf dem Koordinatensystem wird angefahren. (Zeigespitze auf einer Höhe von z=0)
Die Achsen werden genullt. Entfernung zischen Spitze und 0 notieren
Ein neuer Punkt wird angefahren. (Z=0 /α=konst.)
Winkeländerung der Achsen und Entfernung notieren.
Ein neuer Punkt wird angefahren. (Z=0 /α=konst.)
Winkeländerung (in Bezug auf Nullung) der Achsen und Entfernung notieren.
Und schon haben wir ein Gleichungssystem, denke ich
Notfalls kann man dieses Problem mit einem CAD Programm lösen, wozu gibt es denn Rechner.

Ich kenn mich noch nicht sonderlich mit DH-Matrizen aus, aber daraus lässt sich doch bestimmt auch ein Gleichungssystem mit 6 Variablen bauen. Man muss es ja nicht im Kopf rechnen. Dafür bräuchte man doch ein kartesisches Koordinatensystem, um sich die Umrechnung zu sparen, oder?