Roboterarm

[i_make_it]

Ich nehme meist, DC Motoren mit CPC-Encodern.
Allerdings heist daß das ich mich auch um alles kümmern muß.
Also H-Brücke, Motorstromüberwachung, Encoder auswerten, PID Regler, Drehzahl und Positions Regelung.

Für Dich dürften Stepper erst mal ganz praktisch sein.
Da hast Du keinen Regelkreis sondern eine Steuerstrecke.
Motor 1, 100 Schritte, linksdrehend, fertig.
Solange es keinen Schrittverlust gibt funktioniert das auch.
Der Aufwand ist halt erst mal deutlich geringer.

Aus dem Bereich für 3D-Drucker und Selbstbau CNC-Maschinen gibt es auch schon Motortreiber und Boards wie RAMPS(Arduini Shield) und RUMBA für Verschiedene Leistungsklassen.

Regelungstechnik ist ein eigenes Feld, je nach Vorwissen, Verständniss und Talent kann das auch mal etwas länger dauern bis man da durchsteigt und eigene Regler implementieren kann die dann auch richtig arbeiten und richtig parametrisiert sind.
Somit kann der Frustfaktor duch die Zeit die man einem Detail hängt recht groß werden.

Es ist also rein von Deinen Ansprüchen, Fähigkeiten und Vorlieben abhängig.
Es bringt Dir nichts wenn ich mit meinem Hintergrund Dir jetzt pauschal sage "DC Motor mit Encoder" und Du dran verzweifelst.
Willst Du es aber so machen, dann empfielt sich parallel zur mechanischen Konstruktiuon (Bei der ja die benötigte Motorleistung raus kommt) mit einem Motor zu experimentieren.

Also im unbelasteten Zustand den Motor antreiben und und seine Drehzahl und Winkelstellung per Encoder auszuwerten und anschließend zu Regeln.
Wenn das klappt kommt eine variable Bremskraft dazu damit man die Änderung im Verhalten bei verschiedenen Belastungen in die Regelung mit einbeziehen kann.
Dann kann man z.B. ein kleines Aufzugmodell bauen um so sachen wie Sanftanlauf und Bremsen zu üben (Federn des Aufzugs).
Dann kann man mit dynamisch variablen Lasten arbeiten. Z.B. eine Motorwippe die eine Kugel balanciert.
Dabei kommen dann als Solldaten sowohl Position als auch Geschwindigkeit der Kugel ins Spiel.
Suchbegriff: "ball on beam balancer"
https://www.youtube.com/watch?v=eOvNkMFb-8s
Wenn man am Ende einen Motor im 4 Quadranten Betrieb Regeln kann, hat man an der Stelle den Stand erreicht den auch die Industrie hat.
Somit käme dann ein DIY Roboterarm regelungstechnisch bei den Antrieben einem Kaufgerät gleich.

Die schnellsten Erfolge hat man mit einem RC-Servoboard einer Hand voll Servos und etwas Holz oder Plastik. Da hat man die Mechanik in ein paar Stunden zusammengebaut und ein erstes Fahrprogramm ebensoschnell. Allerdings hat man das dann schnell ausgereitzt oder muß sehr tief in die Trickkiste greifen damit das Verhalten wie bei einem richtigen Roboterarm aussieht. (Archies Bewegungsabläufe)

https://www.roboternetz.de/community...l=1#post577672
Vergleiche die Bewegungen aus Post 20 mal mit dem Video aus dem ersten Post.
https://www.roboternetz.de/community...l=1#post574445

[arras]

Werte Bastelfreunde,

ich kann mit Erfahrungen aus meinen Robot-Arm aushelfen: Die wichtigen Fragen nach dem Motortyp - Stepper / Servo - habe ich so gelöst: Als Basis habe ich einen 400pro Umdrehungen Steps Stepper genommen, der über einen Riemenantrieb für die Grehung von 340 Grad ausreichend ist. Wichtig herbei ist die Auflösung.
Bei einem Step macht der Stepper weniger als 1 Grad. Der treibt ein Zahnrad mit 16 Zähnen an, das wiederum einen Zahnriemen mit 240 Zähnen antreibt.

Somit ist reichlich Power da, anders als bei der Servo-Lösung, die ich ehemals angedacht hatte.

Darauf habe ich 4 Servos als Antrieb für den Arm ausgewählt, die alle mit 180 Grad und hohe (15 kgr) Drehmomente ausgezeichnet waren. Als letzter Arm-Antreib habe ich wieder einen kleinen Stepper genommen, der mehrere Umdrehungen als "Hand" auführen kann und den Finger-Servo bedienen kann.
An die Elektronk stellte ich einen Mikrocontroller Amega 168, der sowohl die Steuerung der Schrittmotoren, aber auch die 4 Servos bedienen soll.
Die Stepper sind im Rampenbetrieb lauffähig. Die Steuerung der Motoren ist fertig, lediglich der China-Import (6 Adern Schleifern) läst auf sich warten...
Über einen I2C-Bus habe ich alle Sensoren (LCD2004,DAC (PCF8591), Gyros(GY-271) und 4 Magnet-Sensoren (AS5048B) für die Servos angeschlossen.
Soweit der Status-Bericht.
Gruß
arras

[oberallgeier]

.. ich kann mit Erfahrungen aus meinen Robot-Arm aushelfen: Die wichtigen Fragen nach dem Motortyp - Stepper / Servo - habe ich so gelöst ..
Über einen I2C-Bus habe ich alle Sensoren (LCD2004,DAC (PCF8591), Gyros(GY-271) und 4 Magnet-Sensoren (AS5048B) für die Servos angeschlossen ..

Bitte ein paar Bilder; das wäre sehr informativ zu der guten Beschreibung. Vielleicht auch einmal nen Meterstab einblenden, damit man ne Vorstellung über die Größe bekommt. Bei all den Aktoren scheint mir das schon ne größere Hand zu sein.

Was macht ein/der Gyro an der Hand ?

[arras]

Erst einmal ein "Guten Tag" !

Also, was ein Gyro an der Hand macht, ist mir auch neu. Spass beiseite. Der Gyro dient - in Verbindung mit anderen Ortsbestimmungen - jederzeit eine genaue Lage des Arms zu bestimmen. Daher auch die 4 Magnet-Sensoren (Hallgeneratoren) an den Servo-Motoren. Die haben eine sehr gute Auflösung von 14 Bit (AS5048B). Somit sind sie in der Lage, jede Änderung der Servos mitzumachen, was man ansonsten nicht so genau weiss. Ziel ist es, die Finger genau zu positionieren (genau genug, um eine Schraube (M3) zu drehen).

Für die erste Ausbaustufe des Roboter-Arm soll das reichen. Später soll ein weiteres Mikro die Sprachsteuerung bedienen. Hierzu habe ich ein System vom 30 Worten entwickelt, das bereits sehr gute Eigenschaften der Spracherkennung bedient.

Was die Größe angeht, kann ich helfen: Der Basisaufbau ist ein Drehteller vom HAMA (28 cm Durchmesser), der Arm besteht aus Alu-U-Profilen (Maße: Länge pro Teileinheit 12 bis 20 cm). Ausgefahren hat etwa einen Meter. Die Gelenke sind aus Teilen von Freetech, von Servos auch Graupner. Gekostet hat er so um die 180 €. Preistreibend sind die Stepper mit ca. 40 € (mit eingerechnet das Getriebe für den kleinen Stepper), die Servos (4 St.) mit 60 € und die Hallgeneratoren (ca: 60 €). Die Elektronik war dagegen billig: Ein ATmega 168, ein Steckbrett, und Kleinteile für noch nicht einmal 10 €. Und was am meisten gekostet war: die Zeit für das Beschaffen der Teile. Rentnerzeit ist gratis.
Bis auf weiteres..
Gruß
arras