Der Delta-Roboter (Tripod) !!neues Video online!!

[und3r]

Hallo,

http://www.delta-roboter.de

Hier sind die neuen Videos:

http://www.youtube.com/watch?v=oHbi0toIeVA

http://www.youtube.com/watch?v=kWYcAj6xZ9U

wir möchten hier gerne unser Projekt vorstellen, den Delta-Roboter. Das ganze Projekt ist als eine Facharbeit einer Technikerschule (Fachbereich: Mechatronik) abgelaufen.

Ein Video des Deltaroboters wird in den nächsten Wochen folgen, da wir noch einige kleine Regelprobleme haben (der Regelkreis Schwingt leicht), was sich aber nicht als sonderlich großes Problem darstellt und bald behoben sein wird.

Die genauen Daten und Informationen könnt ihr auf der Webseite nachlesen. Bei Bedarf kann ich auch ein PDF der Facharbeit uploaden.

Für ein konstruktives Feedback wären wir sehr Dankbar! :)


http://v229151113.yourvserver.net/delta/images/stories/delta/komplett.jpg


Grüße
Und3r

[squelver]

Ich hab mir eure Seite angeschaut, schaut übersichtlich aus und informativ ist sie auch.
Zum Projekt: Mit Sicherheit ist dort jede Menge Arbeit und Zeit investiert worden und auch die Programmierung stelle ich mir etwas tricki vor.
Auf jeden Fall Hut ab, eine Klasse Arbeit.

Mich persönlich macht das nicht unbedingt neugieriger, es ist ein riesiges Gerät, was Manipulationen zwar sehr genau ausführen kann, aber einen enorm einschränkten Arbeitsbereich hat.
Ich kann mir keine weiteren Verwendungsbereiche dafür denken, als das, was man sichtlich damit machen kann.

Habt ihr weitere Anwendungsbereiche geplant?
Kann das so umgestaltet werden, dass damit auch ausserhalb des Gestelles gearbeitet werden kann?

Gruss copi

[und3r]

Hallo,

erstmal danke für das Feedback. Und ja, es steckt viel arbeit darin... wir haben den Delta-Roboter quasi ohne Hilfe von Außenstehende entwickelt und alles selbstgebaut. Ich müsste bei gelegenheit mal die stunden zusammenrechnen.

Unser Arbeitsbreich ist beschränkt, er liegt bei 300x300x120mm. Man könnte durch ein paar Änderungen der Konstruktion noch etwas mehr herausholen. Aber da dieser Roboter ja eigentlich für Pick and Place Anwendungen gebaut ist, reicht der Arbeitsbereich für unsere zwecke völlig aus.

hier ist ein Video eines Industriellen Delta-Roboter:
http://www.youtube.com/watch?v=Gv5B63HeF1E

wie man sieht ist der Roboter ca. 2-3 mal groß wie unserer, demnach wird natürlich auch der Arbeitsbereich größer. Außerhalb seines "Käfigs" kann der Roboter nicht positionieren. Das lasst die Konstruktion nicht zu. Der Vorteil eines solches Roboters ist einfach die sehr hohe Beschleunigung der bewegten Teile. Verglichen mit einer CNC Fräse hat der bewegete Teil des Delta-Roboters nur einen Bruchteil der Masse einer CNC Fräse. Deshalb kann der Roboter auch so enorm beschleunigen, weil die bewegte Masse sehr gering ist.

Wir werden den Delta-Roboter in Zukunft auf ein Förderband montieren, welches mit einer Siemens S7 und einen Siemens Micromaster Frequenzumformer angesteuert wird. Auf dem Band werden dann Weisse und Rote plättchen durcheinader aufgelegt. Eine Kamera gibt die Position der, auf dem fahrenden Band bewegten Plättchen zurück. Die plättchen werden dann von unserem Delta-Roboter gepickt und in 2 Kisten (rot, weiss) sortiert.

grüße und3r

[squelver]

Wow :shock: , also so ein Gerät ist mir zwar bekannt, aber nach dem Video bzw. der Demonstration des Möglichen, bin ich nun doch sehr beeindruckt.

Du erwähnst den Bereich Förderband, da fallen mir dann doch etliche Aufgaben ein \:D/

Arbeitet euer Schmuckstück auch mit solch Geschwindigkeiten?

copi

[und3r]

Genauso war ich auch erstaunt als ich sowas das erste mal gesehen habe :)

Der Felx Picker von ABB fährt z.B maximal 1400mm/s ...das ist schon wirklich enorm. Bei einer Nutzlast von 1Kg. Wenn man so ein Teil auf einer Messe ansieht, dann ist der Roboter meist schneller wie das Auge. Wirklich beeindruckend. Die Wiederholgenauigkeit liegt bei 1mm. Ist also auch viel größer wie bei einer CNC-Fräse.

Du kannst mir gerne deine Einfälle bezüglich des Förderbandes mitteilen.

Zu unserer Beschleunigung können wir noch nicht so viel sagen. Also er arbeitet schon enorm schnell, sodass wir das Gestell meistens auf einem Tisch mit einer Schraubzwinge fixieren müssen, weil das ganze Gestell sonst sehr stark wakelt. In der regel ist der roboter ja im boden fest verankert.

Nun zu unerer Geschwindigkeit: Die servos haben eine stellzeit von 0,14s / 60° ...der arbeitswinkel liegt bei ca. 55°, weiter muss sich kein Servo bewegen. Das würde dann bedeuten das unserer in 0.14 Sekunden die Hälfte vom Arbeitsbereich fahren könnte.. also 150mm in 0.14 Sekunden. Theoretisch kämen wir dann auf einen wert von 1071mm/s. (der Industrieroboter hatte 1400mm/s) ..könnte also gut hinkommen.

Wenn wir den Beschleunigungssensor einbauen, kann man genaueres darüber sagen.

grüße und3r

[squelver]

Das ist ja schon ganz ordentlich an Geschwindigkeit \:D/

Sag mal, du / ihr bezeichnet euer Werk als "Roboter", was unterscheidet es zu anderen Maschinen, die ähnlich arbeiten?

copi

[und3r]

In unseren Vorlesungen wurden drei verschiedene Roboter-Definitionen erleutert:

Industrieroboter: 6 Achsroboter (Auto Industrie), Delta-Roboter (Produktivgeräte, aber nicht Autonom in der Regel)

Humanoide Roboter: Asimo (Honda), Robonova ect. (kein Produktiver einsatz, aber meist Autonom)

Serviceroboter: Rasenmäher- und Staubsaugroboter zB. ..oder Butler (Bier holen ;) )

Das kann man also sehen wie man möchte.

Unser Delta-Roboter ist auf jedenfall ein Industrie-Roboter, mit einer großen Verfahrgeschwindigkeit und kleiner Tragkraft. Die Positioniergenaugkeit unseres Gerätes liegt bei ca. +-1mm.

Welche "anderen Maschinen" meinst du denn? dann könnte ich evtl. näher darauf eingehen.

grüße und3r

[TheDarkRose]

Zum Thema Teileerkennung (Vision) über Kamera, sie dir mal die Insight-Kameras von Cognex an.

[und3r]

Ja diese Cognex Kameras sind schon sehr Professionell, die auch einiges an Geld kosten. Wir werden höchstwarscheinlich eine Kamera von unserer Schule benutzen von http://www.stemmer-imaging.de ...das sind auch Professionelle Industrie Lösungen die mit Firewire angeschlossen werden.

Wir wollten aber erstmal selbst mit einer "billigen Webcam" exprimentieren. Vielleicht ist es damit ja auch Lösbar... oder auch nicht ;) ...die guten Kameras sind ja nicht umsonst so teuer.

Also Bildverarbeitungssoftware benutzen wir Vision von National Instruments.

Ich muss auch mal die Verwendung von diesen POBEYE und CMUCAM checken...

grüße und3r

[Ls4]

Hi,

großartiges Projekt.
Ich habe sowas mal in unserer Medizinrobotikvorlesung gesehen.
Allerdings war das eine Parallelkinematik mit 6 Achsen. (Hexapod)
Die Geräte haben einen noch wesentlich eingeschränkteren Arbeitsbereich bieten allerdings die größtmögliche Genauigkeit.
Einsatzzweck sind zum Beispiel Operationen am Gehirn, wo es auf größtmögliche Genauigkeit ankommt.

Die kommerzielle Lösung war allerdings um es milde zu sagen etwa suboptimal. Der Hexapode hing an einem großen Positionnierarm (auch mit Aktuatoren), der bei größeren Belastungen nachgegeben hat.
Was das für die Genauigkeit am Werkzeug bedeutet dürfte ja jedem klar sein.

Viele Grüße,

Tim

[Andree-HB]

Gerade Heute im "Make"-Blog gesehen :
http://www.festo.com/cms/de_de/11530_11553.htm#id_11533

[TomEdl]

Hallo!

Ich hab so einen Roboter mal auf einer Messe gesehen, wirklich beeindruckend, wie schnell er seine Aufgabe bewältigt.

Grüße
Thomas

[TheDarkRose]

Gerade Heute im "Make"-Blog gesehen :
http://www.festo.com/cms/de_de/11530_11553.htm#id_11533
Auch irgendeine Info, was der kostet?

[und3r]

@Ls4: Wusste garnicht das solche Roboter auch in der Medizintechnik für Operationen verwendet werden. Hast du vielleicht mehr Informationen, Webseite ect? Würde mich sehr interessieren.

Den Preis der ABB Deltaroboter kenn ich nur, und der liegt bei etwa 21.000€ Einstiegspreis. Je nach Model und zusätzen kann das noch auf das Doppelte ansteigen.
Es gibt aber auch Hersteller, welche nur das Gestell ohne die Servomotoren und Steuerung verkaufen. Also quasi nur die Mechanischen Teile (Gelenke, Oberarm, Unterarm). Viele Servo Hersteller kaufen sich sowas dann und bauen ihren Servo ein und Verkaufen dies dann als DeltaRoboter. Ist im Grunde auch keine schlechte Lösung.

Die Geräte von Festo sind für sehr hohe Genauigkeiten ausgelegt, und arbeiten sehr präzise, sind aber deswegen nicht so schnell wie "normal" Deltas.

grüße und3r

[jeffrey]

Hallo,


[...] Die Wiederholgenauigkeit liegt bei 1mm. Ist also auch viel größer wie bei einer CNC-Fräse. [...]


Du kannst das teil nicht mit ner CNC Fräse vergleichen. Und außerdem ist die Genauigkeit einer CNC weit besser (µm-Bereich).
Eine CNC Fräse ist wie der Name schon sagt zum fräsen und nicht um teile zu bewegen. Und ist deutlich steifer, mit dieser Konstruktion bekommt man vermutlich schon Probleme wenn man nur ne Spindel drauf schgreubt, und bei großen Prozesskräften erst recht. Ist ein ähnlicher Ansatz wie PKM aber die sind ja auch wieder aus der Mode geokmmen.

Aber trotzdem gutes Projekt. ein Video in echt wäre cool, und nicht nur Simulation. Und oich seh für den Hobbybasteler darin nicht wirklich einen Anwendungsfall. Für die Industrie gibt es ja schon fertige Produkte. Welchen prktischen Nutzen stellt ihr Euch denn dafür vor?

MfG Jeffrey

[und3r]

@jeffrey: Natürlich kann man das nicht mit einer CNC Maschine vergleichen. Jede Maschine ist eben für ein bestimmtes Einsatzgebiet konzipiert. Ein Deltaroboter ist für sehr schnelle Positionierung gedacht. Eine solch große Beschleunigung kann man bei einer schweren CNC Maschine gar nicht realisieren. Aufgrund der hohen Masse müsste man sehr große Antriebsmotorn einsetzen was total unwirtschaftlich wäre.

Aber in Bezug auf die Ungenauigkeit des Deltas, schaut euch das mal an:
http://www.metrom.com/index.php?id=15&L=0
Das ist Quasi die selbe Kinematik die ein Deltaroboter hat... nennt sich auch Parallelkinematik. Viel Spass!!! :)

Ich werde morgen Abend ein Video reinstellen... auf dem der Roboter ein Paar Spielsteine von A nach B befördert.

grüße und3r

[Ls4]

Hallo Und3R,

eine Wbesite speziell zum Hexapoden habe ich nicht. Das eine System verschwand extrem schnell wieder (warum habe ich oben erklärt) das andere System ist wohl gerade noch in der Entwicklung und sieht vielversprechender aus. Habe ich aber keine näheren Infos zu. Den Skript darf ich logischerweise hier nicht veröffentlichen, der ist geistiges Eigentum des Profs. An medizinischen Robotern wird hier geforscht: http://rob.ipr.kit.edu/index.php
Ein kleineres Hexapod System für Wirbelsäulenops wird hier beschrieben http://www.faulhaber.com/sprache2/n380604/n.html

Viele Grüße,

Tim

[und3r]

Also, ich habe nun die Videos auf Youtube online gestellt. Hier die links nochmal:

http://www.youtube.com/watch?v=oHbi0toIeVA
http://www.youtube.com/watch?v=kWYcAj6xZ9U

auf unserer Website sind die Videos selbstverständlich auch.

@Ls4: Die Hexapden (6 drehachsen..anstatt 3 wie beim delta) sehen auch sehr gut aus. Täusche ich mich, oder sollen die mal die Wirbelsäule bzw, einen Teil davon (Lendenwirbelsäule) ersetzten?

grüße und3r

[TomEdl]

Der ist aber auch verdammt schnell.
Wie viel kann den der Bot an Gewicht bewegen?

Grüße
Thomas

[und3r]

Unser Deltaroboter fährt gerade mit 75% der maximalen Geschwindigkeit, es würde also noch etwas schneller gehen. Der Greifer mit der Spule hat schon eine relativ große Masse für einen Deltaroboter, wir werden versuchen an der Spule und dem Kopf noch etwas an Gewicht einzusparen.

Also bei dieser Geschwindigkeit kann der Bot maximal 200-300 Gramm bewegen. Das ist auch wirklich das Maximale. Die eingesetzen Servos sind aber so stark das wir locker 3Kg bewegen könnten, das macht aber keinen Sinn bei unserem Deltaroboter, und dafür wurde er auch nicht gebaut. Die verwenden Spielsteine wiegen vielleicht 10-20 gramm, ich müsste sie mal wiegen bei gelegenheit.

Natürlich nimmt die Geschwindigkeit mit Zunahme des Gewichts ab...

[the_muck]

Nicht schlecht, aber hättet ihr nicht nicht Anständige Servomotoren nehmen können ?!

[und3r]

ja... hätte, hätte , hätte ;)

Klar hätte, man auch andere Servomotoren einsetzen können. Die hier verwendeten Digital Servos haben eine Interne Regelung, somit sparen wir uns also die Regelung. Und sie sind zudem auch noch relativ billig. Die Kraft der Servos ist auch für unsere Zwecke mehr als ausreichend.

Anständige Servomotoren kosten nicht gerade wenig. Du kannst für den Servo ca. 85€ rechnen, ein Getriebe evtl. 60€ und die Steuerung 200€, multipliziere das mit 3 und du kommst auf eine anständige Summe an Geld.

[the_muck]

Ja ja ;), bei uns an der FH kommt man immer irgendwie an Komponenten, und an Servomotoren Sowieso. An einer Technikerschule sollte das doch kein Problem sein, eine der gängigen Firmen um Sponsoring mit einem Konzept in der Hand bitten und gut. Ihr habt das doch nett ausgearbeitet mit I-Net Auftritt alles in CAD geplant...

Habt ihr keine Sensoren für die Position der Servos? Also wisst ihr eigentlich nicht wo der Arm sich befindet, ihr könnt nur hoffen das er sich dort befindet. Die Regelungsstechnischen aufgaben machen es doch gerade erst richtig Interessant ...

Na ja trotzdem ein nettes Projekt :D

[Ls4]

@Ls4: Die Hexapden (6 drehachsen..anstatt 3 wie beim delta) sehen auch sehr gut aus. Täusche ich mich, oder sollen die mal die Wirbelsäule bzw, einen Teil davon (Lendenwirbelsäule) ersetzten?


Hi Und3r,

da täuschst du dich. Die Hexapoden (in der medizin habe ich bisher nur Hexapoden gesehen. Die sind nochmal einfach ein Stück genauer) sind zur Positionierung von Instrumenten gedacht. Sie werden z.b. mit einer Bohrung an einer Unkritischen Stelle fix mit der Wirbelsäule verbunden und Positionieren dann das Werkzeug durch ihre Lage und Ausrichtung

Viele Grüße,

Tim

[und3r]

Natürlich wissen wir wo der Servo sich befindet. Durch das HMI-Interface bekommen wir immer den aktuellen Stellwert des Servos. Wir haben auch einfluss auf den P und I Anteil der Regelung. Wer mehr darüber wissen will kann sich gerne die Datenblätter der Servos herunterladen.

@Ls4: Ok, dann habe ich mich getäuscht, sah irgendwie so aus. Kann mur gut vorstellen wie präzise so etwas arbeiten muss damit man ohne bleibende schäden zu hinterlassen an einer wirbelsäule operieren kann.

[the_muck]

aaa ok danke,
kannte die Servos noch nicht, hören sich aber interessant an! Keinen Plan wo das Schwingen her kommt bei eurer Konstruktion, vielleicht die Alu Rohre mal mit Sand füllen?!

lg

[Ls4]

Momentan wird ja vor allem Konventionell operiert. Das funktioniert auch. Aber die Roboter bringen natürlich mehr Präzision.

Sehr heiß finde ich auch das Forschungsthema Laser-op. Da wird ein Positionierungsarm mit Spiegeln und Optik an einem CO2 Laser montiert. Der Arm wird dann am Ende (Stahlhaustritt und X/Y-Scanner) an einen Industrieroboter angeflanscht und von diesem geführt. Man kann damit zum Beispiel hochpräzise Knochen abtragen

Viele Grüße,


Tim

[und3r]

@the_muck: Einen Deltaroboter schwingsfrei zu bekommen ist schon wirklich eine Kunst. Alle 3 Servos arbeiten ja füreinander, und wenn ein Servo nachregelt, wirkt sich das auf die anderen beiden aus. Diese versuchen dann wieder nachzuregeln und somit schaukelt sich das alles von selbst auf.

Das was in dem Video so schwingt sind Zugfedern, nicht das wir uns falsch verstehen. Das Gestell ans sich ist sehr steif und massiv.

[BlackDevil]

Nette Sache aber an der Gelenkregelung arbeiten wir noch mal ;)

[leoleo]

Hallo zusammen

Wo kann man nur die Mechanik fuer Delta Roboter kaufen?

Besten Dank.

Freundliche Gruesse

Leo