Positionsgenauer Servomotor gesucht

[Kjel]

Hallo zusammen,

ich benötige einen Servomotor (vermutlich Segelwindenservo, da Drehbewegungen von knapp über 360° realisiert werden sollen), der "positionsgenau" ist, d.h. der jedes mal, wenn er eine bestimmte Position anfahren soll, auch wirklich diese Position anfährt und nicht eine Position davor oder dahinter.

Falls jemand eine Empfehlung hat, würde ich mich darüber freuen.


Falls jemand eine Lösung zu meinem eigentlichen Problem hat, wäre das noch besser:

Zur Zeit benutzen wir einen Segelwindenservo, den wir mittels PWM über ein Arduino-Board ansteuern. Es gibt eine "Grundposition" und die "Zielpositionen" 1-4.
Ein Bewegungszyklus besteht aus "Grundposition" --> "Zielpositionen" 1-3 --> "Grundposition" --> "Zielpositionen" 4 --> "Grundposition"
Aus bisher nicht erkennbaren Gründen klappt das eine zeitlang ganz gut aber plötzlich geht irgendwas schief und die Zielposition wird verfehlt. Oftmals kommt es auch vor, dass die Zielpositionen 2-4 einwandfrei angefahren werden und nur Zielposition 1 verfehlt wird.

Woran könnte das liegen? Ist evtl. der Abstand von Grundposition zu Zielposition 1 zu gering (auch wenn ich nicht weiß, warum das überhaupt einen Einfluss haben könnte)?

Vielen Dank schon mal im Voraus!

- - - Aktualisiert - - -

bisher wird folgender Servo verwendet: RS-D22YMB der Firma Modelcraft

( http://www.conrad.de/ce/de/product/209154/?insert_kz=VQ&hk=SEM&WT.srch=1&WT.mc_id=google_pla &gclid=CJuJsKzNlLwCFQhZ3godMmwA4g )

[Geistesblitz]

Hmm, das Problem bei Segelwindenservos dürfte sein, dass die über ein Spindelpotentiometer zur Winkelmessung verfügen. Dadurch wird der komplette Messbereich auf 5 Umdrehungen oder so abgebildet. Wenn der Messbereich jetzt meinetwegen auf 10 Bit aufgelöst wird, also 1024 Einzelschritte, wären das 5*360°/1024 Schritte, also etwa 1,76°/Schritt, wobei es auch immer einen kleinen Toleranzbereich um die Zielposition herum gibt. Wie wäre es da beispielsweise mit einem Servo, das über Zahnräder nochmal übersetzt wird, dass sich gerade so 1 Umdrehung ergibt? Dann wäre die Auflösung schonmal besser.
Muss eigentlich viel Bewegt werden bzw. ist die Last groß? Sonst könntest du es auch mal mit einem Schrittmotor mit Getriebe versuchen.

[Kjel]

Gibt es solche Servos mit zusätzlicher Zahnradübersetzung schon fertig zu kaufen oder muss man sowas selber zusammenbasteln?
Konkrete Zahlen habe ich gerade nicht zur Hand, aber so groß ist die Last nicht. Der Servo steht "aufrecht" (Ausgangswelle zeigt nach oben) und muß nen kleinen Kuka-Modellroboter drehen, wobei der Arm fast vollständig nach oben zeigt, um das Drehmoment zu gering wie möglich zu halten.

Habe gerade mal eine Temperaturmessung durchgeführt. Sind Temperaturen von über 65° an der Servoaußenfläche normal?

[Geistesblitz]

Puh, das ist ganz schön warm, wird der Servo denn stets belastet? Wenn nicht, ist da was faul.
Ja, solche Übersetzungen muss man sich wenn dann selber basteln, wobei Zahnriemen sich da besser machen dürften, da man damit das Spiel besser reduzieren kann. Man kann auch das Potentiometer, welches den Winkel misst, gegen ein beliebiges anderes mit ähnlichem Widerstandswert tauschen und dann dort anbringen, wo man den Winkel messen will. So lassen sich höhere Übersetzungen realisieren, außerdem haben Potentiometer häufig auch einen Stellbereich von etwa 300°.

[Kjel]

Der Servo wird eigentlich nicht "stets" belastet.
Er dreht sich (mehr oder weniger) in die gewünschte Position, wartet dort, bis sich der Roboterarm gesenkt und wieder erhoben hat, und dreht sich dann wieder in seine Ausgangsposition. Der komplette Ablauf dauert ungefähr 21 sek, wobei das Senken und Heben des Arms am längsten dauert und der Servo sich in der Zeit "erholen" kann.
Allerdings habe ich festgestellt, dass es immer dann zu einem "stärkeren" Temperaturanstieg kommt, je dichter der Servo an seine Ziel- bzw Ausgangsposition kommt.

"Übersetzung selber basteln" würde vereinfacht gesagt bedeuten: Servo aufmachen, vorhandene Zahnräder/Getriebe runter, kleine Zahnräder herstellen, die auf die Achsen passen und eine entsprechende Verzahnung (vorher berechnen) haben, dass sich die Ausgangswelle knapp über 360° dreht?

[Geistesblitz]

Ehm, nein...
Ich meinte eher so, dass man auf den Servoabtrieb ein Zahnrad setzt und an der Konstruktion ein anderes kleineres (dreht sich dann weiter als der eigentliche Servoabtrieb). Wegen sowas kannst ja mal MisterMou anschreiben, der kann entsprechend passende Zahnräder herstellen, hier kannst du mal gucken, da wurde eine ähnliche Aufgabe gelöst

Dass der Servo da sehr warm wird ist irgendwie ungewöhnlich. Klemmt da vielleicht irgendwas?

[Kjel]

Dass der Servo da sehr warm wird ist irgendwie ungewöhnlich. Klemmt da vielleicht irgendwas?

Würde ich bei der unprofessionellen Konstruktion nicht ausschließen

Was dein Vorschlag mit der zusätzlichen Übersetzung angeht, muss ich mir mal anschauen, wie ich das kleinere Zahnrad an der Konstruktion befestigen könnte. Sieht aber vermutlich eher schlecht aus. Bisher haben wir einfach den Servohebel mit dem zu drehenden Teil verbunden (gepresst, geklebt und verstiftet - viel hilft viel ), auf die Servowelle gesteckt und mit ner Schraube gegen Kippeln/Wackeln gesichert. Die Schraube wurde dabei mehr nach Gefühl angezogen, sie soll die Drehung ja nicht behindern.
--> werde das noch mal überprüfen

Könnte evtl auch die Ansteuerung das Problem sein?
Habe mir die "aktuelle" Position während der Drehung anzeigen lassen. Laut Anzeige ist der Servo längst im Ziel, dreht sich aber noch...


Vielen Dank auf jeden Fall schon mal für die Tipps!

[Geistesblitz]

Naja, Servos haben ja keine Rückführung. Wahrscheinlich wird deine Steuerung einfach einen festen Wert als Sollwert übertragen und der Servo wird versuchen, diesen Wert so schnell wie möglich anzufahren. Aus physikalischen Gründen geht das natürlich nicht unendlich schnell, daher wird der schon ein Weilchen dafür brauchen. Oder generiert die Steuerung eine richtige Rampe? Ansonsten ist gerade bei der Basis eines solchen Roboters die Lagerung ziemlich wichtig. Ich hab das bei meinem Arm mit einem Axialkugellager gelöst, was eigentlich ziemlich gut funktioniert.

Wegen der Position würde ich wohl hauptsächlich das Poti umbauen, wie schon gesagt haben normale einbaupotis häufig einen Stellbereich von ca. 300°. Dann noch am letzten Abtriebszahnrad des Servos die Anschläge kappen (wobei, bei Windenservos sollte es sowas nicht geben) und es sollte gehen. Das mit dem Getriebe ist eigentlich ungünstig, da dadurch das Drehmoment wieder abgesenkt werden würde.

[HeXPloreR]

Hallo Kjel,

leider war der "Geistesblitz" wieder schneller als man schreiben kann: Stell doch bitte mal ein Foto rein, wenn Du schon vom Aufbau berichtest. Ich tendiere auch dazu zu sagen das die bewegte Masse zu groß für diesen Servo ist, und daher kommt das Hitzeproblem ebenso wie die Fehlpositionierung. Das Problem wird eben nicht nur der Hebelarm sein, der weil er ja nach oben zeigt minimal ist, sondern auch das Gesamtgewicht das auf die Abtriebsachse und Kugellagerung des Servos wirkt. Wenn das nicht konstruktiv vom Servo abgehalten ist, dann steht der Servo praktisch alleine da .... und ist möglicherweise überfordert.

Viele Grüße
Jörg

[hbquax]

Ich hab da zwar noch nie bestellt, aber die haben viele schöne Sachen: http://www.servocity.com/

Und soo schlecht sind Modellbauservos im allgemeinen nicht, sonst könnten wir damit niemals vernünftig schnelle Autos und Flugzeuge steuern.