Spezieller Roboterarm gesucht

[Willi1]

Hallo,

ich bin viel mehr Programmierer als Bastler und Suche einen Roboterarm, den ich mit meinem schon vorhandenem sehr umfangreichen C++-Programm (läuft unter Linux) steuern kann.

Außerdem soll der Arm (bzw. der einzelne Motor) es unbedingt zurückmelden, wenn die angeforderte Bewegung nicht oder nur teilweise durchgeführt werden kann (, weil da ein Hindernis ist, oder so). Geht sowas überhaupt mit Servos?

Mit einem Arduino würde ich grundsätzlich klarkommen, aber ich kann keinen nehmen, weil er viel zu klein und zu langsam ist. Mein PC wiederum hat keine IO-Pins.

Ich wäre bereit 1000,- Euro für so einen Arm auszugeben.

[HaWe]

Hallo,

ich bin viel mehr Programmierer als Bastler und Suche einen Roboterarm, den ich mit meinem schon vorhandenem sehr umfangreichen C++-Programm (läuft unter Linux) steuern kann.

Außerdem soll der Arm (bzw. der einzelne Motor) es unbedingt zurückmelden, wenn die angeforderte Bewegung nicht oder nur teilweise durchgeführt werden kann (, weil da ein Hindernis ist, oder so). Geht sowas überhaupt mit Servos?

Mit einem Arduino würde ich grundsätzlich klarkommen, aber ich kann keinen nehmen, weil er viel zu klein und zu langsam ist. Mein PC wiederum hat keine IO-Pins.

Ich wäre bereit 1000,- Euro für so einen Arm auszugeben.

hallo,
zunächst: ein Arduino ist dazu niemals zu klein, da er bis zu über 70 I/O Ports hat (Mega, Due). Soviel hat kein RasperryPi oder Beaglebone. Außerdem sind Arduinos sehr schnell mit ihren IOs und echtzeitigfähig, im Gegensatz zum Linux Userspace.
Daneben lassen Zusatzshields alle möglichen Porterweiterungen zu.

Aber zum Thema:
wieviele DOFs soll der RA haben,
welche Reichweite
welche Gesamt-Größe des Arbeitsraums,
welche Nutzlast soll er in jedem Falle heben und bewegen können,
und welche Rotatonsgeschwindigkeiten sollen an den Achsen erzielt werden (leer und beladen)?

Eine Rückmeldung über die Stellung ist möglich, wenn du zusätzliche Rotationsencoder anbringst, zumindest wenn nicht die Servos selber eine Rückmeldung bringen können.

[Willi1]

Hallo HaWe, Danke für die Antwort.

wieviele DOFs soll der RA haben,
welche Reichweite
welche Gesamt-Größe des Arbeitsraums,
welche Nutzlast soll er in jedem Falle heben und bewegen können,
und welche Rotatonsgeschwindigkeiten sollen an den Achsen erzielt werden (leer und beladen)?

Das ist mir nicht so wichtig. Hauptsache, ich kann ihn irgendwie aus einem normalen C++-Linux-Programm heraus steuern und ich bekomme dort die Rückmeldung, wie die Bewegung funktioniert hat.

Eine Rückmeldung über die Stellung ist möglich, wenn du zusätzliche Rotationsencoder anbringst, zumindest wenn nicht die Servos selber eine Rückmeldung bringen können.

[HaWe]

ok, wenn das alles nicht so wichtig ist, dann nimm doch diesen:

https://www.ebay.de/itm/Official-DOI...53.m1438.l2649

Plus die besagten Rotationsencoder. Ggf brauchst du für Raspis etc. noch eine Zusatzplatine oder Porterweiterungs-HATs etc. für die vielen IOs für Servos und Encoder, ggf auch einen Huckepack-Arduino.

[Willi1]

ok, wenn das alles nicht so wichtig ist, dann nimm doch diesen:

https://www.ebay.de/itm/Official-DOI...53.m1438.l2649

Plus die besagten Rotationsencoder. Ggf brauchst du für Raspis etc. noch eine Zusatzplatine oder Porterweiterungs-HATs etc. für die vielen IOs für Servos und Encoder, ggf auch einen Huckepack-Arduino.

Ich habe noch eine -wahrscheinlich dumme- Frage:

Man steuert einen Servo mittels PWM. Das geht mit einem Arduino ganz einfach. Aber wie macht man das von einem PC?? Ein PC hat ja keine IOs. Gibt es da käufliche Schnittstellen und Beispielcode?

[robosapiens]

Wenn es um eine fertige "Lösung" geht, kann ich sehr den UFactiry uArm empfehlen. Dieser basiert auf Schrittmototren mit zusätzlichen Encoder, bietet diverse Schnittstellen, z.B. für ROS und kostet in der Basisversion ca. 850€ : https://www.mybotshop.de/UFactory-uArm-Swift-Pro-Body

Ich bin nicht ein all zu großer Fan von PWM servos, da diese keinen integrierten Encoder und sehr großes Backlash besitzen. Ich verwende für meine Projekte sehr gerne DYNAMIXEL Servomotoren. Dafür gibt es eine große Community und diverse Shields.

[HaWe]

Man steuert einen Servo mittels PWM. Das geht mit einem Arduino ganz einfach. Aber wie macht man das von einem PC?? Ein PC hat ja keine IOs. Gibt es da käufliche Schnittstellen und Beispielcode?

Dann würde ich den PC mit einem Raspi oder Arduino per USB über ein serielles Terminal etc. verbinden, so dass diese wie IO-Interfaces oder Slaves funktioneren.
Arduinos haben dazu ja das serielle Terminal der Serial() Class.
Das ist aber ein anderes Thema, mach dazu besser ein neues Topic auf.

[Urinstein]

Außerdem soll der Arm (bzw. der einzelne Motor) es unbedingt zurückmelden, wenn die angeforderte Bewegung nicht oder nur teilweise durchgeführt werden kann (, weil da ein Hindernis ist, oder so). Geht sowas überhaupt mit Servos?

Eine Rückmeldung über die Stellung ist möglich, wenn du zusätzliche Rotationsencoder anbringst, zumindest wenn nicht die Servos selber eine Rückmeldung bringen können.

Den Encoder kann man sich auch sparen, es reicht den vorhandenen Drehwinkelgeber des Servo abzugreifen. Sieht dann so aus:

Bild hier  
Bild hier  

Bei dem Servo im Bild müsste der Abgriff U_Pot dann an den mittleren Pin des Poti, also ans gelbe Kabel. Auf der anderen Seite dann an an einen analogen Eingang des Controllers. Habe schon mehrere Servos so modifiziert, klappt super.

[HaWe]

ich schrieb ja auch:
"... zusätzliche Rotationsencoder... , zumindest wenn nicht die Servos selber eine Rückmeldung bringen können."

[i_make_it]

Suche einen Roboterarm, den ich mit meinem schon vorhandenem sehr umfangreichen C++-Programm steuern kann.

soll der Arm (bzw. der einzelne Motor) es unbedingt zurückmelden,
wenn die angeforderte Bewegung nicht oder nur teilweise durchgeführt werden kann
(, weil da ein Hindernis ist, oder so).

Prinzipiell haben wir hier doch einmal zwei Randbedingungen und den Hinweis das der TO kein Bastler ist.
Also fallen Umbauten die z.B. das öffnen und umlöten von RC-Servos beinhalten raus.

Wenn ein Arm bereits eine eigene Steuerung hat, muß diese in der Lage sein mit dem PC zu kommunizieren und zur Laufzeit Daten (z.B. Zielpositionen) von dort zu übernehmen.

Besteht der Arm nur aus Mechanik, Motoren und Sensoren (Endschalter, Referenzschalter, und Encoder).
Bedarf es einer Schnittstelle die das alles bereitstellt und PC Seitig einer Schnittstelle die dazu passt.

Für Industrie PCs gibt es PCI-IO Karten, die liegen für 32 Digital IOs gerne bei über 200,-€
USB-IO Module sind auch möglich, kommen mit entsprechend vielen IOs dann aber auf ähnliche Preise (und man muß genug USB Ports oder einen Hub haben)
Bsp.:
https://www.velleman.eu/products/vie...g=en&id=351346
mit C++ Library

Prizipiel: ein (normaler) Roboterarm führt eine Bewegung durch ob da ein Hindernis ist oder nicht.
Dabei wird der Roboterarm entweder das Hinderniss zerstören, sich selbst zerstören (mechanisch oder Motoren) oder seine Verankerung zerstören.

Dagegen hilft die Überwachung der Motorströme, um damit Rückschlüsse auf die Drehmomente zu ziehen und der Vergleich mit hinterlegten Grenzwerten.
Eine von den Motoren unabhängige Dreh-/Biegemoment Überwachung mit Kraftsensoren (bedingt die Integration in den mechanischen Aufbau des Arms) oder ein vollständiges Bedecken des Arms mit Taktilen- oder Abstandssensoren.

Für eine Motorstromüberwachung müssen die Motortreiber diesen als Signal bereitstellen oder man muß entsprechende Stromsensoren nachrüsten.

Eigene Kraftsensoren an allen Gelenken haben vorraussichtlich nur Arme die deutlich das Budget sprengen.

Das vollständige Bedecken mit taktilen Sensoren dürfte auch das Budget sprengen und bedingt das der Arm baulich dafür geeignet ist.

Am einfachsten ist es wohl nach Armen zu suchen, die es Erlauben den Motorstrom zu messen.
Da RC-Servos die Motorregelung integiert haben, bleiben ohne größere Bastelarbeit: DC-Motoren, (EC-) BLDC-Motoren und bedingt Schrittmotoren.


Geht man von einem Arm aus, der nur Mechanik, Antriebe und Sensoren bereitstellt und die gesammte Regelung und Steuerung vom Rechner durchgeführt wird, dann hat man bei einem 6-Achs Vertikal Knickarm Roboter mit elektrischem Greifer. maximal 7 Stromregelungen, 7 Drehzahlregelungen und 7 Positionsregelungen (vermutlich als PD oder PID Regler) die gleichzeitig laufen. Plus zusätzlich die Bahnsteuerung und weitere Funktionen, da das Programm ja "recht umfangreich" ist. In wie weit das in allen Betriebszuständen ohne Real Time OS zuverlässig funktioniert, lasse ich mal so im Raum stehen. RT ist ja "Unsinn".

Robotersteuerung auf Linuxbasis erfordert kein RT Linux, das ist Unsinn.

Offensichtlich reicht meine Berufspraxis von über 250 gebauten, 3 bis 12-Achs, CNC Anlagen mit Robotersystemem nicht um das zu beurteilen.