Für Roboter-Arm Stepper(nema) Motoren, Servos aus RC Bereich, Bürstenlose Motoren usw

[R1100]

Hallo Jürgen,

Hydraulik und Pneumatik ist für dieses Projekt überdimensioniert und nicht präzise genug. Gegengewichte eher, doch die haben auch den Nachteil dass sie immer nur eine Richtig, nach unten, kennen und nicht um die Kurve fahren wenn der Arm in Richtung oben sich bewegt.

Ich würde gerne meinen Schrittmotor PG35S-D48-HHC2/2417060 zumindest auf dem Tisch ausprobieren wollen ob den die Kraft ausreichend ist. Den Treiber den ich habe DM542T liefert min. 500mA. Im Datenblatt des Motors steht 24V 250mA. Ich müsste also eine Strombegrenzer Schaltung dafür aufbauen oder ich kaufe einfach einen anderen Treiber. Den kleinsten den ich gefunden habe bei selben Anbieter ist der DM320T der allerdings auch min 300mA liefert. Kann ich dennoch damit den Motor betreiben? Oder für Arduino gibt es das CNC Shield mit Treiber allerdings sehe ich in der Beschreibung nicht wieviel A die liefern.

Kann mir jemand einen Schups geben? Vielen lieben Dank.

[Rabenauge]

Die RAMPS-Boards (werden u.a. in 3D-Druckern eingesetzt, können z.T. auf nen Arduino Mega aufgesteckt werden) haben manchmal aufsteckbare Treiber.
Viele 3D-Drucker-Mainboards auch.
Ich hab hier ein MKS Gen 1.4, das ist Arduino-kompatibel und hat sechs Steppertreiber-Steckplätze.

Allerdings kenne ich mich mit Steppern nicht so gut aus- ich schätze, wenn du sicher stellst, dass dein Motor nie mehr als die 250mA _braucht_ geht ein 300mA-Treiber schon. Normalerweise steigt der Strom ja mit der Belastung.

Wegen dem Gimbal-Motor: lass dich nicht von den anderthalb Kilo angeblicher Haltekraft täuschen.
Die Dinger funktionieren meist nur, wenn sie ziemlich gut ausbalanciert sind....und können dann grade noch ein Handy stabilisieren.

Und von wegen Hydraulik oder Pneumatik sei überdimensioniert: Lego hat auch Pneumatik, und im Modellbaubereich gibts schon lange sehr schöne, kleine Hydraulikanlagen. Die drücken auch paar Kilo...sind aber nicht ganz billig. Und das Problem "wo bin ich"...muss dennoch gelöst werden.

[R1100]

Danke für die Info.

Ich habe versucht beim großen A... das Bord MKS Gen 1.4 zu finden. Da gibt es verschiedene Ergebnisse aber ist sehe nur Boards mit 5 oder 8 Steckplätzen für Treiber. 8 wäre zwar auch egal aber nur das ich auch das richtige finde. Ich würde dann den Hersteller fragen ob er Treiber hätte für meine Motoren hat. Ich gehe davon aus dass das Board Nema 17 und 23 vertragen kann für den Fall das meine Motoren doch nicht die Leitung bringen können. Ich kann jedoch auch hierfür den Hersteller Fragen.

[Rabenauge]

Bevor du _irgendein_ Board kaufst, mach dir ne Liste mit _deinen_ Anforderungen!
Und dann schau genau, ob das Board zu deinen Anforderungen wirklich passt.

Der Haken ist nämlich, dass diese 3D-Drucker-Boards zwar einige freie Anschlüsse haben (für Extruder-und Bettheizung, Levelsensoren, Display usw.) das heisst aber nicht, dass es zu _deinem_ Vorhaben passt.
Und: standardmässig läuft da Marlin oder ne andere Firmware drauf, die sind zwar Arduino-kompatibel (zumindest die 8Bit-Boards), aber du musst dir dann quasi das Betriebssystem selber schreiben.
Das ist also nur ne Lösung für jemanden, der das auch kann.
Kannst dir ja mal Marlin runterladen, und dir den Code anschauen..so erhälst du nen Überblick, was da abgeht.
So ganz ohne ist das nicht....

[R1100]

Ich bin sicherlich noch weit weg so ein Projekt zu stemmen, dessen bin ich mir bewusst.

Ich bin gelernter Feinmechaniker und verdiene meine Brötchen als Softwareentwickler auf Windows Basis. Ich habe auch einige Projekte umgesetzt mit Beckhoff Steuerungen für Verpackungsmaschinen (nur die Programmierung) und ein paar µC Projekte im Hobby Bereich. Mit Arduino habe ich mich im Urlaub mit dem Starter-Kit beschäftigt. Ich habe mir erst kürzlich einen 3D-Drucker den Flashforge 3D V2 gekauft und so ist die Idee geboren ein echtes Projekt zu beginnen. Die Konstruktion über Fusion 360 fällt mir sehr leicht. Den Drucker hätte ich bereits mehrfach aus dem Fenster werfen können. Auch da habe ich sehr viel gelernt und beiße mich immer noch durch.

Das größte Problem bisher war und ist, die richtigen und auch bezahlbaren Motore zu finden für das Projekt. Wenn der Motor ohne Getriebe schon 700€ kosten dann ist es einfach zu übertrieben. Die Motoren sind einfach zu schwach so dass sie Ihr eigenes Gewicht tragen können. Ich habe mich auch zum anfassen die Nema 17 mit Getriebe 1:50 und 1:100 gekauft. Kostenpunkt ca. 100€/Stück. Doch das sind richtig schwere Teile. Der Roboter wird keine praktische Aufgabe haben, ist nur ein Lernprojekt. Zunächst ist es völlig ausreichend wenn die Motoren einzeln angesteuert werden können. Dafür würde ich versuchen ob ich die Software Estlcam dazu verwenden kann. Keine Ahnung ob das gehen wird.

Der erwähnte Schrittmotor 24V 250mA hat die richtige Größe. Ob er brauchbar ist kann ich noch nicht sagen. Durch seine Baugröße kann ich den kompletten Arm auch deutlich kleiner dimensionieren. Da die Konstruktion von den Motoren stark beeinflusst wird, habe ich mit der Suche der passenden Motoren begonnen. Für die Verpackungsmaschinen war es überhaupt kein Problem passende Komponenten zu finden. So blauäugig ging ich auf der Suche danach und habe es nicht fassen können dass es keine kleine Stepper die ein hohes Drehmoment und Haltemoment haben und auch bezahlbar sind. Ich dachte die muss es doch wie Sand am Mehr geben.

Nun ich habe jetzt mal ein Kit gefunden welches zumindest die Treiber hat die den Strom auf 250mA begrenzen können. Damit werde ich mal anfangen.
Sollte der Motor zu schwach sein, dann muss ich doch meine Konstruktion auf die Nema 17 auslegen.

Bezüglich Merlin und eigens Betriebssystem das höret sich zunächst als unüberwindbar an. Ich habe mich damit noch nicht beschäftigt. Meine Vorstellung ist, dem µC die Ports zuzuweisen und das "Betriebssystem" ist das Merlin, keine Ahnung, auf dem Teil und ich gebe ihn Kommandos wie ich es in meinem Beruf als Feinmechaniker bei CNC Bearbeitungszentren gemacht habe. Mein 3D-Drucker ist auch so aufgebaut. Die sagen dazu G-Codes. Dann habe ich mich nur Oberflächlich mit dem Thema ROS beschäftigt. Auch eine große Hausnummer für mich. Dieses Projekt wird mich sicherlich eine lange Zeit begleiten und kann mich nur nebenbei damit beschäftigen nach der Arbeit.

Dich noch eine schöne Zeit.

[Rabenauge]

Das System heisst Marlin, nich Merlin.
Das läuft auf den wohl meisten 3D-Druckern....und richtig: es ist ne Art G-Code-Interpreter.
G-Code läuft auf den meisten CNC-Maschinen.
Das Ramps-Board dürfte für den Einstieg gar keine schlechte Wahl sein, wenn man was mit Steppern machen will.
Aber wenn du das als reines Lernprojekt bauen willst, wieso dann nicht erstmal einige Nummern kleiner?
Dann geht es mit (halbwegs..) preiswerten Modellbauservos nämlich auch.
Und: es gibt dafür Treiberboards, die man schick per I2C ansteuern kann, die bis zu 16 Servos handlen können.
Oder selbermachen: selbst ein simpler Arduino Uno kann mehrere Servos ansteuern, wenn man sie separat mit Strom versorgt.
So ein Arm wird nicht viel heben können, reicht aber zum lernen allemal aus.
Pro Servo würde ich mit ~20 € (mehr gibt bessere, aber ab der Preisklasse gibts brauchbares dafür) rechnen.
Dazu _irgendein_ Arduino-Board (wenn du hier gleich nen Mega 2560 nimmst, hast du die Option mit dem Ramps-Board später bei Bedarf immernoch).
Dazu ne anständige 5V-Spannungsversorgung für die Servos, und fertig.
Auch die 3D-Druckerei kannst du dir dann sparen, musst du aber nicht, wenn die Teile leicht genug werden.
Und: Servos ansteuern ist ziemlich einfach...

[R1100]

Das System heisst Marlin, nich Merlin.
...
Aber wenn du das als reines Lernprojekt bauen willst, wieso dann nicht erstmal einige Nummern kleiner?

Weil ich noch keine Ahnung habe was es gibt, was möglich ist und überhaupt.
Ich habe tatsächlich zuerst versucht mit Servos was zu machen. Ich habe auch ein Servo HRC 68123MG der 25Kg/cm macht, die gibt es auch größer. Den habe ich auch nach dem Musterbeispiel von Arduino Starter-Kit einwandfrei ansprechen könne. So sieht meine Konstruktion mit den Servos aus. Die Servos werde die Kraft nicht aufbringen den Arm selbst zu tragen. Also habe ich mich auf den Weg gemacht nach Stepper zu suchen. Ich habe mir unzählige Videos und Berichte angeschaut.
Die aller meisten verwenden Stepper Motoren. Bei den Servos gibt es auch die Limitierung dass sie "nur" einen bestimmten Drehbereich habe, meist 180°. Ich habe vereinzelt auch gesehen welche mit 270 und ein oder zwei die 360° drehen können für Seilwinden z.B. Weil eben die meisten auf Servos setzen, dachte ich mir, das wird schon ein Grund haben. Dann dachte ich mir, wenn der Arm funktioniert, ja dann möchte ich dieses Ding natürlich mit einer Bahn-Steuerung versehen so das mehrere Achsel simultan angetrieben werden können, sozusagen Aufbau-Lernstufe 4.0.

Als nächstes werde ich versuchen über den Treiber DM 542T + externes Netzteil und dem Arduino aus dem Arduino-Kit den Stepper Nema17 mit Planetengetriebe 1:50 anzusprechen. Wenn mir das gelinkt, dann das gleiche mit dem Ramps-Board. Nebenbei möchte ich herausfinden ob die Motoren Kräftig genug wären. Wenn ja, mache ich gleich mit denen weiter da ich bereits eine Idee haben wie ich die Motoren in einer neue Konstruktion verbauen kann. Die Version besteht aus 4 Achsen um das Gewicht zu reduzieren.

[Palabras]

Wie toll, sich an einen Roboterarm-Projekt zu wagen. Das klingt nach einer spannenden Herausforderung. Vielleicht muss man Anpassungen vornehmen, um eine reibungslose Koordination zu gewährleisten. Aluprofile können eine ausgezeichnete Wahl für den mechanische Aufbau des Roboterarms. Die Aluprofile bieten eine stabile Struktur und ermöglichen die Motoren und Gelenke sicher zu befestigen.