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6-Achs Knickarmroboter
31.12.2015, 11:46
Beitrag #1
6-Achs Knickarmroboter
Als Neuer hier, möchte ich auch mal gleich mein "Urlaubsprojekt" vorstellen.

gedacht ist einen Roboter in der Art eines Industrieroboters zu bauen, und diesen mit der Möglichkeit des Programmierens zu versehen. Und genau hier kommt der Arduino ins Geschäft.

Die 3d-Konstruktion war jetzt mal der einfachste Teil davon, das Drucken der Teile mit meinem mir selbst geschenktem Weihnachtsgeschenk (billigster 3D-Drucker von Amazon) erweist sich mittlerweile schon als etwas komplizierter, aber lösbar.

[Bild: h44zj597.jpg]

Soweit der Sollzustand, mittlerweile entwickeln sich die Teile, und es ist mit Fertigstellung des mechanischen Teils bis in 2 Wochen zu rechnen.

[Bild: lokz2rl4.jpg]

Kleinere oder Größere Verbesserungen wird es an beinahe allen Teilen noch geben, jedoch können diese von Zeit zu Zeit erfolgen, für den Anfang muss ein bewegliches Modell zum Programmieren ausreichen.

Zur gedachten Arduino Ausrüstung:

Motoren: 28BYJ-48 (8 Stk vorhanden)
Treiber: ULN2003 (7 Stk vorhanden (1 hat sich bereits beim Testen als defekt erwiesen))

Steuerung Achsen 1 bis 3 : Uno R3 MEGA328P ATMEGA16U2 Arduino Uno R3 kompatibel (vorhanden)
Steuerung Achsen 4 bis 6 : Seeeduino V2.21 Atmega 328P (vorhanden)

Bedienung: Uno R3 MEGA328P ATMEGA16U2 Arduino Uno R3 (vorhanden)
TFT LCD Uno Shield für Arduino Uno R3 (vorhanden)
2.4" Touchscreen TFT LCD Display ILI9325 (vorhanden)

Ablauf sollte sein:

Von der Speicherkarte des Bediengerät wird das Programm gelesen und via serieller Übertragung an die beiden Achs-Arduinos gesendet. Diese entnehmen aus dem jeweiligen Datensatz die für Ihre Achsen relevanten Informationen, führen diese aus und senden an das Bediengerät eine "Fertig-Meldung". Dieses Spiel soll dann bis zur Beendigung des Programms erledigt werden.

Nun bräuchte ich bereits einen Ratschlag von Euch, Ist der Gedankengang bereits fehlerhaft oder durchführbar. Und in weiterer Folge möchte ich gerne wissen, ob meine angesammelte Arduino Ausstattung diese Aufgabe bewältigen kann.

Bitte nicht gleich alle meine Hoffnungen zerstören, möchte gerne mit dem vorhandenen Teilen ein Auskommen finden.

mfg Marco
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31.12.2015, 12:10
Beitrag #2
RE: 6-Achs Knickarmroboter
Also die Idee mit den Schrittmotoren ist schon mal gut. Du weißt aber auch nur anhand der Schritte wo deine Achse jetzt genau steht. Schlägt der Roboter mal irgendwo an oder "verhebt" sich mal, stimmt deine Rechnung mit den Schritten nicht mehr und er weiß nicht mehr wie die Achsen stehen... ist zwar worest case aber sollte man im Hinterkopf haben...

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31.12.2015, 12:11
Beitrag #3
RE: 6-Achs Knickarmroboter
Ist komplett eigenes Design, leider noch nicht ganz nach meinen Wünschen, aber das kommt noch.
Fertige Modelle gibt es zu Hauf, jedoch meist in "Plattenbauweise" (vermutlich, dass man diese auch mit der Stichsäge bauen kann) oder es sind zuwenig reale Achsen vorhanden.

Ein optisch schönes Modell ist dieser hier:

Zortrax

hat aber leider auch nur 3 Motoren.

mfg
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31.12.2015, 12:41
Beitrag #4
RE: 6-Achs Knickarmroboter
@Lötzinnerhitzer:
Ich glaube, wir haben den selben Beitrag gelesen, habe auch sofort danach einen Motor angehängt und getestet. Also laut meinem Gefühl würde die Haltekraft ausreichen, es sind auch alle Achsen via Zahnrad übersetzt. Genaueres wird dann wohl der erste Test der 3. Achse zeigen, wenn meine Kugellager eintreffen. (Info folgt).
Nemas waren bereits in meiner Überlegung mit dabei, aber das Modell wird dann Sooooo groß. Der Junior soll ja Spaß haben. Angel

@Scherheinz
Das mit dem Positionsverlust ist wahrscheinlich sogar sehr ernst zu nemhen, deshalb würde ich den Roboter sporadisch in eine Zwangslage fahren lassen, dort einige Schritte zugeben und mit dieser Stellung die weiteren Schritte abarbeiten. Sozusagen eine radikale Referenzfahrt.
Werfe mich aber wie gesagt auf die ersten Versuche mit den Schrittmotoren stützen müssen um die Notwendigkeit zu erfahren. Sad

mfg
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31.12.2015, 13:24
Beitrag #5
RE: 6-Achs Knickarmroboter
Wenn du eh über Zahnräder antreibst hast du vielleicht noch Platz um Encoder anzubringen.
Sporadisch in Zwangslage halte ich für schwierig weil du nie weißt wann es soweit ist.

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31.12.2015, 14:04
Beitrag #6
RE: 6-Achs Knickarmroboter
Ich glaube bei der Verwendung von Drehencodern würden mir die Eingänge an den Boards ausgehen. Und die, die ich bisher gesehen habe haben auch nur 20 Impulse / U, das ist auch nicht so berauschend. Aber ich lasse mich gerne eines Besseren überzeugen.

mfg
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16.01.2016, 15:35
Beitrag #7
Update
Habe heute nun mal einige Motoren verbaut und verkabelt, vor allem die 3. Achse war mir wichtig, aufgrund der Vermutungen, dass die Motoren unter Umständen viel zu schwach sind.

Video zum Download

Ich war selbst etwas überrascht, aber mit 12 Volt entwickeln die kleinen Dinger ganz schön Power. Das Ruckeln der Achsen lässt sich mit etwas verbesserter Getriebegeometrie sicher noch besser in den Griff bekommen, da sehe ich eher nur kleine Probleme.

Wo ich jetzt von den Fachleuten einen kleinen Tipp benötige, ist wie muss ich es angehen, dass die Motoren ihre Bewegungen gleichzeitig ausführen und nicht nacheinander?

Code:
#include <Stepper.h>

const int Schritte4 = 2048;
const int Schritte5 = 1024;
const int Schritte6 = 2048;

Stepper myStepper4(Schritte4, 2, 4, 3, 5);
Stepper myStepper5(Schritte5, 6, 8, 7, 9);
Stepper myStepper6(Schritte6, 10, 12, 11, 13);
void setup()
{
  myStepper4.setSpeed(15);
  myStepper5.setSpeed(15);
  myStepper6.setSpeed(15);

  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  myStepper4.step(Schritte4);
  myStepper5.step(Schritte5);
  myStepper6.step(Schritte6);
  delay(500);

  myStepper4.step(-Schritte4);
  myStepper5.step(-Schritte5);
  myStepper6.step(-Schritte6);
  delay(500);
}

Liegt noch einiges an Arbeit vor mir, bis das Dingens als Spielzeug geeignet ist.^^
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17.01.2016, 12:03
Beitrag #8
RE: 6-Achs Knickarmroboter
Ok das Thema mit dem gleichzeitig 3 Achsen bewegen habe ich derweil mal etwas abartig gelöst, nicht schön aber zweckmäßig.

PHP-Code:
for(int Rechenvariable1 0Rechenvariable1 SchrittemaxRechenvariable1++) {

  if (
Schleife4 Schritte4) {
    
myStepper4.step(1);
    
Schleife4++;
  }

  if (
Schleife5 Schritte5) {
    
myStepper5.step(1);
    
Schleife5++;
  }

  if (
Schleife6 Schritte6) {
    
myStepper4.step(1);
    
Schleife6++;
  }  


Auf diese Art fahren alle Achsen zumindest gleichzeitig los, bis sie ihre Position erreicht haben, also eine Achse ist immer die letzte. Sollte aber fürn Anfang für meine Zwecke reichen. Die Geschwindigkeit leidet minimal darunter wenn mann nicht gerade viel über die serielle Schnittstelle kommuniziert während der Bewegung.

mfg
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