Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Günstige Schrittmotoren für kleinen Manipulatorarm


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von Fynn P. (fynn23)


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Moin!

im Rahmen der Themensuche für meine BA habe ich mir überlegt, dass es 
doch interessant wäre mal zu schauen, ob man aus so billigen Steppern 
einen recht kleinen 3-6 DOF Manipulator (Roboterarm) bauen könnte. Der 
Gedanke ist, dabei eben solche Stepper zu nehmen, die schon sehr billig 
sind, weil sie bereits Teil der Massenproduktion von anderer 
Konsumelektronik sind.

Die Beschreibung ist relativ wischiwaschi, weil ich eben gerade noch 
beim Explorieren bin. Von den Motoren ausgehend will ich dann erstmal 
ein paar (oder einen) Joints bauen. Ich stelle denke hier an teilweise 
3D-gedruckte Cycliodial- oder Harmonic-Drives. Wie groß der Arm dann 
werden könnte, wäre im wesentlichen von den Joints abhängig.
Wir reden hier natürlich von sehr geringen Lasten am Endeffektor. Vllt. 
sowas wie SMD Pick and Place als Anwendung.

Interessant wären Stepper mit den folgenden Constraints:
- sehr günstig (<20€/Stück, am besten wesentlich weniger)
- evtl. Stepper, die man aus schon optimierten bzw. skalierten 
Lieferketten abgreifen könnte (Scanner, Drucker, Kaffeemaschinen etc...)
- im wesentlichen nicht größer als NEMA 14
- Schaft sollte inetwa so (groß) sein, dass noch vorstellbar ist, eine 
Aufnahme 3D zu drucken (FDM).
- möglichst Bipolar
- möglichst ohne bereits vorhandenes Getriebe

Auch wären insbesonders westliche bzw. nicht-chinesische Motoren 
interessant.

Ich habe bereits:
- "normaler" NEMA 14 rund, chinesisch No-Name, 9€
- 28BYJ-48, <4€
- PM35S-048-ZIE4 (https://ebay.de/itm/264775407155), 2€

Ich freue mich über Vorschläge und Ideen! Oder überhaupt ne dumme Idee? 
Lasst es mich gern wissen.

: Verschoben durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Fynn P. schrieb:
> Ich freue mich über Vorschläge und Ideen

Irgendwie fängt ein Ingenieur nicht mit rumphantasieren an, sondern 
definiert welches Gewicht mit welchem Tempo bewegt werden soll, 
berechnet daraus die benötigte Motorleistung und Getriebeuntersetzung, 
und weil der nâchste Motor auch den ersten Arm bewegen muss, muss er 
grösser werden, und so weiter skaliert, so wie deine Muskeln skalieren.

Das nennt man dann konstruieren statt basteln. Spart viele Fehlversuche 
und Einkaufskosten für nutzloses Zeug.

von Marci W. (marci_w)


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Autsch! Buzzword-Alarm! <SCNR>

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Fynn P. schrieb:
> Von den Motoren ausgehend will ich dann erstmal
> ein paar (oder einen) Joints bauen.


https://de.wikipedia.org/wiki/Joint

Jetzt, da ja Canabis freigegeben ist zur privaten Nutzung, sollte das 
unproblematisch möglich sein.

Vielleicht bekommst du ja das auch auf Kassenrezept?

https://www.aok.de/pk/leistungen/medizinische-behandlung/cannabis-auf-rezept/

Was ich nicht verstehe: Wie kann dein Roboter-Arm dir dann später beim 
Tütchen-rauchen helfen?

: Bearbeitet durch User
von Fynn P. (fynn23)


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Michael B. schrieb:
> Fynn P. schrieb:
>> Ich freue mich über Vorschläge und Ideen
>
> Irgendwie fängt ein Ingenieur nicht mit rumphantasieren an, sondern
> definiert welches Gewicht mit welchem Tempo bewegt werden soll,
> berechnet daraus die benötigte Motorleistung und Getriebeuntersetzung,
> und weil der nâchste Motor auch den ersten Arm bewegen muss, muss er
> grösser werden, und so weiter skaliert, so wie deine Muskeln skalieren.

Die grundsätzlichen Prinzipien sind mir schon klar. Hier ging es aber 
explizit darum, erstmal rumzuphantasieren. Außerdem: bevor ich anfange, 
Dinge zu definieren und zu berechnen, muss ich natürlich erstmal 
rumphantasieren, denn sonst weiß ich ja gar nicht, was möglich ist oder 
überhaupt erstmal warum ich eigentlich irgendwas definieren will.

Aber ich versteh schon: Roboterarm konstruieren nach Anwendungsfall des 
Kunden, Kinetik und Kinematik modellieren und dann halt gucken mit 
welchen Motoren kann ich es machen ist halt der Weg, wie es im deutschen 
Maschinenbau wohl abläuft.

Andersrum kann ich aber natürlich auch gucken: Was ist günstig zu haben 
und kann ich daraus etwas bauen, was interessante Anwendungsfälle 
abdeckt? Daran ist mmn. nichts verwerflich.

: Bearbeitet durch User
von Simon (simonberlin)


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Und warum willst Du als BA das Rad zum drölfundzigsten mal neu erfinden? 
Ich meine greifst Du nach niedrig hängenden Früchten weil das schon so 
viele vorher gemacht haben oder welchen zusätzlichen Beitrag hoffst Du 
zu leisten?

In Plaste zum selberdrucken gibts das schon auf den einschlägigen 
Maker-Platformen. Entweder mit Modellbauservos oder mit Steppern aus den 
auch von Dir genannten Quellen.

In sinnvoll stabil damit mans auch nutzen kann gibst das auf Github und 
sogar als Bausatz von den Machern dort.
https://github.com/Chris-Annin/AR2

Ich vermute mal besser als das wird es als BA mit begrenzter Zeit und 
Mittlen nicht werden. Da wäre es vielleicht sinnvoller ein gegebenen 
Bausatz einer sinnvollen Problemlösung zuzuführen?

Aber eigentlich solltest Du die "Marktübersicht" bzw. "Stand der 
Technik" kennen wenn Du vorhast das als BA zu machen, oder?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Fynn P. schrieb:
> Andersrum kann ich aber natürlich auch gucken: Was ist günstig zu haben
> und kann ich daraus etwas bauen, was interessante Anwendungsfälle
> abdeckt? Daran ist mmn. nichts verwerflich.

Das nennt man dann auch basteln.

von H. H. (hhinz)


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Andreas B. schrieb:
> Fynn P. schrieb:
>> Andersrum kann ich aber natürlich auch gucken: Was ist günstig zu haben
>> und kann ich daraus etwas bauen, was interessante Anwendungsfälle
>> abdeckt? Daran ist mmn. nichts verwerflich.
>
> Das nennt man dann auch basteln.

Dann passt es doch als B_astel_A_rbeit.

von Rahul D. (rahul)


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Wie soll die Positionsrückmeldung erfolgen?
"Billige" Schrittmotoren haben eher selten einen Encoder-Ausgang, der 
den Drehwinkel zurückliefert.
Schrittverluste passieren...

"Billig" (in der Ausbildung) ist was für Kaufleute. Falschen Studiengang 
gewählt?

von Crazy Harry (crazy_h)


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Fynn P. schrieb:
> Explorieren

Fynn P. schrieb:
> Joints

Fynn P. schrieb:
> Endeffektor

Fynn P. schrieb:
> Constraints

AUA

von Markus M. (Firma: EleLa - www.elela.de) (mmvisual)


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Roboter selbst zu bauen ist heutzutage eher kontraproduktiv für eine BA. 
Entweder man macht es "richtig" oder lässt es bleiben.

Was dir hingegen für den Beruf ungemein helfen würde, wenn du für die BA 
Kurse bei den renomierten Roboterherstellern besuchst, z.B. ABB, Fanuc, 
Kuka.
Und wenn du danach mit diesen Robotern selbst übst.

Wenn du diese 3 Roboter (oder auch nur einen davon) beherrscht, dann 
kannst du dich selbstständig machen und dickes Geld verdienen!
Roboter Programmierer werden ständig gesucht.

Vom Selbstbau für eine BA rate ich daher dringend ab. Es ist nur 
Zeitverschwendung.

: Bearbeitet durch User
von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Crazy H. schrieb:
> Fynn P. schrieb:
>> Constraints ... und weitere englische Begriffe
>
> AUA

ok, der Name "Fynn" klingt jetzt nicht wie ein bayrischer Vorname. 
Vielleicht kommt ja Fynn aus einem englisch-sprachigen Ursprungsland, 
und ist fließend mit den englischen Begriffen vertraut.

von Fynn P. (fynn23)


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Hmm, also 90% Häme, vielleicht eine halbwegs hilfreiche Antwort dabei, 
warum ich es lassen sollte. Ich denke nicht, dass ich hier noch 
sinnvolle Antworten erwarten kann, die Leute hier scheinen mehr daran 
interessiert, ihre Zeit damit zu vergeuden, alberne und hämische 
Antworten zu geben.

Letzlich vielleicht dennoch zur Einordnung: Ich habe Semesterferien und 
einfach gerade etwas Zeit mal ein wenig zu schauen, was funktionieren 
könnte und was nicht. Dann bastel ich eben was, statt in der Sonne zu 
liegen.

Und zum Thema englische Begriffe: Ich studiere techn. Informatik und hab 
das Thema halt in englischen Robotik-Modulen gelernt und eben auch 
englische Fachliteratur gelesen. Ich bin jetzt einfach Mal davon 
ausgegangen, dass man da abstrahieren kann, ohne wie ein 12-jähriger 
gleich einen “lustigen” Witz zu Cannabiszigaretten zu machen.

Ich berichte dann gern, wie es ausgegangen ist.

: Bearbeitet durch User
von Maik .. (basteling)


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Lass Dich nicht von den teils wirklich fiesen Gestalten hier 
runterziehen, und das ist für hiesige Verhältnisse noch harmlos. Hier 
sind immer einige Kommentatoren unterwegs, wo man sich fragt wer da 
gleich mehrere Zellentüren offengelassen hat.
Interessant ist aber das technische Unwissen einiger der Besserwisser, 
die sich schlau geben wollen...

Wenn es etwas schön werden soll - wären Hohlwellen bei den Motoren 
interessant. Dann hat man keine rumhängenden Kabel.  Dann noch maximal 2 
oder 4 Leitungen intern. Wobei selbst beste feinstädrige Litzen da noch 
kaputtgehen. Ich hab hier einige moderne Cobots und da mal ein defektes 
Gelenk komplett seziert und durchgegoogelt.

Aus der Reihe  Billigheimer, Kunststoffroboter... hat IGUS schon sowas 
in der Art im Lieferprogramm.

Viel Erfolg

von Rüdiger B. (rbruns)


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Hol dir in einem PC-Laden ein paar defekte Drucker zum Entsorgen, dann 
hast du eine Sammlung Motoren für Lau.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Schau dir mal an wie die maximalen Lagerlasten von Schrittmotoren 
definiert sind. Da wirst du schnell darauf kommen, dass du ohne 
zusätzliche Achsen und Lager keine zwei Aktoren seriell schalten kannst. 
Mal abgesehen davon, dass das Drehmoment vom unteren Aktor auch kaum 
reichen wird, um den anderen Aktor samt Motor mitzubewegen. Es sei denn 
du begnügst dich mit sehr kurzen Hebelarmen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

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