Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hat schon jemand mit "DC Torque Motoren" gearbeitet, anstelle von Servos?


von Ben (Gast)


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Hallo,

wie hier z.B. zu sehen
http://www.kollmorgen.com/en-us/products/motors/dc_motors/dc_torque_motors/dc_torque_motors/
http://www.axsys.com/index.cfm?acronym=direct-drive-motors
(oder im Anhang) gibt es Servo-Motoren die aussehen wir Kugellager.

Direct Drive, hat schon mal jemand damit gearbeitet, gibt es irgendwo
bezahlbare Motoren zum Testen, oder kennt sich etwas damit aus?

Ich würde gern eine Kameraführung damit bauen. Alle Profi Systeme
in diesem Bereich arbeiten mit diesen Stell-Motoren...

Über Feedback würde ich mich sehr freuen, ich find im deutschen Netz
leider nicht besonders viel hierzu...

Vielen Dank & Viele Grüße
Ben

von TManiac (Gast)


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Hi Sven,

du verwechselst hier etwas, oder fällst auf die Namen herein.

Das was in der Industrie als Servo-Motoren bezeichnet wird hat nichts 
mit den Servos im Modelbau zu tun. Und da du von Stellmotoren schreibst, 
denke ich mal das du die Modelbau-Servos meinst.

Die Industriellen Servos sind normaler Weise Drehzahl oder 
Leistungsgeregelte Motoren. Im gegensatz zu den Positionsgeregelten 
Motoren der Modelbauservos.

Diese TorqueMotoren trennen nun die Servo-Idee (Motor und Regler in 
einem) wieder auf und integrieren sich in die Stelleinheit um weniger 
Masse zu beschleunigen.
Man kann sie zwar auch recht gut positionieren, aber ihre Stärke liegt 
darin, das sie bei geschickten Einbau sehr schnell beschleunigt und 
abgebremst werden können.


Gruß,
TManiac

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


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Das sind nichts anderes als ringförmige Direktantriebe. Normalerweise 
bezeichnet man die einfach als "Torque-Motoren". Das sind elektrisch 
kommutierte, i.d.R. 3-phasige Synchronmotoren. Von der Ansteuerung her 
identisch zu normalen industriellen Synchron-Servos und entsprechenden 
Direktantrieben. Durch die hohe Polzahl erreicht man hohes Moment bei 
vergleichsweise niedrigen Drehzahlen, ähnlich wie beim Schrittmotor, nur 
das man hier das Rastmoment so gut es geht vermeidet und den Motor 
geregelt betreibt.

Für den Hobby-Einsatz ist das nichts. Die Dinger sind teuer, müssen 
aufwendig gelagert werden und die Güte der Regelung hängt wesentlich von 
einem hochwertigen Messsystem sowie dessen Montage ab. Und natürlich von 
einer entsprechenden Parametrierung der Regelung. Ich habe während 
meiner Zeit als Assisten am Werkzeugmaschinenlabor in Aachen mit 
Direktantrieben gearbeitet, kenne mich also "ein wenig" in der Materie 
aus.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Ben (Gast)


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Hallo,

super Vielen Dank für Euer Feedback.
hmmm, schade, dann werd ich wohl mal besser bei den Modellbau-Servos 
bleiben.... vielleicht tut sich da ja in Zukunft etwas.

viele grüße
Ben

von Georg A. (Gast)


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Ich habe auch schon so kleine Remoteheads gebaut und nach den ersten 
Versuchen "normale" Modellbauservos verworfen. Wenn man nicht gerade die 
Servoelektronik und das Poti rausreisst und nur die Mechanik nimmt, 
taugen die nicht wirklich für etwas, wo man auch im Filmen drehen 
kann/darf. Das Zeug ist viel zu ruckelig und unpräzise. Ich habe dann 
eine "normale" Lösung mit kleinem Getriebemotor und Drehgeber gemacht 
und einen AVR den PID-Regler spielen lassen. Das ist schon eine ganze 
Ecke besser, insb. weil man on-the-fly die Regelungseigenschaften ändern 
kann (High-Speed für Positionierung, starke Dämpfung beim Filmen).

Es gibt aber da immer noch zwei Probleme:

a) Bin ich kein Regelungspezialist, d.h die Regelstrecke ist nicht so 
ganz optimal und ziemlich gedämpft, damit es keine Überschwinger gibt. 
Ok, mein Problem ;) Ich werde bei der nächsten Variante wohl 
Schrittmotoren im Mikroschrittbetrieb nehmen, dann reicht auch ein 
Indexsensor.

b) Nachdem das kleine 0815-Motoren mit wenig Polen sind, braucht man 
eine hohe Untersetzung, damit eine feine und ruckfreie Positionierung 
auch im Zoom möglich ist. Die Zahnräder haben immer Spiel, egal wie 
teuer das Zeug ist. Das ist bei Richtungswechseln im Zoom sichtbar.

"Professionelle" Remoteheads (nicht so Billigkram wie oben, eher was von 
Panther) haben kein normales Getriebe, sondern kaskadierte 
Zahnriemensätze und damit absolut kein sichtbares Spiel, hab selber dran 
gewackelt.... Werde ich wohl auch mitsamt den Steppern probieren..

von Ben (Gast)


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Hallo,

danke, sehr interessant, von dem Bild oben (Servocity.com)
gibt es glaube ich auch so ein Panther Remotehead
(mit Riehmen), "PT-2100" und hier einige Videos davon
http://www.youtube.com/ServoCity#p/u/24/UrmDJi5bk2w

Welche Modellbau-Servos hattes Du denn verwendet?
Mitlerweile gibt es ja auch Digitale Servos, sogar Brushless
Servos, extrem schnell und genau, wie man hier z.B. sieht
http://www.youtube.com/watch?v=EFnY0wLXCLg

Dachte bisher, mit noch einer 1zu5 Untersetzung
http://www.youtube.com/watch?v=G17ZNDR4RgQ
würde das schon sehr genau werden. Müßte eigentlich aber
auch mit Zahnriehmen gehen... nur die Servos kann ich
glaube ich nicht so einfach ersetzten.

Viele Grüße
Ben

von Georg A. (Gast)


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1899$? Viel zu billig, das PT steht da sicher nicht für Panther ;) Das 
Logo fehlt auch... Die Mechanik sieht schon gut aus, aber die "super 
slow motion" im Video ist bei extremen Zoom auch schon viel zu schnell. 
Das muss noch deutlich langsamer sein. Für meine Anwendung wäre das auch 
nichts, weil es keine absolute Positionierung gibt, nur so analoges 
Joystickgeeiere... Bei mir gibts noch ein Notebook zur Speicherung 
verschiedener Positionen und Fahrten.

Ich habe "normale" Servos vom Conrad probiert, aber sicher nicht die 
teuersten. AFAIK heisst "digitales Servo" aber auch nur, dass die 
Regelschleife im Servo digital läuft, die blöde Pulssteuerung ist 
weiterhin da.

von Rolf Magnus (Gast)


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Georg A. schrieb:
> Ich habe "normale" Servos vom Conrad probiert, aber sicher nicht die
> teuersten.

Also vermutlich billigst-Servos? Die taugen tatsächlich nicht viel. Du 
hast großes Zahnradspiel, billige Potis und schlechte Lagerung. Bei 
analogen Servos auch eine recht träge Regelung. Wenn du statt 10 Euro 
mal 200 ausgibst, sind da schon nochmal Welten dazwischen.

> AFAIK heisst "digitales Servo" aber auch nur, dass die Regelschleife im Servo 
digital
> läuft, die blöde Pulssteuerung ist weiterhin da.

Ist die denn ein Problem?

von Georg A. (Gast)


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> Also vermutlich billigst-Servos?

Es waren immerhin schon welche mit durchgängigem Metallgetriebe und 
beidseitigen Kugellagern...

Das Problem bei einem vernünftigen Remotehead ist NICHT die 
Geschwindigkeit, sondern eine geschmeidige langsame Bewegung ohne 
Ruckler beim Anfahren/Abbremsen. Das ist halt eine ganz andere 
Anforderung als beim Modellbau, wo es nur ums schnelle Ankommen geht und 
weniger auf den Weg dahin ;) Und solange der Regelungsalgo im Servo 
abläuft, kann man da gar nichts anpassen. Schon eine kleine Videokamera 
hat ein ziemliches Trägheitsmoment und sorgt für viel Spass beim 
Anfahren und Abbremsen...

> Ist die denn ein Problem?

Meine Positionierung hat jetzt eine Genauigkeit von 0.04 Grad. Die 
braucht man auch für langsame Schwenks, das ist im Zoom so grade noch 
brauchbar. Das will ich mal mit dem Pulsverfahren und Servos mit 
Poti-Positionierung sehen.

Ich habe inzwischen schon einige andere Remoteheads mit Modelbauservos 
gesehen, die taugen aber wirklich nur zur Ausrichtung der Kamera vor dem 
Filmen.

von uwe (Gast)


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Schrittmotor im 250 fach Mikroschrittbetrieb also bei 200 Vollschritten 
200x250=50000 Schritte pro Umdrehung. 360°/50000=0.0072° pro Schritt. 
Kann man noch mit Zahnriemen untersetzen. Finde die Tango PCI-S usw. 
ganz gut.
Und MicroLynx ist ganz anständig für Standalone Systeme und erweiterbar 
und man kann mehrere Module zusammenschalten (mit Softgetriebe)

von Georg A. (Gast)


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Einen ganzen PC mit PCI-Karte wollte ich dann auch nicht rumschleppen ;) 
Schon der jetzige RH ist nur per Bluetooth ans Notebook angebunden, das 
sollte nicht schlechter werden. Für den Stepper-Remotehead plane ich 
jetzt mal mit dem A4982, der kann 16xMicrostepping und sollte für einen 
kleinen Motor völlig ausreichen.

von Michael Bubble (Gast)


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>Und solange der Regelungsalgo im Servo
>abläuft, kann man da gar nichts anpassen.

Die Graupner Digitalservos haben nen ATMEGA16.
Die kann man sehr gut mit ner eigenen Firmware austatten.

von ben (Gast)


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Hi,

hab hier noch ein Bild gefunden vom Innenaufbau einer Cineflex HD
(ist weltweit wohl der Mäßstab für Remote Heads)
Die nutzen natürlich Torque Motoren (Hersteller ist Axsys).
Angegeben Genauigkeit ... 0.000636 Grad (10 microradian) ... :)

vg
Ben

von ben (Gast)


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ich hätte noch eine Frage, ist ein Torque Motor und ein "frameless 
brushless motor" das gleiche?

Ich finde die sehen zumindest gleich aus
http://www.google.de/search?q=frameless+brushless+motor&um=1&ie=UTF-8&tbm=isch&source=og&sa=N&hl=de&tab=wi&biw=989&bih=544
...
und da gibt es auch mehr Anbieter für...

@Thorsten Ostermann
Werden alle Toque Motoren wie Brushless-Motoren (mit 3 Phasen) 
gesteuert?
Nur Interesse halber...

Vielen Dank & Viele Grüße
Ben

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


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Hallo Ben!

Die Begriffe sind soweit ich weiss in keiner Norm spezifiziert. Wann ein 
Synchronmotor als Torque-Motor bezeichnet wird, ist also 
Auslegungssache. "Frameless" bedeutet lediglich "ohne Gehäuse", und 
genau das sind die meisten Torque Motoren ja auch. Im Deutschen spricht 
man auch von "Bausatzmotoren", weil die Lagerung Teil der umgebenden 
mechanischen Struktur ist. Damit lassen sich sehr kompakte 
Gesamtlösungen bauen, z.B. in Gabelköpfen oder Schwenktischen von 
Werkzeugmaschinen.

In den Anfangstagen der Linearmotoren (Anfang der 90'er), als der Markt 
noch nicht so von den großen Herstellern dominiert war, gab es auch 
2-phasige Linearmotoren. Ich habe in der Firma sogar noch einen 
Linearschrittmotor (auf Basis des Reluktanzprinzips) liegen. Ich würde 
aber mal davon ausgehen, das abgesehen von exotischen Anwendungen der 
Aufbau 3-phasig mit Permanentmagneten ist, also einem permantenterregten 
Synchronmotor entspricht. Nachdem die Chinesen sich den Markt für die 
Magnet-Werkstoffe gesichert haben und die Preise steigen, kann das in 
einigen Jahren allerdings schon wieder anders aussehen...

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von ben (Gast)


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Hallo Zusammen,

da bin ich wieder, nachdem ich die Idee fast begraben hatte,
hab ich nun dieses Video entdeckt

http://www.youtube.com/watch?v=ewK7NkcCFCk&feature=related

Nicht ganz das gleiche, aber die Performance ist großartig.
DC Servo Motoren von dynetic.com

Ich frage mich gerade wie diese angesteuert werden?
Hat Erfahrungen mit solchen Moteren? Weiß jemand ob man
diese auch für normale Bieftaschen in Deutschland bekommt?

So exotisch sehen die jetzt nicht aus, wie die Frameless-Motoren... :)

vielen Dank
ben

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


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Hallo Ben!

Das werden ganz normale EC-Motoren sein (bürstenlose, elektronisch 
kommutierte Gleichstrommotoren mit Positionsfeedback).

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Ben (Gast)


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Hallo Dank,

ich seh gerade, Ihr habe nur Schrittmotoren (ich glaube das ist
von der Steuerung noch etwas anders).

Von dem gezeigten Remote-Head gibt es auch ein Patent,
http://www.google.com/search?q=7642741&btnG=Search+Patents&tbm=pts&tbo=1&hl=en

Demnach ist der Motor ein Brush DC Motor, 36V, wird aber mit
18V betrieben und braucht 4 ampere pro Achse, mit einer 1:10
Untersetzung (Planeten Getriebe mit < 10 Arc Minuten Spiel)
Vielleicht kann man das Getriebe auch mit einem Riehmenantrieb
lösen.

Ich weiß garnicht wie man Brush oder Brushless Motoren so
genau ansteuert... als Servo und nicht als Motor der ein
Rad antreibt.

Sind hier Brush oder Brushless-Motoren besser geeignet?
Ist die Steuerung von Brush Motoren einfacher (günstiger, kleiner zu 
haben)
Wo gäbe es eine Steuerung?

Über Tipps würde ich mich sehr freuen.

Viele Grüße
Ben

von Ben (Gast)


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Achso, ob die mit Positionsfeedback arbeiten weiß ich nicht genau.
Bei den Dynetic Motoren würden man die Encoder ggf. deutlich sehen
http://www.dynetic.com/pdfs/Brushed/Section%20A/Dynetic%20Systems%20Catalog.pdf

von Ben (Gast)


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Hallo,

> Das werden ganz normale EC-Motoren sein (bürstenlose, elektronisch
> kommutierte Gleichstrommotoren mit Positionsfeedback).

Ich hatte hier nochmal ein Video mit solchen Motoren gesehen.
http://www.youtube.com/watch?v=pWdOoGDqzLw
"maxon motor Australia announce the multi axis motor control EPOS 2 36/2 
motherboard range. "

nur leider kostet das ganze wohl mindestens 1.200 netto für 3-Achsen
Die günstigesten Komponenten sind

EPOS2 Module 36/2, 2 A, 11- 36 VDC >> 200 EUR netto
EC 45 flat Ø45 mm, bürstenlos, 70 Watt, mit Hall-Sensoren >> 90 EUR 
netto
und einiges (Motherboard) etc. fehlt leider noch. >> + X

Kennt hier jemand Alternativen?

Vielen Dank
Ben

von Urs Zuauf (Gast)


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wwww.sctonline.ch

DC Direct Drive Motor

Sorry Shop ist im Aufbau

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


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Es hat schon seinen Grund, warum man heute vielfach BLDC-Motoren 
(bürstenlos) statt normaler DC-Gleichstrommotoren (mit Bürsten) 
verwendet. Warum DC-Motoren jetzt als Torque-Motoren auf einmal 
vorteilhafter sein sollen als BLDC erschließt sich mir nicht. Es mag 
höchstens sein, dass noch niemand auf die Idee gekommen ist, 
Torquemotoren mit Niederspannungswicklung zu bauen. Die meisten 
Torquemotoren sind ja "echte" Synchron-Servos für Spannungen von 230V 
und mehr.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

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