Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik servopräzision


von fanto (Gast)


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Hallihallo ich möchte jetzt von der reinen Programierung u. Sensorik zur 
ansteuerung von Motoren. Genauer Servomotoren. Dazu möchte ich einen 
Roboterarm bauen 
http://www.robotpark.com/Robotpark-6-DOF-Aluminum-Robot-Arm-Kit . Ich 
hab den jetzt in einzelteilen bestellt und wollte fragen welche 
präzision mit dem (original)mg996r möglich ist. Angesteuert werden 
sollen die servos mit dem PCA9685 + Arduino/RaspberryPi(hier hab ich 
mich noch nicht entschieden, weil ich noch nicht weiß welche 
sensoren/kameras angeschlossen werden.)Reicht die Genauigkeit für 
3d-Druck(ungeachtet dessen das es ein hoher Programieraufwand werden 
wird)oder zum fräsen eines Werkstücks. Die Geschwindigkeit ist dabei ja 
unerheblich. (Natürlich wird der fräskopf nicht mit einem servo 
angetrieben)
Und hat der MG958 die gleiche Genauigkeit?

fanto

von Harry L. (mysth)


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fanto schrieb:
> Reicht die Genauigkeit für
> 3d-Druck(ungeachtet dessen das es ein hoher Programieraufwand werden
> wird)oder zum fräsen eines Werkstücks.

Ganz sicher nicht!

von Michael B. (laberkopp)


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fanto schrieb:
> welche präzision mit dem (original)mg996r möglich ist

Keine Ahnung, habe ich nicht. Normalerweise sind Modellbauservos nicht 
besonders genau. Sollte die Richtung beim Modellboot oder Modellflugzeug 
nicht stimmen, regelt man an der Fernsteuerung nach.

Damit die Servos nicht ständig rumzittern und Strom verbrauchen, haben 
sie eine recht grosszügige Totzone, steht also der Arm nahezu in der 
Gegend in der er nach Servoimpuls sein soll, dann bleibt er da. Diese 
Totzone kann 5% betragen, 1% wäre gut. So genau wird auch die Elektronik 
treffen, d.h. beim Anfahren der Position wird gebremst und bleibt der 
Arm irgendwo in der Totzone stehen, passt das, die Elektronik regelt 
nicht weiter. Kann man schön sehen, wie der Servo schrittweise 
weiterdreht wenn man das Servosignal kontinuierlich verändert, da machen 
manche Servos (btdt) nur 37 Schritte bis der Bereich durch ist.

fanto schrieb:
> Reicht die Genauigkeit für
> 3d-Druck(ungeachtet dessen das es ein hoher Programieraufwand werden
> wird)oder zum fräsen eines Werkstücks.

Sicher nicht, dafür reicht auch die Mechanik zu 100% nicht.

: Bearbeitet durch User
von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Dann würde ich wegen der hohen Drehmomente schon mal zwei Servos in den 
Gelenken zusammenflanschen und präzise gegenläufig ansteuern.

von Stefan F. (Gast)


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Von Präzision kann man bei dem Produkt eigentlich reden. Da sind ganz 
normale Modellbau Servos drin. Deren Getrieben haben schon ein 
beträchtliches Spiel.

Ein bisschen Spaß kann man mit diesem Produkt haben, aber es ist für 
keine ernsthafte Anwendung geeignet. Das gilt für alle Roboter Arme der 
"Spielzeug" Kategorie.

Richtige Roboter-Arme bekommst du zum Beispiel bei der Firma Kuka.

von Markus F. (mfro)


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Harry L. schrieb:
>> wird)oder zum fräsen eines Werkstücks.
>
> Ganz sicher nicht!

Fräsen ist sicher kein Problem. Wenn das Werkstück aus Butter ist.

Tip falls es nicht geht: auf Margarine umsteigen!

Beitrag #5217802 wurde von einem Moderator gelöscht.
von fanto (Gast)


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Markus F. schrieb:
> Harry L. schrieb:
>>> wird)oder zum fräsen eines Werkstücks.
>>
>> Ganz sicher nicht!
>
> Fräsen ist sicher kein Problem. Wenn das Werkstück aus Butter ist.
>
> Tip falls es nicht geht: auf Margarine umsteigen!

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

wenn man eine gescheite fräßspindel dran hängt geht das.

Stefan U. schrieb:
> Von Präzision kann man bei dem Produkt eigentlich reden. Da sind ganz
> normale Modellbau Servos drin. Deren Getrieben haben schon ein
> beträchtliches Spiel.
>
> Ein bisschen Spaß kann man mit diesem Produkt haben, aber es ist für
> keine ernsthafte Anwendung geeignet. Das gilt für alle Roboter Arme der
> "Spielzeug" Kategorie.

richtig wie ich gesagt hab möcht ich weg von der reinen Programierung 
und ein wenig mit der Mechanik/Elektrik anfangen. Und als Schüler hat 
man halt nicht viel Geld ich hatte auch nicht die Erwartung das der Arm 
so genau ist. Es wäre halt schön gewesen dann müsste man sich nicht noch 
nen 3d Drucker ect kaufen.

Also servomotoren sind für hohe Genauigkeit nicht zu gebrauchen. Dann 
eher Schrittmotoren und dann Mechanisch eine übersetzung?

von Stefan F. (Gast)


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> Also servomotoren sind für hohe Genauigkeit nicht zu gebrauchen.
> Dann eher Schrittmotoren und dann Mechanisch eine übersetzung?

Die Motoren sind nicht das Problem, eher die Mechanik drumherum. Die 
muss Präzise aufgebaut sein, stabil genug und ohne zu viel Spiel.

von Harald W. (wilhelms)


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fanto schrieb:

> ansteuerung von Motoren. Genauer Servomotoren. Dazu möchte ich einen
> Roboterarm bauen

Nun, Du kannst sicherlich Servomotoren kaufen, die Deinen Roboter-
arm mit grosser Präzision bewegen. Solche Servos haben dann einen
drei- bis vierstelligen Preis. Wenn Du mit Servomotoren allerdings
Spielzeugservos für den Modellbaubereich meinst, wird das wohl eher
nicht klappen.

von Paul H. (powl)


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Markus F. schrieb:
> Fräsen ist sicher kein Problem. Wenn das Werkstück aus Butter ist.
Ich denke nicht, dass dieser Roboterarm zu mehr in der Lage ist als ein 
bisschen auf der Oberfläche der Butter rumzuschrappen und den Fräser 
letztendlich irgendwie da hinein zu versenken und dann war's das.

fanto schrieb:
> Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!
Ja, hat er doch offenbar befolgt.

fanto schrieb:
> wenn man eine gescheite fräßspindel dran hängt geht das.
Wenn du da eine "gescheite Frässpindel" dranhängst (und wenn's nur n 
Dremel ist) dann bewegt sich dein labbriger Roboarm wahrscheinlich nicht 
mal mehr von der Tischplatte weg. ;-)

fanto schrieb:
> Und als Schüler hat
> man halt nicht viel Geld ich hatte auch nicht die Erwartung das der Arm
> so genau ist. Es wäre halt schön gewesen dann müsste man sich nicht noch
> nen 3d Drucker ect kaufen.

Ja du musst aber mal überlegen, wenn du Glück hast hat dieser Robo-Arm 
eine Positioniergenauigkeit von 1mm. D.h. wenn du die gleiche Stelle 
mehrmals aus verschiedenen Richtungen anfährst befindet sich der Kopf 
des Arms (oder was auch immer du da vorne dran schraubst) am Ende immer 
irgendwo innerhalb dieser 1mm-Toleranzzone. Ich schätze aber eher, dass 
durch mechanisches Spiel und die der Totbereich der Servos eher mit 
einer Genauigkeit von um die 5-10mm rechnen musst. Damit ein 3D-Drucker 
gescheite Ergebnisse rausbringt brauchst du eher eine Genauigkeit von 
0,1mm und besser.

fanto schrieb:
> Also servomotoren sind für hohe Genauigkeit nicht zu gebrauchen. Dann
> eher Schrittmotoren und dann Mechanisch eine übersetzung?

Das was du meinst bzw. was auf dem Bild zu sehen ist sind halt nur 
Modellbauservos. Alle Modellbauservos sind zwar Servomotoren aber nicht 
alle Servomotoren sind Modellbauservos. Eigentlich bedeutet "Servo-" 
nur, dass ein Antrieb positionsgeregelt ist. Im Allgemeinen gehts mit 
Servomotoren + Getriebe ziemlich gut. So funktionieren auch große 
Industrieroboter. Modellbauservos sind halt ne labbrige angelegenheit.



Vergiss den ollen Arm und kauf dir lieber einen 3D-drucker ;-) Mit dem 
hast du erst mal viel mehr Spaß und kannst dir dann einen beliebigen 
Roboterarm selbst damit rausdrucken.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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fanto schrieb:
> Also servomotoren sind für hohe Genauigkeit nicht zu gebrauchen.
Du darfst Servomotoren (oder such mal besser nach Servoachsen oder 
Servoantriebe) wie Kuka sie in seinen Roboterarmen verbaut nicht mit 
Modellbauservos verwechseln oder gar vergleichen.
Da ist schon gewichtsmäßig nicht ohne Grund der Faktor tausend 
dazwischen...

: Bearbeitet durch Moderator
von Markus F. (mfro)


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fanto schrieb:
> Markus F. schrieb:
>> Harry L. schrieb:
>>>> wird)oder zum fräsen eines Werkstücks.
>>>
>>> Ganz sicher nicht!
>>
>> Fräsen ist sicher kein Problem. Wenn das Werkstück aus Butter ist.
>>
>> Tip falls es nicht geht: auf Margarine umsteigen!
>
> Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!
>
> wenn man eine gescheite fräßspindel dran hängt geht das.

Noch wichtigere Regel:


> Ich
> hab den jetzt in einzelteilen bestellt und wollte fragen welche
> präzision mit dem (original)mg996r möglich ist.

Erst fragen, dann kaufen!

von Alex G. (dragongamer)


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Paul H. schrieb:
> Markus F. schrieb:
>> Fräsen ist sicher kein Problem. Wenn das Werkstück aus Butter ist.
> Ich denke nicht, dass dieser Roboterarm zu mehr in der Lage ist als ein
> bisschen auf der Oberfläche der Butter rumzuschrappen und den Fräser
> letztendlich irgendwie da hinein zu versenken und dann war's das.
Also das glaube ich eigentlich nicht unbedingt. Hab selbst noch kleinere 
Servos in der Hand gehabt und die erzeugen schon ein ziemlich 
ordentliches Drehmoment. Genug dass es weh tut wenn man den 
beigelieferten Hebel mit der Hand anzuhalten versucht.
Gut, Stahl fräßen wird wahrscheinlich nichts, aber mit einem kompakten 
2000 Umdrehungen Schleifer Kunststoff bearbeiten sollte gehen.

: Bearbeitet durch User
von Paul H. (powl)


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Na gut, die kleinsten Servos sind es ja immerhin nicht und sie haben 
auch ein Metallgetriebe, wie mir scheint.

Aber der Hebel bei so einem Roboterarm ist halt auch nicht zu verachten. 
Ich bin gespannt, was der TO so zu berichten hat, jetzt wo er das Ding 
ja scho bestellt hat ;-)

von Alex G. (dragongamer)


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Da zu bestellen war allerdings glaub trotzdem ein Fehler.
Ist das hier nicht praktisch das selbe zu weniger als dem halben Preis?

https://www.ebay.de/itm/ROT2U-6DOF-Aluminium-Roboter-Arm-Clamp-Claw-Mount-Kit-Servos-fur-Arduino-Silver/122509746929?hash=item1c862662f1:g:lzUAAOSw-K9ZItI3

Es sind jedenfalls die selben Servos (die grad mal 7€ pro Stück kosten).

Glaub wenn ich zeit für so ein projekt hätte, würde ich so ein Rahmenset 
nehmen: 
https://www.ebay.de/itm/6-DOF-Roboterarm-Roboter-Arm-Bausatz-Precision-Robotics-Construction-Mount-Clamp/252775007682?hash=item3ada9085c2:g:G2AAAOSw3v5YpvPS
Und separat die Servos in gewünschter Stärke holen.


Btw. als Fräse ist das allgemein allerdings wirklich nicht das 
Optimalste. Das Programmieren eines ganzen Armes ist erheblich schwerer 
als wenn du ein klassisches Rahmen-System mit 3 Schneckenwellen nimmst.
So ein Arm hätte höchstens den Vorteil wenn er oben über das Werkstück 
befestigt wäre.

: Bearbeitet durch User
von Paul H. (powl)


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Ohje.. guckt euch mal die Bewegung an. Zugegeben, die Beschleunigungen 
sind sehr ruppig aber selbst wenn man die begrenzt ist die Mechanik 
derart wabbelig, dass man damit jegliche Genauigkeit leider schon diekt 
vergessen kann.

https://www.youtube.com/watch?v=_43CfbFoNQU

Ist nicht der gleiche Roboterarm wie vom TO aber wohl recht 
vergleichbar.

: Bearbeitet durch User
von Alex G. (dragongamer)


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Hmm, man sollte zu diesem Zweck das Ganze mit erheblich langsameren und 
entsprechend genaueren Servos aufbauen. Ist ja nur geringfügig teurer.

Was Gesamtstabilität angeht hast du aber wohl sicher recht...

: Bearbeitet durch User
von c.m. (Gast)


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fanto schrieb:
> Markus F. schrieb:
>>
>> Fräsen ist sicher kein Problem. Wenn das Werkstück aus Butter ist.
>>
>> Tip falls es nicht geht: auf Margarine umsteigen!
>
> Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!
>
> wenn man eine gescheite fräßspindel dran hängt geht das.

du hast keine ahnung was beim "fräßen" für kräfte auftreten - hatte ich 
auch nicht, bis ich mir eine portalfräse kaufte und erfahrungen machen 
konnte (lesen ist eine sache, machen eine andere).

das mit der butter stimmt - wenn du es nicht glaubst, probiers halt aus. 
da du die teile schon gekauft hast, hast du das lehrgeld schon bezahlt… 
also lerne.
zu der (wiederhol)genauigkeit der servos wurde schon genug geschrieben, 
nur eins noch: es gibt einen grund warum stepper-motoren beim 3d-druck 
und bei billigfräsen verwendet werden, anstatt "servos": die 
genauigkeit.

von Rolf M. (rmagnus)


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Paul H. schrieb:
> Ohje.. guckt euch mal die Bewegung an. Zugegeben, die Beschleunigungen
> sind sehr ruppig aber selbst wenn man die begrenzt ist die Mechanik
> derart wabbelig, dass man damit jegliche Genauigkeit leider schon diekt
> vergessen kann.

Naja, das Gewicht wird von den Servos selbst getragen (die 
wahrscheinlich gummigelagert sind, damit sich nicht gleich beim ersten 
Schlag draufgehen). Das vernichtet jegliches bisschen Genauigkeit schon 
mal komplett. Dazu kommt Spiel und "Weichheit" der Servos selbst. Die 
sind für so einen Betrieb überhaupt nicht gedacht. Wenn sie über eine 
gewisse Zeit eine signifikante Kraft aufbringen müssen, werden sie zudem 
durchbrennen.

Beim Fräsen würde dir langsameres Fahren übrigens auch nix bringen. Die 
dabei auftretenen Kräfte würden den Arm genauso verbiegen wie hier die 
Trägheit beim schnellen Fahren. Abgesehen davon, dass, wie oben schon 
geschrieben wurde, der Arm schon den Fräser gar nicht tragen können 
wird.

Alex G. schrieb:
> Hmm, man sollte zu diesem Zweck das Ganze mit erheblich langsameren und
> entsprechend genaueren Servos aufbauen. Ist ja nur geringfügig teurer.

Geringfügig teurer? Wenn du gute Modellbauservos mit Brushlessmotoren 
und Kugellagern nimmst, kosten die bestimmt alleine das Doppelte von 
dem, was dieser Arm komplett kostet. Und das Endergebnis wird vermutlich 
nur wenig besser sein.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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c.m. schrieb:
> es gibt einen grund warum stepper-motoren beim 3d-druck und bei
> billigfräsen verwendet werden, anstatt "servos": die genauigkeit.
Der eigentliche Grund ist der, dass keine Positionsrückmeldung oder gar 
-regelung nötig ist. Es ist also eben kein Servo mit aufwändiger 
Wegmessung nötig, sondern es wird schlicht davon ausgegangen, dass der 
Motor keinen Schritt verliert und die Position erreicht wird.
Mann kann sich also die Positionsabfrage und die Positionsregelung sowie 
deren Abgleich sparen. Und sparen ist bei billigen Produkten wichtig. 
Das ist der eigentliche Grund...

von Stefan F. (Gast)


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Mein Sohn hat so einen Roboter-Arm, mit einer Hand-Fernsteuerung. Damit 
kann er so gerade eben eine Tafel Schokolade anheben. Aber nur, wenn man 
sie vorher optimal ausrichtet, damit der Greifer sie an einer günstigen 
Stelle zu packen bekommt.

von ickeSelberEsser (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Damit
> kann er so gerade eben eine Tafel Schokolade anheben.

So bekommt doch noch einen Sinn, dass hier so viele Leute "Fräßen" = 
fressen, die anderen Schreiber können auch die Oberfläche der Schokolade 
ab- fräsen.

von Klaus (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Mann kann sich also die Positionsabfrage und die Positionsregelung sowie
> deren Abgleich sparen.

Die bei einem Schrittmotor sowieso nichts bringen würde. Wenn die 
Positionsabfrage mitbekommt, daß ein Schritt verloren wurde, ist das 
Werkstück längst versaut.

MfG Klaus

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Mann kann sich also die Positionsabfrage und die Positionsregelung sowie
>> deren Abgleich sparen.
>
> Die bei einem Schrittmotor sowieso nichts bringen würde. Wenn die
> Positionsabfrage mitbekommt, daß ein Schritt verloren wurde, ist das
> Werkstück längst versaut.

Das kann man so nicht sagen. Bei entsprechend hoher Auflösung nähert 
sich so ein System schon stark einem "analogen" Servomotor an. Solche 
System können im Vergleich zu einem einfachen Schrittmotor durchaus 
deutlich höhere Dynamik und auch Geschwindigkeiten fahren. Und wenn man 
wirklich aus der erlaubten Fehlertoleranz herausfährt, dann kriegt man 
es immerhin direkt mit und versaut sich nicht noch weitere Teile - oder 
gar die Maschine.

Letztendlich arbeitet auch ein normaler Servomotor immer nur innerhalb 
seiner Schleppfehler genau und damit keineswegs immer "exakt".

: Bearbeitet durch Moderator
von Werner H. (pic16)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> zwei Servos in den
> Gelenken zusammenflanschen und präzise gegenläufig ansteuern.

Und was soll das bringen? Denk mal genau drüber nach, die Physik lässt 
sich nicht überlisten.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Und was soll das bringen?

Das bringt nur doppelte Haltekraft, die schlabberige Konstruktion wird 
dadurch natürlich nicht wesentlich verbessert.

von Rolf M. (rmagnus)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Werner H. schrieb:
>> Und was soll das bringen?
>
> Das bringt nur doppelte Haltekraft,

Aber auch nur, wenn die Regelung entsprechend "weich" ist, denn sonst 
arbeiten die Servos bei leichten Gangungenauigkeiten mehr gegeneinander 
als gegen die Last.

> die schlabberige Konstruktion wird dadurch natürlich nicht wesentlich
> verbessert.

Schlabberig ist die hauptsächlich aufgrund der Servos.

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