Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Servomotor, Linearantrieb, was gibt es noch?


von Heinz R. (heijz)


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Wir bauen gelegentlich Sonderbauten, bei denen irgendwas bewegt wird.
(Kunstobjekte, Inszenierungen, Exponate)

Ich mag jetzt keine Nm-Angaben nennen, hab keine Ahnung / nie gemessen, 
aber alles Teile die sich mehr oder weniger von Hand bewegen lassen.
Anforderung ist eine genaue Positionierung, aber weit ab vom 
CNC-Bereich, ich würde mal sagen +-0,1° reichen.

Das Ganze wird über PC, Raspberry, Arduino,.. gesteuert, Protokolle sind 
kein Problem

Anfangs wurden Drehstrommotore mit Frequenzumformer + Drehwinkelgeber 
zur Positionsabfrage eingesetzt.

Irgendwann dann der Schritt zu Servomotoren, weil die sind total bequem 
anzusteuern.
Was mich stört sind die Kosten - jeweils 2000 - 4000€ pro Motor.

Gibt es da nichts einfacheres?

Was würdet ihr z.B. nehmen um einen Metallklotz  Europalette  ... , 
Gewicht ca. 100 Kg mit 1-5 RPM im Kreis drehen zu lassen, 
Geschwindigkeit und Position steuerbar?   Im Kleinen macht so was ja 
eigentlich jeder ModellbauServo für 5€ , braucht es wirklich für 100 Kg 
gleich was für 3000€?

Grüße

Heinz

von Experte (Gast)


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Heinz R. schrieb:
> braucht es wirklich für 100 Kg
> gleich was für 3000€?

Das Geld geht ja nicht für den Motor und den Regler drauf. Da bist Du je 
nach Anforderungen mit ca. 800,- dabei. Dazu brauchst Du aber noch 
Mechanik und vor allem irgendeine Form von Getriebe plus Lagerung der 
Welle an der die 100 kg angebaut sind. Und das ist teuer. Vor allem 
dann, wenn Du weder Drehmoment, Beschleunigungen noch Geschwindigkeiten 
nennen kannst.

von Heinz R. (heijz)


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Ja, das ist mir klar, es braucht noch Peripherie

Wir haben halt momentan einen Lieferanten für die Servomotoren, 
schweineteuer, kleine deutsche Firma, Vertreter kommen wegen 2 Motoren 
in Anzug und Krawatte angereist, und unsere Programmierer sagen "das 
funktioniert nur mit denen"

von Alex G. (dragongamer)


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Naja, wenn du selbst nicht genau von dem Fach bist, musst du entweder 
denen glauben, oder falls du deren Vorgesetzter bist, eben verlangen 
dass sie dir verständlich machen, was an den Motoren 
programmiertechnisch besonders geeignet ist. Das erfordert ein paar 
Stunden Vorbereitung, aber eine Entwickler sollte das können.

von EloGuy (Gast)


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Palette ordentlich drehend lagern, Scheibenwischermotor, Riemen, 
Lichtschranke(n) für Positionsmeldung.

100 Kilo ist jetzt echt nicht die Welt. Da tuts wohl schon die 
Dreh-Mechanik eines ausgemusterten Bürostuhls.

von Timo N. (tnn85)


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Heinz R. schrieb:
> und unsere Programmierer sagen "das ...

Daran wird es schon mal liegen. Du hast Programmierer. Du willst ein 
mechatronisches System. Kennen die sich auch mit Mechanik aus?

Nicht das am Ende die aufgewendete Arbeitszeit von deinen Programmierern 
teurer ist als der Preis für ein verfügbares Produkt am Markt ...

Komisch, meist wird immer von Ingenieuren verlangt, dass Kosten 
eingespart werden. Bei einem Anwalt, Arzt, Polizist, Lehrer fragt nie 
jemand "Das geht doch bestimmt auch billiger".

von Theor (Gast)


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Meiner Ansicht nach, ist schon die Motivation und Begründung der 
Ausgangsfrage fraglich.

Setzt der TO nun voraus, dass die Programmierer (vermutlich sind 
Entwickler gemeint) kompetent sind, oder ist die Höhe der Kosten für den 
TO ein Anzeichen, dass sie es nicht sind?
Das wäre keine sinnvolle Begründung. Und der TO kann wohl allein keine 
technischen Einwände vorbringen.

Wieso sollen wir hier nun durch evtl. Widerspruch und aufgrund 
lückenhafter Angaben die Expertise des Entwicklers in Frage stellen? Das 
bleibt offen.

Ich halte diese Frage für eine Zumutung.

von Harald W. (wilhelms)


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EloGuy schrieb:

> Palette ordentlich drehend lagern, Scheibenwischermotor, Riemen,
> Lichtschranke(n) für Positionsmeldung.

...und damit schaffst Du spielend die geforderte Genauigkeit
von besser 30ppm?

von P.PM (Gast)


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Harald W. schrieb:
> ...und damit schaffst Du spielend die geforderte Genauigkeit
> von besser 30ppm?

0,1° entspricht, bezogen auf den Vollkreis, knapp 300 ppm.

von Harald W. (wilhelms)


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P.PM schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> ...und damit schaffst Du spielend die geforderte Genauigkeit
>> von besser 30ppm?
>
> 0,1° entspricht, bezogen auf den Vollkreis, knapp 300 ppm.

Ja, mein Fehler, aber auch dafür benötigt man eine Präzisionsmechanik,
die man nunmal nicht fürn Appel und nen Ei bekommt.

von Alex G. (dragongamer)


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Wobei diese Genauigkeit bei einem 100Kg Ausstellungsstück seltsam 
erscheint...

von L. H. (holzkopf)


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Heinz R. schrieb:
> Anfangs wurden Drehstrommotore mit Frequenzumformer + Drehwinkelgeber
> zur Positionsabfrage eingesetzt.

Durchschnittliche Kosten dabei?

> Irgendwann dann der Schritt zu Servomotoren, weil die sind total bequem
> anzusteuern.
> Was mich stört sind die Kosten - jeweils 2000 - 4000€ pro Motor.

Würde an Deiner Stelle erst mal hinterfragen ob die Gründe, auf 
Servomot. "umzusteigen", wirklich stichhaltig sind.

Grüße

von Alex G. (dragongamer)


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Normalerweise sparen Schritt bzw. Servomotoren durchaus Kosten. Man muss 
nämlich die Positionserkennung beim design nicht jedes mal 
berücksichtigen und auch nicht separat montieren.

Diese Kosten sollte man jedenfalls beim Vergleich miteinbeziehen.

: Bearbeitet durch User
von Heinz R. (heijz)


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Theor schrieb:
> Meiner Ansicht nach, ist schon die Motivation und Begründung der
> Ausgangsfrage fraglich.

Die jetzigen Motoren wurden halt irgendwann gekauft, für für das Projekt 
geeignet befunden, und seither eingesetzt / für andere Projekte weitere 
vom gleichen Hersteller nachgekauft.

Für die eingesetzten Typen gibt es noch nicht mal Datenblätter o.ä. 
online.

Ich bin zugegeben kein Experte, deshalb dieser Thread.
Aber ich sehe das es z.B. Massenprodukte von Panasonic usw gibt

Es ist natürlich schon sehr bequem momentan, auspacken, anschließen, den 
Befehl "fahre mit Geschwindigkeit Y auf Pos Y zu schicken.

Ist das bei anderen Herstellern wirklich so kompliziert das erst 
tagelang parametriert werden muss?
Das Bessere ist halt des Guten Feind, und wenn das bessere auch nur der 
Preis ist...

von Alex G. (dragongamer)


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Heinz R. schrieb:
> Ich bin zugegeben kein Experte, deshalb dieser Thread.
> Aber ich sehe das es z.B. Massenprodukte von Panasonic usw gibt
>
> Es ist natürlich schon sehr bequem momentan, auspacken, anschließen, den
> Befehl "fahre mit Geschwindigkeit Y auf Pos Y zu schicken.
>
> Ist das bei anderen Herstellern wirklich so kompliziert das erst
> tagelang parametriert werden muss?
> Das Bessere ist halt des Guten Feind, und wenn das bessere auch nur der
> Preis ist...
In welcher Position in der Firma bist du?
Hast du überhaupt die Befugniss Kostenoptimierungen vorzunehmen?
Oder willst du mit der Information die du hier im Forum erwartest, dann 
an den Entwicklern vorbei, mit dem wahrscheinlich auch nicht fachlich 
versierten Chef flüstern?
Falls dies der Fall ist; vergiss es. Dazu müsstest du dich richtig in 
das Thema einarbeiten.
Falls du Befugnisse hast, verlange doch einfach bei den Entwicklern dass 
man es dir erklärt bzw. am besten in schriftlicher Form aufschreibt.

In nicht wenigen (zugegeben, etwas größeren Firmen), müssen Mitarbeiter, 
Hauptkomponenten immer schriftlich justifizieren und manchmal sogar 
auflisten welche Produkte sie sich sonst noch angeschaut haben.
In Kleinunternehmen muss natürlich dieser Aufwand in einem kosten-nutzen 
Verhältnis stehen, aber 1-2 Arbeitsstunden bei 4000€ Teilen ist nicht 
zuviel verlangt.


Grundsätzlich lassen sich alle Servos generell einfach ansteuern.
Eventuell meinte der Entwickler nur einfacher als die alte Methode mit 
separatem Drehgeber.
Es ist aber möglich dass eure Anforderungen so hoch sind, dass halt nur 
solche teuren Servos gehen...

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


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Hallo Heinz,

wenn du per Mail mehr zu den vorhandenen Motoren und deinen 
Anforderungen preisgeben kannst, melde dich gerne bei mir. Ich denke ich 
könnte dir weiterhelfen. Bei Bedarf auch gerne mit Abschluss einer 
Vertraulichkeitsvereinbarung.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Heinz R. (heijz)


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Alex G. schrieb:
> In welcher Position in der Firma bist du?
> Hast du überhaupt die Befugniss Kostenoptimierungen vorzunehmen?
> Oder willst du mit der Information die du hier im Forum erwartest, dann
> an den Entwicklern vorbei, mit dem wahrscheinlich auch nicht fachlich
> versierten Chef flüstern?

Position- ausreichend - wir sind kein Großkonzern, noch nicht mal 
Mittelständler
Ich muss / darf das Produkt den Kunden verkaufen, und es herrscht 
natürlich wie überall ein Preiskampf
Die Konstellation ist zum Glück eine ganz andere als Du oben beschreibst

Das Ganze Thema ist eigentlich ein Nebenprodukt unserer hauptsächlichen 
Arbeit, sind vor allem Kunstinstallationen, Exponate usw
Ich kenne mich rel gut damit aus, nur, ich kann nicht alles machen und 
muss den anderen auch gewisse Freiheiten lassen
Problem ist halt, teilweise verlieren wir Aufträge weil es einfach zu 
teuer ist.
Wir verlieren die AUfträge nicht an Konkurenten, sondern das Projekt 
wird auf Grund des Preises nie umgesetzt
Wenn dann der Motor 30% der Gesamtkosten des Konstrukts ausmacht, sehe 
ich halt Potential

Weiter oben im Thread wurde was geschrieben von Scheibenwischermotor, 
Endschalter - genau so würde ich es privat machen, und ich denke auch 
ich würde es funktionierend hinbekommen
Nur, so was kann man halt dem Kunden für ein Objekt im Wert eines 
Kleinwagens nicht guten Gewissens liefern

Ich suche hier einen Mittelweg, habe halt die Vermutung das die momentan 
eingesetzten Teile einfach weit übers Ziel hinausschiessen, wir dadurch 
Aufträge verlieren

von Cerberus (Gast)


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Heinz R. schrieb:
> Ich suche hier einen Mittelweg, habe halt die Vermutung das die momentan
> eingesetzten Teile einfach weit übers Ziel hinausschiessen, wir dadurch
> Aufträge verlieren

Wenn du gedacht hast, dass Forum könnte dein Problem für dich
lösen, damit du und der Rest deiner Kollegen dran verdienen
können, hast du falsch gedacht und auch falsch gemacht.
Kleine Probleme können hier abgeholfen werden, aber was du
vor hast, ist ein ganzes Projekt und das hat für gewöhnlich hier
keine Chance, es sei denn du nimmst Kontakt mit hier postenden
Selbständige auf und machst mit denen einen Vertrag, dann wäre
eine Lösung denkbar. Know-How von entsprechendem Umfang gibts
eben nicht zum Nulltarif.

von Heinz R. (heijz)


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Cerberus schrieb:
> Wenn du gedacht hast, dass Forum könnte dein Problem für dich
> lösen, damit du und der Rest deiner Kollegen dran verdienen
> können, hast du falsch gedacht und auch falsch gemacht.

Wo ist Dein Problem? Zu wenig Schnäppchen am Black Friday gemacht?

Cerberus schrieb:
> leine Probleme können hier abgeholfen werden, aber was du
> vor hast, ist ein ganzes Projekt

Wo steht das? Hast Du das so definiert?

Cerberus schrieb:
> es sei denn du nimmst Kontakt mit hier postenden
> Selbständige auf

Ich werde Thorsten O auf alle Fälle kontaktieren, danke Thorsten schon 
mal für Dein Angebot

Cerberus schrieb:
> machst mit denen einen Vertrag, dann wäre
> eine Lösung denkbar. Know-How von entsprechendem Umfang gibts
> eben nicht zum Nulltarif.

WIe kommst Du drauf das ich was geschenkt haben will?
Ich zahle Thorsten, oder wem auch immer, gerne was - für ein Produkt 
oder eine Lösung, ich bin der Letzte der andere nur ausnutzen würde

Aber, vielleicht verständlicher wenn ich es krass ausdrücke ( nur ein 
übertriebenes Beispiel)  - Wir schleifen momentan das Rasenmähermesser 
mit der 5-Achs-CNC, weil es funktioniert und wir das schon immer so 
gemacht haben
Wir haben es mal mit der Nagelfeile versucht, hat nicht funktioniert
Ist deshalb alles richtig, so wie wir es machen?
Man muss sich einfach ständig selbst hinterfragen und verbessern

Grüße
Heinz

von Mach (Gast)


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In China gibts 750W Servomotoren für um die 200Euro, inkl. Inverter. Ein 
passendes Schneckengetriebe, wo der Motor aufgeflanscht wird, zum 
ähnlichen Preis. Versand und Einfuhr (Zoll etc.) verdoppeln den Preis in 
etwa nochmal.

Vielleicht kannst du sagen, was dein jetziger Motor kann. Wie wird er 
angesteuert, programmiert, Leistung etc.

von keks (Gast)


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Mach schrieb:
> In China gibts 750W Servomotoren für um die 200Euro, inkl.
> Inverter. Ein passendes Schneckengetriebe, wo der Motor aufgeflanscht
> wird, zum ähnlichen Preis. Versand und Einfuhr (Zoll etc.) verdoppeln
> den Preis in etwa nochmal.

Nicht die Zusatzkosten vergessen, die entstehen, wenn der 
750W-Servomotor doch nur ein 75W-Exemplar war, das nach chinesischer Art 
geschönt wurde.

Servicetechniker muss hinfahren, Produkt getauscht werden, Ruf im Arsch, 
und wenns blöd geht, Exponat auch im Arsch.

von Heinz R. (heijz)


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Mach schrieb:
> Vielleicht kannst du sagen, was dein jetziger Motor kann. Wie wird er
> angesteuert, programmiert, Leistung etc.

Kann ich leider nicht wirklich - wie gesagt der o.g. 
Scheibenwischermotor hätte sicher vollauf genügt

Es wird momentan nie was wirklich dimensioniert - sind alles 
Einzelstücke, lieber paar Nummern zu groß, wird schon funktionieren

Highlight war mal ein ca. 1KW Drehstrommotor mit Frequenzumformer an 
einem Getriebe - der war zu schwach - hatte aber auch im Einsatz nur max 
ca. 20RPM  - da war eindeutig das Getriebe falsch dimensioniert


Wie gesagt, die Dinge die angetrieben werden - alles in Geschwindigkeit 
und Zeit, das es auch problemlos per Hand machbar wäre

Aber vielleicht gebe ich mal ein konkretes Beispiel, un sich die 
Dimensionen besser vorstellen zu können:

Bauteil, ca 100Kg, gelagert auf Linenarführung, wird horizontal über 
Antrieb / Zahnriemen bewegt, Fahrweg 5m, soll beliebige Positionen 
anfahren können, geforderte Genauigkeit 5mm Geschwindigkeit / 
Beschleunigung: so, das noch kein Personenschutz notwendig ist, also 
"Kriechfahrt"
Lebensdauer der Installation: 6 Monate

Ich bezweifle halt das man dafür einen 2000€-Motor braucht

von A. B. (sfalbuer)


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Moin,

Für dein letztes Beispiel reicht doch ein NEMA23 Motor völlig aus?
Dazu eben eine etwas bessere Endstufe damit das möglichst leise ist. 
Wenn Menschen das anfassen oder anhalten können spielt natürlich das 
Thema Schrittverlust eine Rolle. Dann lieber Servo-Systeme bzw. 
Closed-Loop stepper.
Aber die gibts doch mittlerweile auch für rund 150€ als komplett Set:

https://www.ebay.de/itm/EU-FREE-SHIP-NEMA34-Closed-Loop-Stepper-Motor-1700-oz-in-6A-3m-Cable-HBS86H/273424027294


Gruss

A.B

von Heinz R. (heijz)


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Danke A.B. , closed loop kannte ich nicht, lese mich gerade ein, klingt 
sehr interessant

Kennt jemand gute Schnittstellenbeschreibungen hierzu / wie so was 
programmiert wird?

Ich meine jetzt keine konkreten Programme, sondern mehr, was sage ich 
dem Motor, wenn ich von A nach B mit Geschwindigkeit X, Anfahrrampe Y , 
Bremsrampe Z fahren will? Haben die Teile dann durch das Steuergerät 
eine gewisse Intelligenz?
Mache mich mal in google auf die Suche nach Datenblättern

Beim Schrittmotor kenne ich es halt so, das der Entwickler alle Paramter 
selbst in der eigenen Software implementieren muss, da verstehe ich das 
man dann sagt, für ein Einzelstück lohnt es sich nicht

Viele Grüße

Heinz

von Harald W. (wilhelms)


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Heinz R. schrieb:

> Bauteil, ca 100Kg, gelagert auf Linenarführung, wird horizontal über
> Antrieb / Zahnriemen bewegt, Fahrweg 5m, soll beliebige Positionen
> anfahren können, geforderte Genauigkeit 5mm

Du hast teilweise recht extreme Forderungen,
was die Genauigkeit angeht. Sowas ist zwar
lösbar, treibt die Kosten aber oft (unnötig?)
in die Höhe.

> Ich bezweifle halt das man dafür einen 2000€-Motor braucht

Mit den Kosten kenne ich mich nicht so genau aus; das weiss
Thorsten O. sicherlich besser.

von Heinz R. (heijz)


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Harald W. schrieb:

> Du hast teilweise recht extreme Forderungen,
> was die Genauigkeit angeht. Sowas ist zwar
> lösbar, treibt die Kosten aber oft (unnötig?)
> in die Höhe.
>

Das mit den 5mm war jetzt ein Beispiel wo ich dachte das ist eher 
lächerlich - ist das wirklich so extrem?
Macht es einen Unterschied ob das teil 1m oder 5m fährt?
Dachte der Motor zählt einfach seine Umdrehungen?

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Heinz R. schrieb:

> Das mit den 5mm war jetzt ein Beispiel wo ich dachte das ist eher
> lächerlich - ist das wirklich so extrem?

Eine Genauigkeit von ein Promille zu erreichen, ist schon
anspruchsvoll. Da muss man sich schon etwas Mühe geben.
Diese Genauigkeit schafft wohl nur ein neuer "Zollstock",
ein gebrauchter nicht mehr.

von Heinz R. (heijz)


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Vielleicht rede ich auch zu verwirrend :-)

Was ich eigentlich suche ist ein Motor / System, dem ich per 
Schnitstelle
(seriell, Netzwerk,...) sagen kann:

Fahre auf Position A, Geschwindigkeit B, Beschleunigung C
Maximale Kraft Z wäre ein Luxus

Es kommt dann ein Getriebe davor, A kann dann wegen mir auch für 5cm 
Fahrweg 50000 Umdrehungen sein.
Mir ist klar das diese Absolutposition wegen Getriebespiel usw. nur von 
einer Richtung aus angefahren werden kann

Eigentlich macht so was ja jeder 200€ 3D Drucker in 3 Achsen, bräuchte 
so was halt etwas größer

: Bearbeitet durch User
von Peter (Gast)


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Moin,

du sagst Arduino ist kein Problem...

Dann wäre eine schnelle günstige Lösung:
Steuerung: Arduino Nano V3.0 mit GRBL (Software)
Motoren: 180 Watt JMC Motors Servomotoren aus China
Netzteil 36V oder 48V.
Die Servos werden wie Schrittmotoren angesteuert. Die GRBL Software ist 
nur ein Beispiel. Diese ist ein G-Code Interpreter. Der G-Code wird vom 
PC über USB-Seriell an den Arduino geschickt. Dieser steuert dann die 
Servos an.
Anbei die Links... Um die Leistung zu beurteilen kannst du gerne mal das 
Youtube Video von END CNC gucken. Der fährt eine Portalfräse mit den 
Motoren. Das Portal wiegt etwa 70kg. Siehe selbst...

Hier noch ein Link wo man ein bisschen was sieht was die Servos so 
leisten können...

Servos:
Deutscher Link, oder bei Aliexpress unter JMC 180 Watt Servo suchen
https://www.sorotec.de/shop/Servo-Motor-mit-integriertem-Servotreiber-180-Watt---36-Volt---3000-1-min.html

GRBL:
https://github.com/gnea/grbl/wiki/Grbl-v1.1-Configuration

Video:
https://www.youtube.com/watch?v=PsNmKy0sXrw&t=123s

von Peter (Gast)


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von Peter (Gast)


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JMC-Servos gibt es in verschiedenen Leistungen. Hier der Link zur 
Hersteller Seite.
http://www.jmc-motor.com/

von A. B. (sfalbuer)


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Moin,

Ich habe das auch mal mit GRBL gemacht. Lief 6 Wochen im Museum ohne 
Probleme.
Du kannst jede Takt-Richtung Endstufe da anschließen und sendest dann 
Fahrbefehle über eine übergeordnete Steuerung (z.B Raspberry PI und 
Python Script).

Zb. G1 X250 F300

Und deine X-Achse fährt auf die Position 250mm mit einer Geschwindigkeit 
von 300mm/min. Die Beschleunigung kannst du auch festlegen. Damit hast 
du schon was du brauchst.

5mm kriegst du damit locker hin. Kein Problem.

Gruss A.B

PS: Hab dir ne PN geschrieben.

von Bernd F. (metallfunk)


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Hier mal ein exotischer Vorschlag: Ein Drehtorantrieb,

Der pure Antriebsmotor mit Getriebe und eingebautem Encoder
kostet ca. 250,-€.
(So ein Unterflurantrieb könnte auch endlos in beiden Richtungen
drehen und ist für Torgewichte bis 500 kg ausgelegt)

Allemal stark genug um die Aufgabe zu erfüllen.
Die originale Steuerung wird man leider nicht verwenden können,
allerdings kostet die kaum mehr als der nötige Ringkerntrafo.

Das so ein Antrieb mit 24 V DC läuft, sollte auch der Selbstbau
einer Steuerung möglich sein. Inclusive elektronischer Kraftüber-
wachung.

Grüße Bernd

: Bearbeitet durch User
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