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Mit dem angegebenen Maschinenpark dürften R=1500mm aber auch R=750mm (D=1500mm) nicht ohne weiteres z uschaffen sein.
Neben den Meßsystemen und den Motoren geht es ja auch darum das die Konstruktion entsprechend biegesteif ist.
Einfach mal im Gedanken eine Position ohne zu handelnde Masse und dann noch einmal mit 5kg anfahren. Selbst um die 0,5mm einzuhalten, ist da mit Frästeilen nicht viel zu holen.Üblicherweise werden da, um Leichtbau und belastungsgerechte Konstruktion (Rippen da wo sie gebraucht werden sonst möglichst dünn und leicht) umsetzen zu können Gußteile genommen.
Jetzt kann man sich mit Aluguß befassen und könnte so wohl ein leichte, Biegesteife Konstruktion herstellen.
Die Altenrtative ist eine Schraubkonstruktion (Vierkanthohlträger aus Platten), die allerdings dann deutlich schwerer wird.
Bei den Drehgebern bekommt man ja nur Pulse, somit ist die Bitzahl ja nur relevant für die Variablen der Steuerung. bei einem CPC Encoder hat man zwei Signalausgänge (Spur A und B) oder drei, wenn der Encoder ein eigenes Referenzsignal pro Umdrehung hat.
Letzeres ist deutlich teuer als die 15-20€ für die 600p/r Incrementalencoder die man so aus China bekommt.
die mechanische Ankopplung wird allerdings unter dem Gesichtspunkt von Umkehrspiel ziemlich anspruchsvoll.
Hängt man den Encoder direkt an die Motorwelle, bekommt man zwar (je nach Untersetzung) eine gigantische Auflösung, hat aber das gesammte Spiel von Getriebe und Kraftübertragung drin.
Will man das vermeiden und keine elastische Kraftübertragung dafür in Kauf nehmen (Zahnriementrieb) ist man ganz schnell bei Harmonioc Drives wie sie auch in kaufbaren Roboterarmen genutzt werden.
Wenn man sich mit den Möglichkeiten spielfreier Getriebe auseinandersetzt und dabei Gewicht, Baugröße, Wartungsfreiheit und Lebensddauer berücksichtigt, bleibt nur noch das übrig.
Für ein erstes Projekt würde ich einen Arm mit maximal R=750, Handlinggewicht maximal 2kg, Positioniergenauigkeit 0,2-0,4mm und Wiederhohlgenauigkeit 0,2mm empfehlen.
Das wird immer noch schwierig genug, ist aber finanziell nichts das gleich 5 Stellig wird.
Aber 2000-4000€ sollte man da schon veranschlagen.
Neben einer Fräßmaschine ist da allerdings auf jeden Fall noch eine Drehmaschine wichtig.
3D-Druck wird man da nur für Anbauteile nutzen können.
Tragende Teile sind da wohl eher weniger mit herstellbar ohne gleich entsprechend groß zu bauen.
Zur Vorgehensweise:
Ich setze mal vorraus, das ein Vertikal Knickarm gemeint ist, da die meisten Horizontal Knickarm (SCARA) 4 Achsen haben. und ein Portalroboter halt kein Arm ist.
Wenn der Greifer nicht bereits zum Handlinggewicht zählen soll, dann ist der als erstes zu konstruieren und wie er mechanisch und elektrisch an den Handflansch angeschlossen wird.
Danach fängt man mit dem Handgelenk an das ja dann den Greifer plus das Handlinggewicht lagern,bewegen und positionieren muß.
Beim Unterarm kann man sich dann überlegen ob man 5-Achsen oder doch gleich 6-Achsen haben will.
Ellenbogengelenk und Oberarm sind jetzt nicht so komplex wenn man das andere schon durch hat.
Schulter und Basis auch nicht.
Bei den Motoren wären dann in der Klasse bis 2kg noch DC Getriebemotoren möglich oder halt gleich Servomotoren.
Da lohnt dann ein Blick zu den BLDC Motoren, da das genau die Technik der meisten Industrie Seromotren ist.
Die Motorregler sind da dann Frequenzumrichter. Modellbau BLDC Regler sind üblicherweise nicht möglich, da die oft asymetrich reglen (EMK-Bremse). Da macht ein gutes Buch Sinn um sich in die Motortreiber einzuarbeiten.
Anhang 32292
Mal ein Beispiel eines DC-Servomotors (Z-Achse) aus einem Bandroboter eines größeren Backup Systems.
