Featherweight Lifter mit Motorantrieb

    • Hm, anscheinend wohl nicht.

      Schade, denn die große Übersetzung hätte zumindest der Kraft nach hier vielleicht funktionieren können.

      Ich habe schon mal weiter gemacht.
      Bisher nur grob skizziert, und das Video dazu ruckelt, aber ich denke die Idee dahinter kann man verstehen.
      Ich habe das jetzt nach vielen Berechnungsversuchen ein bisschen geändert.
      Könnte man dafür eigentlich auch einen Schrittmotor benutzen ?
      Und kennt jemand einen in dieser Klasse zulässigen (günstigen) Schrittmotor mit extrem hohem Drehmoment?
      Naja die eierlegende Wollmilchsau eben :)
      Dateien
    • D.D.Armageddon schrieb:

      Könnte man dafür eigentlich auch einen Schrittmotor benutzen ?
      (Das Video läuft bei mir nicht, werde ich heute abend an einem anderen Rechner mal abspielen....)

      Von einem Schrittmotor hätte ich spontan abgeraten. Ich habe vor vielen Jahren mal mit Schrittmotoren gearbeitet (Positionierung von Bauteilen bei SMD-Bestück-Halbautomaten). Die Motoren sind ziemlich schwer und laufen relativ langsam. Natürlich kann man die Geschwindigkeit nach dem Start über eine "Rampe" steigern. Aber dann muss man wissen, wann das Ende demnächst erreicht wird, um über eine Rampe die Geschwindigkeit wieder bis zum Stillstand zu drosseln.
      Der Anwendungsbereich von Schrittmotoren ist die präzise Positionierung, ohne dass eine separate aufwändige Sensorik dafür notwendig ist. Ich weis nicht, was andere Anwender dazu meinen, aber meine Erkenntnis von den damaligen Aufbauten war: "Schwermaschinenbau". :D
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    • Also Schrittmotoren haben halt den Vorteil das man die Schritte zählen bzw. vorgeben kann. So erreicht man eine bstimmte Genauigkeit bei der Positionierung. Für einen Flipperantrieb wäre da halt der Vorteil das man bestimmen könnte das dein Exzenter oder eher Nockenscheibe den du da mal skizziert hast immer die richtige Position hat um den Flipper auszulösen oder in Ruhestellung zu sein.

      Das würde schon Sinn machen wenn du an das eine Ende vom Flipper halt eine Zugfeder machst und wenn die Exzenter / Nocke rumdreht wird das Flipperende mit der Zugfeder eben freigegeben so das die Feder dran ziehen kann.

      Aber das ist jetzt auch so eine theoretische Sache da ich keine genaue Kenntnis von Schrittmotorsteuerungen habe. Ich weiß das man bestimmte Anzahlen von Schritten vorgeben kann die der Motor machen soll.

      Es würde z.B. kein Endschalter mehr nötig sein der gedrückt wird damit der Motor rechtzeitig anhält usw.


      Aber ich würde dann doch eher die Variante von IBF vorziehen der an den Reglern bereits einen Eingang für Schalter wie z.B. Endschalter hat. Da ist keine Schrittmotorsteuerung notwendig die auch wieder vermutlich 5V TTL-Spannung braucht plus eine weitere Spannung für den Motor und und und. Dafür brauchste nen Akku, der wiegt wieder ne Menge usw usf.

      Und ich würd da vermutlich nicht mit Exzenter / Nocke und zugfeder arbeiten. Sondern etwas klassischer, eine Welle mit Kettenrad drauf, Kette an ein Motorritzel. Und der Motor zieht den Flipper dann halt hoch oder runter.

      Schau mal bei Ice-Master den thread über seinen Roboter Luzifer. Ich glaub da ist das auch so gebaut. Gibt etliche Roboter die das so oder ganz ähnlich per Kette betreiben und das scheint sich bewährt zu haben wenn es um Lifter geht. Ob damit auch ein richtiger Flipper geht weiß ich nicht, aber ich denke da entsteht zuwenig Flipp-Geschwindigkeit.
    • battlecore schrieb:

      Es würde z.B. kein Endschalter mehr nötig sein der gedrückt wird damit der Motor rechtzeitig anhält usw.
      Das wird ohne Enlagenschalter niemals funktionieren. Woher soll die Schrittmotorsteuerung bei der Initialisierung wissen, in welcher Lage der Exzenter gerade ist? Ausserdem musst Du immer damit rechnen, dass während des Kampfes mal ein bißchen eine höhere Belastung auf dem Fliparm ist und die Welle blockiert. Der Schrittmotor wird "Schritte verlieren".
      Wenn eine Lösung mit Schrittmotoren realisiert werden sollte, dann grundsätzlich den Motor zum Spannen der Feder "frei laufen lassen", bis der Endlagenschalter signalisiert, dass der Exzenter auf OT ist.

      Zur Orientierung: Es ist zwar schon länger her, aber typischerweise wurden die fetten Schrittmotoren mit dem IC-Pärchen L297/L298 angesteuert. Damit waren maximal 4Ampere möglich. Also lachhaft im Vergleich zu den Strömen, die mit "normalen" brushed Motoren benötigt werden, um einen anderen Bot zu liften.
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    • Naja, also bei einem Schrittmotor macht ein Endlagenschalter im Grunde überhaupt keinen Sinn, dann bräuchte man nicht unbedingt einen Schrittmotor verwenden. Schrittmotoren sind aber gerade für die genaue Ansteuerung einer Position gedacht. Bei einem Motor mit bspw. 200 Schritten entspricht ein Vollschritt dann 1.8°. Es können aber auch Teilschritte gefahren werden. Mit zusätrzlichem Getriebe lassen sich dann Postitionen präzise auf Zentel-Grad anfahren.

      Dazu ist natürlich eine spezielle Schrittmotorsteuerung von Nöten (meine Erfahrung beruht im Folgenden auf Produkten der Firma Nanotec). Die Software dafür gibts idR im Internet kostenlos zum runterladen. Da kann man schonmal gucken, was für Einstellmöglichkeiten vorhanden sind. IdR können verschiedenen Geschwindigkeiten, Drehrichtung, Rampe, Fahrprofile etc ausgewählt und auf dem Controller gespeichert werden. Hier werden dann auch die verschiedenen Sollpositionen eingestellt (also bspw. Fliper kurz vorm Auslösen, Ruheposition). Im Roboter selbst werden die Fahrprofile dann durch Anlegen von Spannungssignalen an Controllereingängen ausgelöst.

      Bspw. bei sehr steilen Rampen können Schrittverluste auftreten. Daher ist dann statt Steuerung eine Regelung besser. Dazu wird am freien Ende der Motorwelle ein Encoder befestigt, der die Position ermittelt und als Feedback dem Controller übermittelt. Entsprechend kann dann trotz auftretender Schrittverluste die gewünschte Position exakt angefahren werden.

      Zu beachten ist noch das Haltedrehmoment des Schrittmotors. Ist eine Position angefahren hält der Motor diese Position auch wenn von außen ein Drehmoment anliegt (maximal bis zum Haltedrehmoment des Motors). Entsprechend fließen durchaus auch hohe Ströme während keine Drehung stattfindet! Das müsste man konkret messen und den Akku entsprechend dimensionieren.

      >>Damit waren maximal 4Ampere möglich.<<
      Wahrscheinlich pro Phase? Ein Schrittmotor hat ja mindestens 2 davon, durchaus auch mehr. Und generell gibt's natürlich auch Controller mit größeren Strömen/Phase.


      Letztendlich sind die Komponenten aber realtiv teuer und eine so hohe Genauigkeit der anzufahrenden Position, Drehgeschwindigkeit, Beschleunigung wird hier nicht benötigt, von daher würde ich hier eher einen simplen Motor mit Endlagenschaltern verwenden.
    • Kernkraftwerk schrieb:

      Naja, also bei einem Schrittmotor macht ein Endlagenschalter im Grunde überhaupt keinen Sinn
      Sagt Dir der Begriff "Initialisierung" oder "Verhalten bei Spannungswiederkehr" etwas?


      kernkraftwerk schrieb:

      Und generell gibt's natürlich auch Controller mit größeren Strömen/Phase.
      Ging nicht um Controller, sondern um ICs, die dafür preisgünstig erhältlich sind, um sich einen einfachen Controller für den Bot zu bauen.



      kernkraftwerk schrieb:

      am freien Ende der Motorwelle ein Encoder befestigt
      Dann kann man auf den Schrittmotor verzichten und einen viel einfacheren, leichteren und preisgünstigeren Motor verwenden.

      Klar gibt es Controller, die einen Schrittmotor mit Feinauflösung und vielen Amperes ansteuern. Habe ich auch schon in der Arbeit verbaut. Sind aber dann 19"-Einheiten, 3HE (Also Format von einer Schuhstiefelschachtel), wiegen ein paar Kilo (wegen dem Ringkerntrafo), usw. . Für uns unbrauchbar.
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    • Kernkraftwerk schrieb:

      Aber unbedingt notwendig sind Endlagenschalter bei Schrittmotoren nicht, da auch anders lösbar. Das wäre ja gerade der Vorteil des Schrittmotors.
      Ich denke, wir sind noch nicht beim gleichen Problem. ;)

      Egal ob Du eine XYZ-Maschine mit Schrittmotoren betreibst oder einen Exzenter: Nach dem Einschalten hat der Controller keine Ahnung, in welcher Position sich die Welle gerade befindet. Also muss man sich einen Referenzpunkt suchen. (Das nannte man zu meiner Zeit "Initialisierung"). Erst dann weis der Controller, dass er (ich beziehe mich jetzt mal auf die Anwendung des Lifters über Exzenter) bei Auslösung so-und-soviel Schritte machen muss.

      Irgendwann wird der Bot abgeschaltet. Durch den Druck der Feder wird sich der Exzenter leicht verstellen. Das heißt, beim nächsten Einschalten ist die aktuelle Position wieder unbekannt. "Abspeichern" der letzten Position im Flash oder EEPROM des Controllers bringt also überhaupt nicht.

      Bei den früheren Maschinen in der Arbeit (Waferprober) wurden beim Einschalten der Maschine oder nach einem Reset zunächst alle Achsen im Freilauf-Modus gefahren, um den Endlagenschalter zu suchen. (Das nennt man "Home-Position"). Ist der Referenzpunkt von jeder Achse (X, Y, Z, Theta) gefunden, dann wird die Arbeitsposition angefahren. => Geht dann, denn die Anzahl der Schritte zwischen Home-Position und Arbeits-/Startposition ist bekannt bzw. wurde eingelernt.

      Also nochmal: Es muss eine Referenzposition gesucht werden. Sogar bei den hochpreisigen Waferprobern wurde das mit ordinären Endlagenschaltern realisiert. Die Wiederholgenauigkeit bei den jeweiligen Initialisierungsfahrten war übrigens < 2µm !


      kernkraftwerk schrieb:

      da auch anders lösbar.
      Was für andere Lösungen kennst Du?
      (Ausser mechanischen Endlagenschalter, optische Endlagenschalter und Encoder hätte ich jetzt keine Lösung parat, die man bei dem o.g. Lifter und Schrittmotorsteuerungen verwenden könnte. Die Möglichkeit wie bei den elektrischen Rollo-/Jalousieantrieben, nämlich die Kraftmessung über den aufgenommenen Strom, schließe ich bei Schrittmotoren mal aus, weil das zu ungenau wäre.)
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    • Ok, also geht's nur um das "einmalige" Initialisieren / Referenzfahrt nach dem Einschalten des Systems? Ich war davon ausgegangen dass es um den Betrieb geht: Spannen der Feder, Auslösen, erneut spannen. Dabei wäre dann der beliebige Nullpunkt bekannt und dem Schrittmotor könnte bspw. gesagt werden "dreh dich 270°" ohne das da ein Endlagenschalter sein müsste um den Motor zu stoppen. Ansonsten kann man mit beliebig vielen Endlagenschaltern und einem "normalen" Motor beliebig viele Positionen anfahren, dafür braucht man dann aber keinen Schrittmotor.

      Ja, ohne Stromzufuhr geht der Nullpunkt verloren, mechanische Einwirkungen könnten den Motor in beliebige Position drehen ohne das die Steuerung davon weis. Das Initialisieren wäre dann durch Fahrt gegen einen Endlagenschalter möglich. Eine andere Option wäre die Position der Welle mechanisch zu fixieren. Dadurch lässt sich die Nullage jedes Mal mit gewisser Tolleranz reproduzieren. Ggf könnte man die Referenz auch manuell anfahren.

      Bei der Anwendung hier würde die Feder ja gespannt, indem vll 5° vor der Auslöseposition der Motor stoppt. Beim Auslösen der Waffe fährt der Motor über die Auslöseposition. Entsprechend wäre da bei der gespannten Position eine kleine Ungenauigkeit nicht tragisch, somit ein exakte Referenz nicht zwingend notwendig.
    • Also ich meinte einen Ini als Endlagen- bzw Ausgangslagenschalter. Das ist einfach ein kleiner Magnetschalter, gibt es in Trilliarden Ausführungen. Es reicht ein kleines stück Stahlblech, also irgendwas das magnetisch ist damit der Magnet im ini das bemerkt. Meinetwegen an den Fliparm oder besser an den Exzenter geschraubt. Oder direkt einfach nur eine kleine Schraube.

      Oder Eine Lichtschranke. Ein Loch in den Exzenter oder Fliparm. Auf der einen Seite dann ne LED als Sender die halt dauerhaft leuchtet. Auf der anderen Seite den Empfänger. Wenn das Loch an der LED vorbeikommt leuchtet sie den Empfänger an. Wiegt so gut wie nix und ist einfach.

      Dann braucht man aber keinen Schrittmotor.
    • Kernkraftwerk schrieb:

      Eine andere Option wäre die Position der Welle mechanisch zu fixieren. Dadurch lässt sich die Nullage jedes Mal mit gewisser Tolleranz reproduzieren.
      Das wäre dann die erweiterte Lösung, die ich weiter oben schon mal angedeuted habe. Nach der Auslösung den Motor solange drehen lassen, bis der Endlagenschalter wieder ausgelöst hat. Also beim OT, kurz vor der Auslösung. Falls beim "Laden" der Feder was nicht klappt (weil z.B. ein anderer Bot zwischen Flipparm und eigenem Chassis eingeklemmt ist und das zügige Spannen hemmt) wird der Exzenter trotzdem korrekt beim OT gestoppt.
      Bei dieser Anwendung ist als nach jedem "Schuss" eine Initialisierungsfahrt möglich. Korrekt, dass man dazu keinen Schrittmotor braucht. ;) Wie schon mehrfach eroiert, ist ein Schrittmotor für diese Anwendung eher unbrauchbar.
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