Motorisierter Open-Source-XYZ-Mikromanipulator

[atzensepp]

Ein Feuerwerk von Ideen in diesem Video: https://www.youtube.com/watch?v=MgQbPdiuUTw

• Paralleler Manipulator für 3D-Positionierung (3R3T)

• Kugelgelenkstangen mit Gummiband-Fixierung

• Hochgenauer linearer magnetischer Positionsgeber

• Superfein-Stepping von Schrittmotoren

Die Idee mit den Kugelgelenken könnte man (vielleicht etwas grober ) für Fischertechnik anwenden.
Und das mit dem Positionsgeber wäre auch ein Versuch Wert

Auch faszinierend: https://www.youtube.com/watch?v=-mgqq0qdDRM

[juh]

Danke für den Hinweis, Florian. Das ist ein wirklich ziemlich beeindruckend und interessant, v.a. der Positionsgeber ist veradmmt clever.

vg
Jan

[atzensepp]

Das mit dem Positionsgeber musste ich gleich ausprobieren.

LMag.JPG (125.85 KiB) 506 mal betrachtet

Mit der Arduino-Library von Rob Tillart kann man die kumulative Position auslesen:
https://github.com/RobTillaart/AS5600
Damit bekomme ich 16200 Counts auf 30mm, was schon eine ziemlich gute Auflösung von 1.8um wäre. Die Messungen an den Endpositionen sind reproduzierbar.
Allerdings ist die Abhängigkeit nicht ganz linear. Hängt vermutlich vom Abstand der Magnete zum Sensor ab.

Grüße
Florian

[Harald]

"Ziemlich gut"? --- Also neee, 1,8 µm ist ja nun wirklich mal sowas von grobschlächtig 11!elf1!!!.

Willst du Atomkerne angucken, Röntgen-Lithographie betreiben oder mit nem Interferometer in irgendein Sternenbild schauen? Für meine ft-Bauerei wäre das mehr als genug.

Die Nichtlinearität könnte herrühren von:

• Streuung der Eigenschaften der Magnete (mechanische Abmessungen, Positionen/Abstände, Feldstärke). Die sind verchromt, vielleicht gibt es da ähnliche Differenzen wie wir sie von den ft-Stahlachsen her kennen.
• Phased-Array-Mathematik: Das Gesamtfeld ist das Produkt aus Einzelstrahler-Charakteristik (hier: Magnet) und Gruppen-Charakteristik (hier: ein Rechteck-Fenster). Letztere fällt nach außen hin ab. Mit zusätzlichen Magneten außen dran sollte das besser werden.

Gruß,
Harald

[atzensepp]

Für die Justage des Magnetsensors ein Aufbau mit einer oszillierenden Linearbewegung:

LMag2.JPG (112.81 KiB) 300 mal betrachtet

LMag3.JPG (96.1 KiB) 300 mal betrachtet

Die Kurve wurde so eingestellt, dass die "Treppen" weitgehend verschwunden sind:

lin_AS5600.png (215.04 KiB) 300 mal betrachtet

Auf jeden Fall sieht man, dass der Sensor nicht "wegläuft" und die Umkehrpositionen gut reproduziert werden.
Denke, damit kann man was machen.

Da die Bewegung nicht ganz gleichförmig ist, sind die Extrema nicht symmetrisch. (Oben ist es breiter, weil da die Umkehrung etwas länger braucht als unten)

[Cymbaline]

Hallo,

Sieht gut aus!

Wird diesen Fehler nicht behoben wenn du das Gleitlager auf der gleichen Höhe stellst als die Achse von der Drehscheibe?

Grüße,
Wilbert

[atzensepp]

Hallo Wilbert,

tatsächlich wird der Asymmetrie-Effekt deutlich geringer, wenn man Achse auf Höhe des Gleitlagers setzt.
Weitere Verbesserung: Metallachse am Antriebsrad und Metallachse für Kurbelzapfen.
Ganz habe ich es allerdings noch nicht wegbekommen. immerhin ist das Motorgeräusch jetzt gleichmäßig.

Grüße
Florian

EDIT: PS: Mit einem doppelten verwindungssteifen Lager und glatten Kunststoffachsen klappts dann auch noch etwas besser:

lin_AS5600_3.png (263.62 KiB) 38 mal betrachtet

[atzensepp]

Eine saubere Oszillationsbewegung hinzubekommen ist gar nicht so einfach.
Immer verkeilt sich etwas, die Drehscheibe eiert oder die Führungsachsen sind verbogen, was dann zu einem lokal erhöhten Gleitwiderstand führt.
Dieser Aufbau ist jetzt halbwegs brauchbar:

LMag4.JPG (108.9 KiB) 32 mal betrachtet

LMag5.JPG (102 KiB) 32 mal betrachtet

Um den Magnetsensor zu positionieren, beobachte ich am Arduino-Plotter das Signal und justiere den Sensor, bis ich im Sinus-Signal keine "Treppen" mehr sehe.

LMag6.JPG (1.13 MiB) 32 mal betrachtet

Im Prinzip funktioniert es also. Allerdings habe ich noch keine Idee, wie man die Positionierung in einem Modell hinbekommt.