Drehmoment Begrenzung mit Arduino

Hallo Zusammen,

kurz zu mir, mein Name ist Julian und ich bin 22 Jahre alt. Aktuell beschäftige ich mich zum ersten mal mit einem Arduino UNO.
Nun zu meiner Frage...

Ich versuche aktuell eine Anwendung zu erstellen bei der ich unterschiedliche Haltemomente benötige.

Zu beginn habe ich einen DC-Motor angesteuert mit dem Arduino UNO. Leider hat dieser bei Drehzahl 0 kein wirkliches Haltemoment.
Deshalb habe ich zum testen einen Servomotor angeschlossen und habe diesen angesteuert.
Das Haltemoment von diesem Motor wäre für meine Anwendung perfekt.
Ist es mit einem Servomotor und dem Arduino möglich das Haltemoment bei Drehzahl 0 variabel zu verändern?
Ich habe mir schon überlegt ob es irgendwie über eine Strombegrenzung möglich wäre.

Über eine Antwort oder irgendwelche Tipps würde ich mich sehr freuen.
Wenn jemand eine Idee hat mit was für einem Motor man das besser umsetzen könnte, darf er sich gerne melden.

Gruß Julian

Ein einfacher Bürstenmotor, evtl. mit Getriebe.
Und eine Drehmomentwaage.

Hallo,
beschreibe mal was Du eigentlich vorhast

Motore sind grundsätzlich zum drehen da
Bremsen zum halten

Heinz

Ich würde sagen wenn Du ein gewisses Drehmoment haben willst dann mußt Du das Drehmoment bzw Position messen und dementsprechend den Motor regeln.

Von welchen Werten reden wir hier ?

Grüße Uwe

Hallo Zusammen,

das Projekt ist ein wenig kompliziert zum Beschreiben. Ich versuche es trotzdem einmal.

Ich habe eine CNC Achse an einem IndraDrive von Bosch Rexroth. Aus dem Regler kann ich einen Drehmomentwert auslesen, den die Achse aktuell benötigt. Die Achse kann mit einem Handbediengerät verfahren werden. Auf diesem Handbediengerät ist ein Handrad mit 100 Inkrementen verbaut.

Falls es nun zu einem erhöhten Drehmoment der Achse kommen sollte, infolge einer mechanischen Blockade oder ähnlichem, soll auf das Handrad ein Gegenmoment wirken.

Dies soll dem Bediener signalisieren das irgendetwas an der Achse nicht stimmt. Wenn das benötigte Drehmoment einen maximal Wert überschreitet, soll das Gegenmoment maximal groß sein.

Das Gegenmoment auf das Handrad soll "Stufenlos" variieren können und proportional erhöht werden im Verhältnis zum benötigten Moment der Achse.

Der Motor soll auf der Unterseite des Handrads an die Welle befestigt werden und dann ein Gegenmoment aufbauen.

Zuerst dachte ich das man es mit einem Schritt oder Servo Motor versuchen könnte. Jedoch habe ich ein wenig recherchiert und festgestellt das dies mit solchen Motoren eher nicht umsetzbar ist.

Kann mir eventuell jemand weiterhelfen wie ich ein solches Projekt umsetzen könnte?

Gruß
Julian

Unterteile das Projekt in Schritte:
Auslesen des Drehmomentwertes aus dem Treiber.
Auslesen des Encoders der am Drehrad angebaut ist (paralell zur Steuerung)
Anbau eines Motors an die Welle des Handrades. Achtung der Motor muß ziemlich überdimensioniert sein da er keine Kühlung durchs Drehen erfährt.
Steuerung bauen die bei Drehen ein Gegendrehmoment aufbaut aber nicht das Handrad zurückdreht.

Das ist einiges an Arbeit.

Grüeß Uwe

Das es viel Arbeit werden wird ist mir mittlerweile auch aufgefallen...

Zu was für einem Motor würdest du tendieren? Einem Schrittmotor oder einem Servomotor?
Wofür brauche ich die Daten des Encoders vom Handrad? Theoretisch reicht es doch das Drehmoment auszuwerten und dementsprechend den Motor zu bestromen.

Für den Fall das ich einen Schrittmotor benutze:
Dadurch das ich unterschiedlich starke Gegenmomente benötige muss ich den Motorstrom unterschiedlich steuern. Hättest du eine Idee wie ich dies machen könnte?

Schrittmotore: Nein; die fühlen sich stufig an wenn Du sie bewegst.
Servomotor: Einen Modellbauservo? Da kannst Du nicht das Drehmoment bestimmen, nur die Position.
Encoderdaten: Du hast 2 Drehmomente auf dem Drehrad: das, mit dem DU es drehst und das was der Motor Dir entgegensetzen soll. Dabei darf der Motor das Drehrad nicht drehen. Wenn Du das Drehrad plötzlich losläßt darf der Motor das Drehrad nicht drehen. Die Regelung wird sicher sehr heikel werden.

Grüße Uwe

Dadurch das mein Handrad jedoch auch 100 Inkremente hat fühlt es sich auch stufig an.
360°/100=3,6°
Wenn ich doch einen Schrittmotor mit 1,8° pro Step nehme wären es halt 2 Steps am Schrittmotor wenn ich eine Raste am Handrad weiterdrehen?
Das Drehmoment welches von MIR auf das Handrad wirkt kann ich leider nicht auswerten.
Ich kann nur das benötigte Drehmoment der CNC Achse auswerten.
Hättest du eine Idee mit was für einem Motor man dies machen könnte?

Hallo,
ich habe das jetzt so verstanden mit dem Handrad wird eigentlich die Position der CNC Achse eingestellt ? Das soll auch weiter so bleiben. Wenn Nun das Drehmoment der CNC Achse grösser wird soll sich das Handrand schwerere drehen lassen. ?
Nun haben Motore den Nachteil das sie sich drehen wenn Spannung angelegt wird und Strom fließt. :wink:Wenn man für die aktuelle Position des Handrades eine Positionsregelung einbauen würde dann wurde das Gegenmoment immer grösser werden wenn man es von der Sollposition manuell wegdrehen will. Wenn man dann loslässt will es natürlich wieder zurück. Wenn man dann die aktuelle neue Position als Sollwert für den Regelkreis übernimmt, würde es da stehen bleiben. Damit ging das aber wieder von vorne los . Macht also keinen Sinn. Ich denke so wird das nix.

Anderer Ansatz , allerdings mit Bremse :wink: Der Drehmoment Istwert der CNC Achse wirkt direkt auf eine Bremse an der Achse des Handrades. Ist steuerungstechnisch recht einfach allerdings mechanisch sicher nicht so ganz.
Kleine Magnetbremse z.B PWM in der Bremskraft verstellbar , irgend sowas könnte ich mit vorstellen.
Heinz

Magnetbremse meinst Du Wirbelstrombremse? Funktioniert nicht die hat keine Kraft.

Ja die Regelung ist etwas schwierig. Das Gegenmoment das der Motor aubringen soll muß immer kleiner als das Moment zu betätigen sein.

Gegenfage an den TO. Gibt es sowas schon?

Grüße Uwe

Hallo,

bei Lenkrädern für Computerspiele gibts Force Feedback. Da ist ein Motor drin der eine Gegenkraft aufbaut die man spürt. Müßte man sich schlau machen wie das aufgebaut ist.

Hallo,
ne schon eine Reibbremse, aber wie schon gesagt ist ehr ein mechanisches Problem das in der mini Grösse zu bauen.
Wirbelstrom geht nicht dafür müsste das Daing sich schon richtig drehen und was induzieren wollen.

ja und das bei n=0, ich sehe das kritisch. Position regeln denke ich macht keinen Sinn aus obigen Gründen, alles andere führt dazu das der Motor sich dreht.
Heinz

Nachtrag : Hydraulische Kupplung :joy: ne Quatsch.

Hallo,
such mal nach magnetbremse modellbau eventuell findest Du da was
Heinz