Ein selbst konstruierter 6-Achs-Desktop-Roboterarm: 3D-gedruckt (PLA/PETG, BambuLab A1), NEMA-17-Schrittmotoren, alle Achsen über Zahnriemen, Standardteile von AliExpress. Später kommen eine Schiene als siebte Achse, Kamera-KI und ein automatischer Greiferwechsel dazu.

   
Achsen 6 (Knickarm mit Zentralhand) + Schiene als 7. Achse
Reichweite 450 mm (Schulter → Flansch)
Nutzlast 1 kg im ganzen Arbeitsraum
Wiederholgenauigkeit (Ziel) ≤ ±0,5 mm
Steuerung BTT Octopus + grblHAL, 7 synchrone Achsen, TMC2209, 24 V
Software Python auf dem PC (Kinematik, Bahnplanung, später Kamera/KI)

Aufbau und Antriebe

Stand: 14. Oktober 2026

Das Konzept steht und ist begutachtet. Als Erstes werden die vorhandenen Motoren vermessen, denn die Lastrechnung hängt von ihrem Moment ab. Dafür gibt es einen Motorprüfstand, der ganz ohne Kaufteile auskommt (Gutachten 8/10). Danach wird das Schultergelenk J2 als Prüfstand gebaut, weil dort das grösste Risiko liegt: Drei Riemenstufen (72:1) müssen 11,8 Nm übertragen, ohne zu viel Spiel und Nachgiebigkeit. Dessen CAD ist fertig und begutachtet (8/10).

Phase Inhalt Stand
0 Projektgerüst fertig
1 Detailkonzept, Kinematik, Lastrechnung fertig, Gutachten 8/10
2 Motorvermessung Motorprüfstand fertig, Gutachten 8/10 – drucken, messen
2 Prüfstand Schultergelenk J2 CAD fertig, Gutachten 8/10 – Teile bestellen, drucken, messen
2 Toleranztest und Standardteile (Endschalter-Halter, Kabelhalter, Not-Aus-Gehäuse) CAD fertig, STL exportiert – drucken, Passungen messen
2b Machbarkeitstest Steuerung (7 Achsen) offen
3–4 CAD und Bau Basis, Schulter, Oberarm offen
5 Hand, Flansch, Greifer offen
6–9 Verkleidung, Elektronik, Software, Dokumentation offen
10 Schiene (7. Achse) offen

Motorprüfstand

Ein gedruckter Halter für einen NEMA 17. Gemessen wird mit einer Wasserflasche an der Schnur und der Küchenwaage: Haltemoment am Waagebalken (100 mm), Moment bei Drehzahl mit einer Seiltrommel (Radius 20 und 10 mm) und Schrittverlust unter Last.

   
Motorprüfstand Aufstellung an der Tischkante
Halter, Motor und Waagebalken Aufstellung an der Tischkante, Test A

Bauanleitung (PDF) · Messungen · Stückliste

Prüfstand Schultergelenk J2

Der Prüfstand ist das spätere Schultergelenk in Originalgrösse. Er misst Umkehrspiel, Steifigkeit, Kriechen und Erwärmung des Antriebs, bevor der Arm konstruiert wird.

Riementrieb des Prüfstands, rechte Wange ausgeblendet

Vom Motor (rechts) geht es über einen GT2-Riemen auf die erste Zwischenwelle, von dort über einen HTD-3M-Riemen auf die zweite und über einen HTD-5M-Riemen auf die grosse 90er-Scheibe am Abtrieb. Die Stufen 1 und 3 liegen in derselben Ebene, deshalb ist das Gelenk nur 56 mm breit. Zwei Spannrollen drücken von aussen auf die Riemenrücken.

   
Prüfstand von schräg vorn Prüfstand offen
Zusammengebaut, mit Messuhrhalter Ohne rechte Wange
Ansicht von rechts Ansicht von oben
Von rechts: Zugangsbohrungen für die Schrauben Von oben: zwei Riemenebenen, Motor aussen

Für die Messung wird der Prüfstand auf ein Brett geschraubt und an der Tischkante festgezwungen. Am Hebel hängen bis zu 6,3 kg:

Befestigung auf dem Grundbrett

Mehr dazu: Beschreibung des Prüfstands mit Teileliste, Montagefolge und Messablauf.

Unterlagen

Gutachten. Jede Idee und jede Baugruppe wird von einem unabhängigen Gutachter mit 1–10 bewertet, höchstens drei Runden:

Dateien zum Nachbauen. Die Druckteile des Prüfstands liegen als STL unter cad/export/stl/J2_Pruefstand/, die Baugruppe als STEP unter cad/export/step/. Die Geometrie entsteht aus dem Skript cad/skripte/j2_pruefstand.py, das die Baugruppe in Fusion 360 aufbaut. Die Teile des Motorprüfstands liegen unter cad/export/stl/Motorpruefstand/, erzeugt von cad/skripte/motorpruefstand.py.