Tegninger af en robotmanipulator til fræsning med dine egne hænder. Robotmanipulator mekanisk arm. Mekanisk montage

Blandt funktionerne i denne robot på Arduino-platformen kan man bemærke kompleksiteten af ​​dens design. Robotarmen består af mange håndtag, der tillader den at bevæge sig langs alle akser, gribe og flytte forskellige ting ved hjælp af kun 4 servomotorer. At have samlet med mine egne hænder sådan en robot, vil du helt sikkert være i stand til at overraske dine venner og kære med mulighederne og behagelig udsigt af denne enhed! Husk at du til programmering altid kan bruge vores grafiske miljø RobotON Studio!

Hvis du har spørgsmål eller kommentarer, er vi altid i kontakt! Opret og post dine resultater!

Ejendommeligheder:

For at samle en robotarm med dine egne hænder har du brug for en hel del komponenter. Hoveddelen er optaget af 3D-printede dele, der er omkring 18 af dem (det er ikke nødvendigt at udskrive diaset)

• 5 M4 20 mm bolte, 1 x 40 mm og matchende møtrikker med anti-vrid beskyttelse
• 6 M3 10 mm bolte, 1 x 20 mm og tilsvarende møtrikker
• Brødbræt med forbindelsesledninger eller skjold
• Arduino Nano
• 4 servomotorer SG 90

Efter montering af huset er det VIGTIGT at sikre, at det bevæger sig frit. Hvis Roboarms nøglekomponenter bevæger sig med besvær, kan servomotorerne muligvis ikke klare belastningen. Når du samler elektronik, skal du huske, at det er bedre at tilslutte kredsløbet til strøm efter grundig kontrol af forbindelserne. For at undgå skader på SG 90 servodrevene behøver du ikke at dreje selve motoren med hånden, medmindre det er nødvendigt. Hvis du skal udvikle SG 90, skal du jævnt bevæge motorakslen i forskellige retninger.

Egenskaber:

• Enkel programmering på grund af tilstedeværelsen af ​​et lille antal motorer og af samme type
• Tilstedeværelse af døde zoner for nogle servoer
• Bred anvendelighed af robotten i hverdagen
• Interessant ingeniørarbejde
• Behovet for at bruge en 3D-printer

Kommunal statsfinansieret organisation

supplerende uddannelse "Station unge teknikere»

by Kamensk Shakhtinsky

Kommunal scene regional konkurrence

"Unge designere af Don i det tredje årtusinde"

Afsnit "Robotik"

« Arduino manipulatorarm"

supplerende uddannelseslærer

MBU DO "SYUT"

Indledning 3

Forskning og analyse 4

Stadier af fremstillingsenheder og montering af manipulatoren 6

1. Materialer og værktøjer 6

   Mekaniske komponenter i manipulator 7

   Elektronisk påfyldning manipulator 9

Konklusion 11

Informationskilder 12

Bilag 13

Introduktion

En robotmanipulator er en tredimensionel maskine, der har tre dimensioner svarende til et levende væsens rum. I bred forstand kan en manipulator defineres som teknisk system, i stand til at erstatte en person eller hjælpe ham med at udføre forskellige opgaver.

I øjeblikket går udviklingen af ​​robotteknologi ikke fremad, men kører fremad. Alene i de første 10 år af det 21. århundrede blev mere end 1 million robotter opfundet og implementeret. Men det mest interessante er, at udviklingen på dette område ikke kun kan udføres af hold af store virksomheder, grupper af videnskabsmænd og professionelle ingeniører, men også af almindelige skolebørn rundt om i verden.

Der er udviklet flere komplekser til at studere robotteknologi i skolen. De mest berømte af dem er:

Robotis Bioloid;

LEGO Mindstorms;

• Arduino.

Arduino-konstruktører er af stor interesse for robotbyggere. Arduino boards er en radiokonstruktør, meget enkel, men funktionel nok til meget hurtig programmering i Viring-sproget (faktisk C++) og bringe tekniske ideer ud i livet.

Men som praksis viser, mere og mere praktisk betydning Det er værker af unge fagfolk fra den nye generation, der erhverves.

At undervise børn i programmering vil altid være relevant, da den hurtige udvikling af robotteknologi først og fremmest er forbundet med udviklingen informationsteknologier og kommunikationsmidler.

Målet med projektet er at skabe en pædagogisk radio-konstruktør baseret på en manipulatorarm, for at lære børn at programmere i Arduino-miljøet. spilform. At give mulighed for, at så mange børn som muligt kan stifte bekendtskab med designaktiviteter inden for robotteknologi.

Projektets mål:

udvikle og bygge en undervisningsarm - en manipulator med minimale omkostninger midler, der ikke er ringere end udenlandske analoger;

brug servoer som manipulatormekanismer;

styre manipulatormekanismerne ved hjælp af Arduino UNO R 3 radiosættet;

udvikle et program i Arduino programmeringsmiljøet til proportional kontrol af servoer.

For at nå det fastsatte mål og målene for vores projekt er det nødvendigt at studere typerne af eksisterende manipulatorer, teknisk litteratur om dette emne og Arduino hardware- og computerplatformen.

Forskning og analyse

Undersøgelse.

Industriel manipulator - designet til at udføre motor- og kontrolfunktioner i produktionsprocessen, dvs. automatisk enhed, bestående af en manipulator og en omprogrammerbar kontrolenhed, som genererer kontrolhandlinger, der indstiller de nødvendige bevægelser af manipulatorens udøvende organer. Det bruges til at flytte produktionsgenstande og udføre forskellige teknologiske operationer.

OM
den boomende konstruktør - manipulatoren er udstyret med en robotarm, der komprimerer og frigør. Med dens hjælp kan du spille skak ved at fjernstyre den. Du kan også bruge en robothånd til at dele visitkort ud. Bevægelser inkluderer: håndled 120°, albue 300°, grunddrejning 270°, grundbevægelse 180°. Legetøjet er meget godt og nyttigt, men dets omkostninger er omkring 17.200 rubler.

Takket være "uArm"-projektet kan alle sammensætte deres egen desktop mini-robot. "uArm" er en 4-akset manipulator, en miniatureversion af industrirobotten "ABB PalletPack IRB460". Manipulatoren er udstyret med en Atmel-mikroprocessor og et sæt servomotorer. Udgifter i alt nødvendige dele - 12959 rubler. UArm-projektet kræver i det mindste grundlæggende programmeringsfærdigheder og erfaring med at bygge Legos. Minirobotten kan programmeres til mange funktioner: fra leg til musikinstrument, før du indlæser et komplekst program. I øjeblikket udvikles applikationer til iOS og Android, som giver dig mulighed for at styre "uArm" fra en smartphone.

Manipulatorer "uArm"

De fleste eksisterende manipulatorer involverer placering af motorer direkte i leddene. Dette er enklere i designet, men det viser sig, at motorerne skal løfte ikke kun nyttelasten, men også andre motorer.

Analyse.

Vi tog udgangspunkt i den manipulator, der blev præsenteret på Kickstarters hjemmeside, som blev kaldt "uArm". Fordelen ved dette design er, at platformen til placering af griberen altid er placeret parallelt arbejdsflade. Tunge motorer er placeret ved basen, kræfter overføres gennem stænger. Som et resultat har manipulatoren tre servoer (tre frihedsgrader), som gør det muligt at flytte værktøjet 90 grader langs alle tre akser.

De besluttede at installere lejer i de bevægelige dele af manipulatoren. Dette design af manipulatoren har en masse fordele i forhold til mange modeller, der i øjeblikket er til salg: I alt bruger manipulatoren 11 lejer: 10 stykker til en 3 mm aksel og en til en 30 mm aksel.

Karakteristika for manipulatorarmen:

Højde: 300 mm.

Arbejdszone(med armen helt udstrakt): 140 mm til 300 mm rundt om bunden

Maksimal bæreevne ved armslængde: 200g

Strømforbrug, ikke mere: 1A

Nem at samle. Der blev lagt stor vægt på at sikre, at der var en sådan sekvens af montering af manipulatoren, hvor det ville være ekstremt praktisk at skrue alle delene. Dette var især svært for de kraftige servodrevenheder i basen.

Styring implementeres ved hjælp af variable modstande, proportional kontrol. Du kan designe en strømaftager-type kontrol, ligesom atomforskerne og helten i den store robot fra filmen "Avatar" den kan også styres med en mus, og ved hjælp af kodeeksempler kan du oprette dine egne bevægelsesalgoritmer.

Åbenhed i projektet. Enhver kan lave deres egne værktøjer (sugekop eller blyantklemme) og indlæse det program (skitse), der er nødvendigt for at fuldføre opgaven i controlleren.

Stadier af fremstilling af komponenter og samling af manipulatoren

Materialer og værktøjer

Til fremstilling af manipulatorarmen blev der brugt et kompositpanel med en tykkelse på 3 mm og 5 mm. Dette er et materiale, der består af to aluminiumsplader, 0,21 mm tykke, forbundet med et termoplastisk polymerlag, har god stivhed, er let og er let at behandle. Downloadede fotografier af manipulatoren på internettet blev behandlet computerprogram Inkscape (vektor) grafik editor). Tegningerne af manipulatorarmen blev tegnet i AutoCAD-programmet (et tredimensionelt computerstøttet design- og tegnesystem).

Færdige dele til manipulatoren.

Færdige dele af manipulatorbasen.

Mekanisk indhold af manipulatoren

MG-995 servoer blev brugt til bunden af ​​manipulatoren. Disse er digitale servoer med metalgear og kuglelejer, de giver en kraft på 4,8 kg/cm, præcis positionering og acceptabel hastighed. Et servodrev vejer 55,0 gram med dimensioner 40,7 x 19,7 x 42,9 mm, forsyningsspænding fra 4,8 til 7,2 volt.

MG-90S servoer blev brugt til at gribe og rotere hånden. Disse er også digitale servoer med metalgear og et kugleleje på udgangsakslen de giver en kraft på 1,8 kg/cm og præcis positionskontrol. Et servodrev vejer 13,4 gram med dimensionerne 22,8 x 12,2 x 28,5 mm, forsyningsspænding fra 4,8 til 6,0 volt.

Servodrev MG-995 Servodrev MG90S

Et leje, der måler 30x55x13, bruges til at lette rotation af armens base - en manipulator med en belastning.

Leje montering. Roterende enhedssamling.

Bunden af ​​armen - manipulatorsamling.

Dele til montering af griberen. Griber montage.

Elektronisk påfyldning af manipulatoren

Der er en åbent projekt, som hedder Arduino. Grundlaget for dette projekt er et grundlæggende hardwaremodul og et program, hvor du kan skrive kode til controlleren på et specialiseret sprog, og som giver dig mulighed for at tilslutte og programmere dette modul.

Til at arbejde med manipulatoren brugte vi et Arduino UNO R 3-kort og et kompatibelt udvidelseskort til at forbinde servoer. Den har en 5 volt stabilisator installeret til at drive servoerne, PLS-kontakter til tilslutning af servoer og et stik til tilslutning af variable modstande. Strømmen leveres fra 9V, 3A blokken.

Arduino controller board UNO R 3.

Skematisk diagram udvidelser til Arduino controller board UNO R 3 blev udviklet under hensyntagen til de tildelte opgaver.

Skematisk diagram af udvidelseskortet til controlleren.

Udvidelseskort til controlleren.

Vi forbinder Arduino UNO R 3-kortet ved hjælp af USB-kabel A-B til computeren, indstil de nødvendige indstillinger i programmeringsmiljøet, lav et program (skitse) til driften af ​​servoerne ved hjælp af Arduino-bibliotekerne. Vi kompilerer (tjek) skitsen, og indlæser den derefter i controlleren. MED detaljeret information om at arbejde i Arduino-miljøet kan findes på hjemmesiden http://edurobots.ru/category/uroki/ (Arduino for begyndere. Lektioner).

Programvindue med en skitse.

Konklusion

Denne model af manipulatoren er kendetegnet ved dens lave pris sammenlignet med det enkle "Duckrobot" byggesæt, som udfører 2 bevægelser og koster 1.102 rubler, eller Lego "Police Station" byggesættet, som koster 8.429 rubler. Vores konstruktør udfører 5 bevægelser og koster 2384 rubler.

	Komponenter og materiale	Antal
	Servodrev MG-995
	Servodrev MG90S
	Leje 30x55x13
	Leje 3x8x3
	M3x27 messing kvinde-hun stander
	M3x10 skrue med mål. under h/h
	Kompositplade størrelse 0,6m2
	Arduino UNO R 3 controller board
	Variable modstande 100 kom.

Lave omkostninger bidrog til udviklingen af ​​en teknisk konstruktør til en manipulatorarm, et eksempel på hvilket tydeligt demonstrerede princippet om driften af ​​manipulatoren og implementeringen af ​​tildelte opgaver på en legende måde.

Funktionsprincippet i Arduino-programmeringsmiljøet har bevist sig selv i test. Denne måde at styre og undervise i programmering på en legende måde er ikke kun mulig, men også effektiv.

Den indledende fil med en skitse, taget fra det officielle Arduino-websted og fejlrettet i programmeringsmiljøet, sikrer korrekte og pålidelig drift manipulator.

I fremtiden vil jeg opgive dyre servoer og bruge stepmotorer, så det vil bevæge sig ret præcist og jævnt.

Manipulatoren styres ved hjælp af en strømaftager via en Bluetooth-radiokanal.

Informationskilder

Gololobov N.V. Om Arduino-projektet for skolebørn. Moskva. 2011.

Kurt E. D. Introduktion til mikrocontrollere med oversættelse til russisk af T. Volkov. 2012.

Belov A.V. Selvinstruktionsmanual til enhedsudviklere på AVR-mikrocontrollere. Science and Technology, Skt. Petersborg, 2008.

http://www.customelectronics.ru/robo-ruka-sborka-mehaniki/ crawler-monteret manipulator.

http://robocraft.ru/blog/electronics/660.html manipulator via Bluetooth.

http://robocraft.ru/blog/mechanics/583.html link til artikel og video.

http://edurobots.ru/category/uroki/ Arduino for begyndere.

Ansøgning

Manipulator base tegning

Tegning af bom og manipulatorgreb.

Har baggrundsbelysning. I alt opererer robotten på 6 servomotorer. Akryl to millimeter tyk blev brugt til at skabe den mekaniske del. For at lave stativet blev basen taget fra en diskokugle, og den ene motor blev bygget direkte ind i den.

Robotten kører på et Arduino-bræt. En computerenhed bruges som strømkilde.

Materialer og værktøjer:
- 6 servomotorer;
- akryl 2 mm tykt (og et andet lille stykke 4 mm tykt);
- stativ (for at skabe en base);
- ultralydsafstandssensor type hc-sr04;
- Arduino Uno controller;
- Power controller (fremstillet uafhængigt);
- strømforsyning fra computeren;
- computer (nødvendig til programmering af Arduino);
- ledninger, værktøj mv.

Fremstillingsproces:

Trin et. Samling af den mekaniske del af robotten
Den mekaniske del er samlet meget enkelt. To stykker akryl skal forbindes med en servomotor. De to andre links er forbundet på samme måde. Hvad angår grebet, er det bedst at købe det online. Alle elementer er fastgjort med skruer.

Længden af ​​den første del er ca. 19 cm, og den anden er ca. 17,5 cm. Forleddet har en længde på 5,5 cm. Hvad angår de resterende elementer, vælges deres størrelser.

Rotationsvinklen i bunden af ​​den mekaniske arm skal være 180 grader, så der skal installeres en servomotor i bunden. I vores tilfælde skal den installeres i en diskokugle. Robotten er allerede installeret på servomotoren.

For at installere ultralydssensoren skal du bruge et stykke akryl 2 cm tykt.

For at installere grabberen skal du bruge flere skruer og en servomotor. Du skal tage vippen fra servomotoren og afkorte den, indtil den passer til griberen. Så kan du stramme de to små skruer. Efter installationen skal servomotoren drejes til den yderste venstre position, og gribekæberne skal lukkes.

Nu er servomotoren fastgjort til 4 bolte, det er vigtigt at sikre, at den er i yderste venstre position og læberne presses sammen.
Nu kan du tilslutte servoen til brættet og tjekke om griberen virker.

Trin to. Robot belysning
For at gøre robotten mere interessant kan du baggrundsbelyse den. Dette gøres ved hjælp af lysdioder i forskellige farver.

Trin tre. Tilslutning af den elektroniske del
Hovedcontrolleren til robotten er Arduino-kortet. En computerenhed bruges som strømkilde ved dens udgange skal du finde en spænding på 5 volt. Det skal være der, hvis du måler spændingen på de røde og sorte ledninger med et multimeter. Denne spænding er nødvendig for at drive servomotorerne og afstandssensoren. Blokkens gule og sorte ledninger producerer allerede 12 volt, de er nødvendige for at Arduinoen kan fungere.

Til servomotorer skal du lave fem stik. Vi forbinder 5V til de positive, og de negative til jord. Afstandssensoren tilsluttes på samme måde.

Der er også på tavlen led indikator ernæring. For at tilslutte den bruges en 100 Ohm modstand mellem +5V og jord.

Udgangene fra servomotorerne er forbundet til PWM-udgangene på Arduino. Sådanne stifter på brættet er angivet med "~"-symbolet. Hvad angår ultralydsafstandssensoren, kan den tilsluttes ben 6 og 7. LED'en er forbundet til jord og 13. ben.

Nu kan du begynde at programmere. Før du tilslutter via USB, skal du sikre dig, at strømmen er helt slukket. Ved test af programmet skal robottens strøm også være slukket. Hvis dette ikke gøres, modtager controlleren 5V fra USB og 12V fra strømforsyningen.

I diagrammet kan du se, at der er tilføjet potentiometre til at styre servomotorerne. De er ikke en nødvendig komponent i robotten, men uden dem vil den foreslåede kode ikke fungere. Potentiometre er forbundet til ben 0,1,2,3 og 4.

Der er en modstand R1 på diagrammet, den kan udskiftes med et 100 kOhm potentiometer. Dette giver dig mulighed for at justere lysstyrken manuelt. Hvad angår modstande R2, er deres nominelle værdi 118 ohm.

Her er en liste over de vigtigste komponenter, der blev brugt:
- 7 lysdioder;
- R2 - 118 Ohm modstand;
- R1 - 100 kOhm modstand;
- kontakt;
- fotomodstand;
- transistor bc547.

Trin fire. Programmering og første lancering af robotten
Til styring af robotten blev der brugt 5 potentiometre. Det er ganske muligt at erstatte et sådant kredsløb med et potentiometer og to joysticks. Hvordan man tilslutter et potentiometer blev vist i det foregående trin. Efter installation af skitsen kan robotten testes.

De første test af robotten viste, at de installerede servomotorer af typen futuba s3003 viste sig at være svage for robotten. De kan kun bruges til at dreje hånden eller til at gribe. I stedet installerede forfatteren mg995-motorer. Ideel mulighed der vil være motorer som mg946.

Hej Giktimes!

UArm-projektet fra uFactory rejste midler på Kickstarter for mere end to år siden. De sagde helt fra begyndelsen, at det ville være et åbent projekt, men umiddelbart efter virksomhedens afslutning havde de ikke travlt med at offentliggøre kildekoden. Jeg ville bare skære plexiglasset efter deres tegninger, og det var det, men da der ikke var nogen kildematerialer, og der ikke var tegn på det i en overskuelig fremtid, begyndte jeg at gentage designet fra fotografier.

Nu ser min robotarm sådan ud:

Jeg arbejdede langsomt på to år, og jeg nåede at lave fire versioner og fik en del erfaring. Du kan finde beskrivelsen, historikken for projektet og alle projektfiler under klippet.

Prøv og fejl

Da jeg begyndte at arbejde på tegningerne, ville jeg ikke bare gentage uArm, men at forbedre den. Det forekom mig, at under mine forhold var det ganske muligt at undvære lejer. Jeg kunne heller ikke lide det faktum, at elektronikken roterede sammen med hele manipulatoren, og jeg ønskede at forenkle designet af den nederste del af hængslet. Plus jeg begyndte at tegne ham lidt mindre med det samme.

Med disse inputparametre tegnede jeg den første version. Desværre har jeg ikke fotografier af den version af manipulatoren (som blev lavet i gul farve). Fejlene i det var simpelthen episke. For det første var det næsten umuligt at samle. Som regel var mekanikken, som jeg tegnede før manipulatoren, ret enkel, og jeg behøvede ikke at tænke på monteringsprocessen. Men alligevel samlede jeg den og forsøgte at starte den, og min hånd bevægede sig næsten ikke! Alle delene kredsede om skruerne, og hvis jeg strammede dem, så der var mindre slør, kunne hun ikke bevæge sig. Hvis jeg løsnede den, så den kunne bevæge sig, dukkede der en utrolig leg op. Som et resultat overlevede konceptet ikke engang tre dage. Og han begyndte at arbejde på den anden version af manipulatoren.

Rød var allerede ret egnet til arbejde. Den samledes normalt og kunne bevæge sig med smøring. Jeg var i stand til at teste softwaren på den, men alligevel gjorde manglen på lejer og store tab på forskellige tryk den meget svag.

Derefter opgav jeg arbejdet med projektet i nogen tid, men besluttede mig snart for at føre det ud i livet. Jeg besluttede at bruge mere kraftfulde og populære servoer, øge størrelsen og tilføje lejer. Desuden besluttede jeg, at jeg ikke ville forsøge at gøre alt perfekt på én gang. Jeg skitserede tegningerne på hurtige hænder, uden at tegne smukke forbindelser og bestilt skæring fra gennemsigtigt plexiglas. Ved at bruge den resulterende manipulator var jeg i stand til at fejlsøge montageprocessen, identificerede områder, der havde brug for yderligere styrkelse, og lært at bruge lejer.

Efter at jeg havde haft det meget sjovt med den gennemsigtige manipulator, begyndte jeg at tegne den endelige hvide version. Så nu er al mekanikken fuldstændig fejlrettet, de passer til mig, og jeg er klar til at sige, at jeg ikke vil ændre noget andet i dette design:

Det deprimerer mig, at jeg ikke kunne bringe noget grundlæggende nyt til uArm-projektet. Da jeg begyndte at tegne sidste version, har de allerede udrullet 3D-modeller på GrabCad. Som et resultat forenklede jeg bare kloen lidt, forberedte filerne i et praktisk format og brugte meget enkle og standardkomponenter.

Funktioner af manipulatoren

Før fremkomsten af ​​uArm så desktop-manipulatorer af denne klasse ret kedelige ud. De havde enten slet ingen elektronik eller havde en form for kontrol med modstande eller havde deres egen proprietære software. For det andet havde de normalt ikke et system med parallelle hængsler, og selve grebet ændrede sin position under drift. Hvis du samler alle fordelene ved min manipulator, får du en ret lang liste:

1. Et stangsystem, der gør det muligt at placere kraftige og tunge motorer i bunden af ​​manipulatoren, samt at holde griberen parallelt eller vinkelret på bunden
2. Et enkelt sæt komponenter, der er nemme at købe eller skære af plexiglas
3. Lejer i næsten alle komponenter i manipulatoren
4. Nem at samle. Dette viste sig at være en rigtig svær opgave. Det var især svært at gennemtænke processen med at samle basen
5. Gribepositionen kan ændres 90 grader
6. Open source og dokumentation. Alt er forberedt i tilgængelige formater. Jeg vil levere links til download af 3D-modeller, skærefiler, materialeliste, elektronik og software
7. Arduino kompatibel. Der er mange modstandere af Arduino, men jeg tror på, at dette er en mulighed for at udvide publikum. Professionelle kan nemt skrive deres software i C - dette er en almindelig controller fra Atmel!

Mekanik

For at samle skal du skære dele ud af 5 mm tykt plexiglas:

De opkrævede mig omkring $10 for at skære alle disse dele.

Basen er monteret på et stort leje:

Det var især svært at gennemtænke basen fra monteringsprocessens synspunkt, men jeg holdt øje med ingeniørerne fra uArm. Rockerne sidder på en stift med en diameter på 6 mm. Det skal bemærkes, at mit albuetræk holdes på en U-formet holder, mens uFactory’s holdes på en L-formet. Det er svært at forklare, hvad forskellen er, men jeg synes, jeg gjorde det bedre.

Grebet monteres separat. Den kan dreje rundt om sin akse. Selve kloen sidder direkte på motorakslen:

I slutningen af ​​artiklen vil jeg give et link til super detaljerede monteringsvejledninger i fotografier. Du kan trygt vride det hele sammen på et par timer, hvis du har alt, hvad du behøver ved hånden. Jeg udarbejdede også en 3D-model i gratis program SketchUp. Du kan downloade den, spille den og se, hvad og hvordan den blev samlet.

Elektronik

For at få din hånd til at virke, skal du blot tilslutte fem servoer til Arduino og forsyne dem med strøm fra god kilde. uArm bruger en slags motorer med feedback. Jeg installerede tre almindelige MG995-motorer og to små metalgearmotorer til at styre griberen.

Her er min fortælling tæt sammenflettet med tidligere projekter. For noget tid siden begyndte jeg at undervise i Arduino-programmering og forberedte endda mit eget Arduino-kompatible board til disse formål. Til gengæld fik jeg en dag mulighed for at lave brædder billigt (hvilket jeg også skrev om). Til sidst endte det hele med, at jeg brugte mit eget Arduino-kompatible board og et specialiseret skjold til at styre manipulatoren.

Dette skjold er faktisk meget simpelt. Den har fire variable modstande, to knapper, fem servostik og et strømstik. Dette er meget praktisk fra et fejlfindingssynspunkt. Du kan uploade en testskitse og optage en eller anden makro til kontrol eller sådan noget. Jeg vil også give et link til at downloade tavlefilen i slutningen af ​​artiklen, men den er forberedt til fremstilling med metalliserede huller, så den nytter ikke meget til hjemmeproduktion.

Programmering

Det mest interessante er at styre manipulatoren fra en computer. uArm har en praktisk applikation til at styre manipulatoren og en protokol til at arbejde med den. Computeren sender 11 bytes til COM-porten. Den første er altid 0xFF, den anden er 0xAA og nogle af de resterende er signaler til servoer. Dernæst normaliseres disse data og sendes til motorerne til behandling. Mine servoer er tilsluttet digitale ind-/udgange 9-12, men dette kan nemt ændres.

uArms terminalprogram giver dig mulighed for at ændre fem parametre, når du styrer musen. Når musen bevæger sig hen over overfladen, ændres positionen af ​​manipulatoren i XY-planet. Drejning af hjulet ændrer højden. LMB/RMB - komprimer/udkomprimer kloen. RMB + hjul - drej grebet. Det er faktisk meget praktisk. Hvis du ønsker det, kan du skrive enhver terminalsoftware, der kommunikerer med manipulatoren ved hjælp af den samme protokol.

Jeg vil ikke give skitser her - du kan downloade dem i slutningen af ​​artiklen.

Video af arbejdet

Og endelig videoen af ​​selve manipulatoren. Den viser, hvordan man styrer en mus, modstande og et forudindspillet program.

Links

Filer til skæring af plexiglas, 3D-modeller, købsliste, tavletegninger og software kan downloades sidst i min

En af de vigtigste drivkræfter automatisering moderne produktion er industrielle robotmanipulatorer. Deres udvikling og implementering gjorde det muligt for virksomheder at nå et nyt videnskabeligt og teknisk niveau for opgaveudførelse, omfordele ansvar mellem teknologi og mennesker og øge produktiviteten. Vi vil tale om typerne af robotassistenter, deres funktionalitet og priser i artiklen.

Assistent nr. 1 – robotmanipulator

Industri er grundlaget for de fleste økonomier i verden. Indkomsten for ikke kun individuel produktion, men også statsbudgettet afhænger af kvaliteten af ​​de tilbudte varer, mængder og priser.

I lyset af den aktive introduktion af automatiserede linjer og udbredt brug smart teknologi kravene til de leverede produkter er stigende. Det er i dag næsten umuligt at modstå konkurrence uden brug af automatiserede linjer eller industrielle robotmanipulatorer.

Hvordan fungerer en industrirobot?

Robotarmen ligner en enorm automatiseret "arm" styret af et elektrisk kontrolsystem. Der er ingen pneumatik eller hydraulik i designet af enhederne alt er bygget på elektromekanik. Dette har reduceret prisen på robotter og øget deres holdbarhed.

Industrirobotter kan være 4-aksede (anvendes til lægning og pakning) og 6-aksede (til andre typer arbejde). Derudover adskiller robotter sig afhængigt af graden af ​​frihed: fra 2 til 6. Jo højere den er, jo mere præcist genskaber manipulatoren bevægelsen menneskelig hånd: rotation, bevægelse, kompression/dekompression, vipning osv.
Funktionsprincippet for enheden afhænger af dens software og udstyr, og hvis hovedmålet i begyndelsen af ​​dets udvikling var befrielsen af ​​arbejdere fra tunge og farligt udseende arbejde, i dag er rækken af ​​udførte opgaver øget markant.

Brugen af ​​robotassistenter giver dig mulighed for at klare flere opgaver samtidigt:

• reduktion af arbejdsplads og frigivelse af specialister (deres erfaring og viden kan bruges på et andet område);
• stigning i produktionsmængder;
• forbedring af produktkvaliteten;
• Takket være processens kontinuitet forkortes produktionscyklussen.

I Japan, Kina, USA og Tyskland beskæftiger virksomheder et minimum af medarbejdere, hvis ansvar kun er at kontrollere driften af ​​manipulatorer og kvaliteten af ​​de fremstillede produkter. Det er værd at bemærke industrirobot-en manipulator er ikke kun en funktionel assistent inden for maskinteknik eller svejsning. Automatiserede enheder præsenteres i bredt udvalg og bruges i metallurgi, lys og Fødevareindustri. Afhængigt af virksomhedens behov kan du vælge en manipulator, der matcher funktionelle ansvar og budget.

Typer af industrielle robotmanipulatorer

I dag findes der omkring 30 typer robotarme: fra universelle modeller til højt specialiserede assistenter. Afhængigt af de udførte funktioner kan manipulatorernes mekanismer være forskellige: for eksempel kan det være svejsning, skæring, boring, bøjning, sortering, stabling og emballering af varer.

I modsætning til den eksisterende stereotype om de høje omkostninger ved robotteknologi, vil alle, selv en lille virksomhed, være i stand til at købe en sådan mekanisme. Små universelle robotmanipulatorer med en lille belastningskapacitet (op til 5 kg) fra ABB og FANUC vil koste fra 2 til 4 tusind dollars.
På trods af enhedernes kompakthed er de i stand til at øge arbejdshastigheden og kvaliteten af ​​produktbehandlingen. For hver robot vil der blive skrevet unik software, der præcist koordinerer enhedens drift.

Højt specialiserede modeller

Robotsvejsere har fundet vej største anvendelse i maskinteknik. På grund af det faktum, at enhederne er i stand til at svejse ikke kun lige dele, men også effektivt udføre svejsearbejde i en vinkel, i svært tilgængelige steder installere hele automatiserede linjer.

Transportørsystemet lanceres, hvor hver robot bestemt tidspunkt gør sin del af arbejdet, og så begynder linjen at bevæge sig til næste fase. At organisere et sådant system med mennesker er ret vanskeligt: ​​ingen af ​​arbejderne bør være fraværende selv et sekund, ellers hele fremstillingsproces, eller et ægteskab dukker op.

Svejsere
De mest almindelige muligheder er svejserobotter. Deres ydeevne og nøjagtighed er 8 gange højere end menneskers. Sådanne modeller kan udføre flere typer svejsning: bue eller plet (afhængigt af softwaren).

Kuka industrielle robotmanipulatorer betragtes som førende på dette område. Omkostninger fra 5 til 300 tusind dollars (afhængig af belastningskapacitet og funktioner).

Plukkere, flyttemænd og pakkerier
Tung og skadelig for menneskelige legeme arbejdskraft har ført til fremkomsten af ​​automatiserede assistenter i denne industri. Emballeringsrobotter forbereder varer til forsendelse i løbet af få minutter. Omkostningerne ved sådanne robotter er op til 4 tusind dollars.

Producenter ABB, KUKA og Epson tilbyder brugen af ​​enheder til at løfte tunge byrder, der vejer mere end 1 ton, og transportere dem fra lageret til læssestedet.

Producenter af industrielle robotmanipulatorer

Japan og Tyskland betragtes som de ubestridte ledere i denne branche. De står for mere end 50 % af al robotteknologi. Det er ikke let at konkurrere med giganter, men i SNG-landene, egne producenter og startups.

KNN Systems. Det ukrainske firma er partner til det tyske Kuka og udvikler projekter til robotisering af svejsning, fræsning, plasmaskæring og palletering. Takket være deres software kan en industrirobot omkonfigureres til den nye slags opgaver på kun én dag.

Rozum Robotics (Hviderusland). Virksomhedens specialister har udviklet den industrielle robotmanipulator PULSE, som udmærker sig ved sin lethed og brugervenlighed. Enheden er velegnet til at samle, pakke, lime og omarrangere dele. Prisen på robotten er omkring $500.

"ARKODIM-Pro" (Rusland). Engageret i produktionen af ​​lineære robotmanipulatorer (bevæger sig langs lineære akser), der bruges til plastsprøjtestøbning. Derudover kan ARKODIM-robotter arbejde som en del af et transportørsystem og udføre funktionerne som en svejser eller pakker.