Verranno poi affrontate prima le questioni generali specifiche il risultato, i dettagli e infine il processo di assemblaggio stesso.
In generale e in generale
Creazione di questo dispositivo In generale, non dovrebbe causare alcuna difficoltà. Sarà necessario riflettere a fondo sulle possibilità che saranno piuttosto difficili da implementare da un punto di vista fisico, in modo che il braccio manipolatore svolga i compiti ad esso assegnati.
Caratteristiche tecniche del risultato
Verrà considerato un campione con parametri di lunghezza/altezza/larghezza rispettivamente di 228/380/160 millimetri. Il peso del prodotto finito sarà di circa 1 chilogrammo. Per il controllo viene utilizzato un telecomando cablato. Il tempo di assemblaggio stimato se hai esperienza è di circa 6-8 ore. Se non c'è, potrebbero volerci giorni, settimane e con connivenza anche mesi per assemblare il braccio manipolatore. In questi casi, dovresti farlo con le tue mani solo per il tuo interesse. Per spostare i componenti vengono utilizzati motori a commutatore. Con uno sforzo sufficiente, puoi realizzare un dispositivo che ruoterà di 360 gradi. Inoltre, per facilità di lavoro, oltre agli strumenti standard come saldatore e saldatore, è necessario fare scorta di:
- Pinza a becchi lunghi.
- Taglierine laterali.
- Cacciavite a stella.
- 4 batterie di tipo D.
Telecomando telecomando può essere implementato utilizzando pulsanti e un microcontrollore. Se desideri effettuare il controllo wireless remoto, avrai bisogno anche di un elemento di controllo dell'azione nella mano del manipolatore. Come aggiunte, saranno necessari solo dispositivi (condensatori, resistori, transistor) che consentiranno di stabilizzare il circuito e di trasmettere attraverso di esso la corrente dell'entità richiesta al momento giusto.
Piccole parti
Per regolare il numero di giri è possibile utilizzare ruote adattatrici. Renderanno fluido il movimento della mano del manipolatore.
È inoltre necessario assicurarsi che i fili non ne complichino il movimento. Sarebbe ottimale posarli all'interno della struttura. Puoi fare tutto dall'esterno; questo approccio farà risparmiare tempo, ma può potenzialmente portare a difficoltà nello spostamento dei singoli componenti o dell'intero dispositivo. E ora: come realizzare un manipolatore?
Assemblea in generale
Ora procediamo direttamente alla creazione del braccio manipolatore. Partiamo dalle fondamenta. È necessario assicurarsi che il dispositivo possa essere ruotato in tutte le direzioni. Buona decisione sarà posizionato su una piattaforma a disco, che viene messa in rotazione da un unico motore. Affinché possa ruotare in entrambe le direzioni, ci sono due opzioni:
- Installazione di due motori. Ognuno di loro avrà il compito di svoltare in una direzione specifica. Quando uno lavora, l'altro è a riposo.
- Installazione di un motore con un circuito che possa farlo girare in entrambe le direzioni.
Quale delle opzioni proposte scegliere dipende interamente da te. Successivamente, viene realizzata la struttura principale. Per un lavoro confortevole sono necessarie due “giunte”. Attaccato alla piattaforma deve potersi piegare lati diversi, che viene risolto con l'aiuto di motori situati alla sua base. Un altro o un paio dovrebbero essere posizionati sulla curva del gomito in modo che parte della presa possa essere spostata lungo le linee orizzontali e verticali del sistema di coordinate. Successivamente, se vuoi ottenere massime possibilità, puoi installare un altro motore al posto del polso. Il prossimo è il più necessario, senza il quale una mano manipolatrice è impossibile. Dovrai realizzare il dispositivo di acquisizione stesso con le tue mani. Ci sono molte opzioni di implementazione qui. Puoi dare un consiglio sui due più popolari:
- Vengono utilizzate solo due dita, che comprimono e aprono contemporaneamente l'oggetto da afferrare. È l'implementazione più semplice, che però di solito non può vantare una capacità di carico significativa.
- È in fase di realizzazione un prototipo mano umana. Qui è possibile utilizzare un motore per tutte le dita, con l'aiuto del quale verrà eseguita la piegatura/estensione. Ma il design può essere reso più complesso. Quindi, puoi collegare un motore a ciascun dito e controllarli separatamente.
Successivamente, resta da realizzare un telecomando, con l'aiuto del quale verranno influenzati i singoli motori e il ritmo del loro funzionamento. E puoi iniziare a sperimentare utilizzando un manipolatore robotico che hai realizzato tu stesso.
Possibili rappresentazioni schematiche del risultato
Fornisce ampie opportunità per invenzioni creative. Pertanto, presentiamo alla vostra attenzione diverse implementazioni che potete prendere come base per creare il vostro dispositivo per uno scopo simile.
Qualsiasi circuito manipolatore presentato può essere migliorato.
Conclusione
La cosa importante della robotica è che non c’è praticamente alcun limite al miglioramento funzionale. Pertanto, se lo desideri, creare una vera opera d'arte non sarà difficile. Parlare di modi possibili Un ulteriore miglioramento è la gru. Realizzare un dispositivo del genere con le tue mani non sarà difficile; allo stesso tempo insegnerà ai bambini il lavoro creativo, la scienza e il design. E questo, a sua volta, può avere un impatto positivo sulla loro vita futura. Sarà difficile realizzare una gru con le tue mani? Questo non è così problematico come potrebbe sembrare a prima vista. A meno che non valga la pena prendersi cura della presenza di piccole parti aggiuntive come un cavo e ruote su cui girerà.
Innanzitutto verranno discusse le questioni generali, poi le caratteristiche tecniche del risultato, i dettagli e infine il processo di assemblaggio stesso.
In generale e in generale
La creazione di questo dispositivo nel suo insieme non dovrebbe causare alcuna difficoltà. Sarà necessario considerare attentamente solo le possibilità di movimenti meccanici, che saranno piuttosto difficili da realizzare dal punto di vista fisico, affinché il braccio manipolatore svolga i compiti ad esso assegnati.
Caratteristiche tecniche del risultato
Verrà considerato un campione con parametri di lunghezza/altezza/larghezza rispettivamente di 228/380/160 millimetri. Il peso di un manipolatore fatto a mano con le tue mani sarà di circa 1 chilogrammo. Per il controllo viene utilizzato un telecomando cablato. Il tempo di assemblaggio stimato se hai esperienza è di circa 6-8 ore. Se non c'è, potrebbero volerci giorni, settimane e con connivenza anche mesi per assemblare il braccio manipolatore. In questi casi, dovresti farlo con le tue mani solo per il tuo interesse. Per spostare i componenti vengono utilizzati motori a commutatore. Con uno sforzo sufficiente, puoi realizzare un dispositivo che ruoterà di 360 gradi. Inoltre, per facilità di lavoro, oltre agli strumenti standard come saldatore e saldatore, è necessario fare scorta di:
- Pinza a becchi lunghi.
- Taglierine laterali.
- Cacciavite a stella.
- 4 batterie di tipo D.
Il controllo remoto può essere implementato utilizzando pulsanti e un microcontrollore. Se desideri effettuare il controllo wireless remoto, avrai bisogno anche di un elemento di controllo dell'azione nella mano del manipolatore. Come aggiunte, saranno necessari solo dispositivi (condensatori, resistori, transistor) che consentiranno di stabilizzare il circuito e di trasmettere attraverso di esso la corrente dell'entità richiesta al momento giusto.
Piccole parti
Per regolare il numero di giri è possibile utilizzare ruote adattatrici. Renderanno fluido il movimento della mano del manipolatore.
È inoltre necessario assicurarsi che i fili non ne complichino il movimento. Sarebbe ottimale posarli all'interno della struttura. Puoi fare tutto dall'esterno; questo approccio farà risparmiare tempo, ma può potenzialmente portare a difficoltà nello spostamento dei singoli componenti o dell'intero dispositivo. E ora: come realizzare un manipolatore?
Assemblea in generale
Ora procediamo direttamente alla creazione del braccio manipolatore. Partiamo dalle fondamenta. È necessario assicurarsi che il dispositivo possa essere ruotato in tutte le direzioni. Una buona soluzione sarebbe posizionarlo su una piattaforma a disco, azionata da un unico motore. Affinché possa ruotare in entrambe le direzioni, ci sono due opzioni:
- Installazione di due motori. Ognuno di loro avrà il compito di svoltare in una direzione specifica. Quando uno lavora, l'altro è a riposo.
- Installazione di un motore con un circuito che possa farlo girare in entrambe le direzioni.
Quale delle opzioni proposte scegliere dipende interamente da te. Successivamente, viene realizzata la struttura principale. Per un lavoro confortevole sono necessarie due “giunte”. Fissato alla piattaforma, deve potersi inclinare in diverse direzioni, cosa che si ottiene con l'aiuto di motori situati alla sua base. Un altro o un paio dovrebbero essere posizionati sulla curva del gomito in modo che parte della presa possa essere spostata lungo le linee orizzontali e verticali del sistema di coordinate. Inoltre, se desideri ottenere le massime prestazioni, puoi installare un altro motore al polso. Il prossimo è il più necessario, senza il quale una mano manipolatrice è impossibile. Dovrai realizzare il dispositivo di acquisizione stesso con le tue mani. Ci sono molte opzioni di implementazione qui. Puoi dare un consiglio sui due più popolari:
- Vengono utilizzate solo due dita, che comprimono e aprono contemporaneamente l'oggetto da afferrare. È l'implementazione più semplice, che però di solito non può vantare una capacità di carico significativa.
- Viene creato un prototipo di mano umana. Qui è possibile utilizzare un motore per tutte le dita, con l'aiuto del quale verrà eseguita la piegatura/estensione. Ma il design può essere reso più complesso. Quindi, puoi collegare un motore a ciascun dito e controllarli separatamente.
Successivamente, resta da realizzare un telecomando, con l'aiuto del quale verranno influenzati i singoli motori e il ritmo del loro funzionamento. E puoi iniziare a sperimentare utilizzando un manipolatore robotico che hai realizzato tu stesso.
Possibili rappresentazioni schematiche del risultato
Una mano manipolatrice fai-da-te offre ampie opportunità di creatività. Pertanto, presentiamo alla vostra attenzione diverse implementazioni che potete prendere come base per creare il vostro dispositivo per uno scopo simile.
Qualsiasi circuito manipolatore presentato può essere migliorato.
Conclusione
La cosa importante della robotica è che non c’è praticamente alcun limite al miglioramento funzionale. Pertanto, se lo desideri, creare una vera opera d'arte non sarà difficile. Parlando delle possibili modalità di ulteriore miglioramento, vale la pena menzionare la gru. Realizzare un dispositivo del genere con le tue mani non sarà difficile; allo stesso tempo insegnerà ai bambini il lavoro creativo, la scienza e il design. E questo, a sua volta, può avere un impatto positivo sulla loro vita futura. Sarà difficile realizzare una gru con le tue mani? Questo non è così problematico come potrebbe sembrare a prima vista. A meno che non valga la pena prendersi cura della presenza di piccole parti aggiuntive come un cavo e ruote su cui girerà.
Uno dei principali forze motrici automazione produzione moderna sono manipolatori robotici industriali. Il loro sviluppo e implementazione ha consentito alle imprese di raggiungere un nuovo livello scientifico e tecnico di esecuzione dei compiti, ridistribuire le responsabilità tra tecnologia e persone e aumentare la produttività. Parleremo dei tipi di assistenti robotici, delle loro funzionalità e dei prezzi nell'articolo.
Assistente n. 1 – manipolatore robotico
L’industria è il fondamento della maggior parte delle economie del mondo. Il reddito non solo della produzione individuale, ma anche del bilancio statale dipende dalla qualità dei beni offerti, dai volumi e dai prezzi.
Alla luce dell'introduzione attiva di linee automatizzate e della loro diffusione tecnologia intelligente i requisiti per i prodotti forniti sono in aumento. Oggi è quasi impossibile resistere alla concorrenza senza l’utilizzo di linee automatizzate o manipolatori robotici industriali.
Come funziona un robot industriale?
Il braccio robotico si presenta come un enorme “braccio” automatizzato controllato da un sistema di controllo elettrico. Non ci sono elementi pneumatici o idraulici nella progettazione dei dispositivi; tutto è basato sull'elettromeccanica. Ciò ha ridotto il costo dei robot e ne ha aumentato la durata.
I robot industriali possono essere a 4 assi (utilizzati per la posa e l'imballaggio) e a 6 assi (per altre tipologie di lavoro). Inoltre, i robot si differenziano a seconda del grado di libertà: da 2 a 6. Più è alto, più accuratamente il manipolatore ricrea il movimento di una mano umana: rotazione, movimento, compressione/rilascio, inclinazione, ecc.
Il principio di funzionamento del dispositivo dipende da esso Software e attrezzature, e se all'inizio del suo sviluppo l'obiettivo principale era la liberazione dei lavoratori da pesanti e dall'aspetto pericoloso lavoro, oggi la gamma di compiti svolti è aumentata in modo significativo.
L'uso di assistenti robotici consente di affrontare più compiti contemporaneamente:
- riduzione dello spazio di lavoro e rilascio di specialisti (la loro esperienza e conoscenza possono essere utilizzate in un altro settore);
- aumento dei volumi di produzione;
- migliorare la qualità del prodotto;
- Grazie alla continuità del processo il ciclo produttivo si accorcia.
In Giappone, Cina, Stati Uniti e Germania, le imprese impiegano un minimo di dipendenti, la cui responsabilità è solo quella di controllare il funzionamento dei manipolatori e la qualità dei prodotti fabbricati. Vale la pena notare che manipolatore robot industriale non è solo un assistente funzionale nell'ingegneria meccanica o nella saldatura. I dispositivi automatizzati sono presentati in vasta gamma e sono utilizzati nella metallurgia, nella luce e Industria alimentare. A seconda delle esigenze dell'azienda, è possibile selezionare un manipolatore adatto responsabilità funzionali e bilancio.
Tipologie di manipolatori robotici industriali
Oggi esistono circa 30 tipi di bracci robotici: da modelli universali ad assistenti altamente specializzati. A seconda delle funzioni svolte, i meccanismi dei manipolatori possono differire: ad esempio, si può saldare, tagliare, forare, piegare, smistare, impilare e imballare le merci.
Contrariamente allo stereotipo esistente sull'alto costo della tecnologia robotica, tutti, anche una piccola impresa, potranno acquistare un tale meccanismo. I piccoli manipolatori robotici universali con una piccola capacità di carico (fino a 5 kg) di ABB e FANUC costeranno da 2 a 4 mila dollari.
Nonostante la compattezza dei dispositivi, sono in grado di aumentare la velocità del lavoro e la qualità della lavorazione del prodotto. Per ciascun robot verrà scritto un software unico che coordina con precisione il funzionamento dell'unità.
Modelli altamente specializzati
I saldatori robot hanno trovato il loro massima applicazione nell'ingegneria meccanica. Dato che i dispositivi sono in grado di saldare non solo parti diritte, ma anche di eseguire efficacemente lavori di saldatura ad angolo, in luoghi difficili da raggiungere installare intere linee automatizzate.
Viene lanciato il sistema di trasporto, dove ogni robot certo tempo fa la sua parte di lavoro, quindi la linea inizia a passare alla fase successiva. Organizzare un sistema del genere con le persone è piuttosto difficile: nessuno dei lavoratori dovrebbe assentarsi nemmeno per un secondo, altrimenti l'intero processo produttivo andrà storto o appariranno dei difetti.
Saldatori
Le opzioni più comuni sono i robot di saldatura. Le loro prestazioni e precisione sono 8 volte superiori a quelle umane. Tali modelli possono eseguire diversi tipi di saldatura: ad arco o a punti (a seconda del software).
I manipolatori robotici industriali Kuka sono considerati leader in questo campo. Costo da 5 a 300mila dollari (a seconda della capacità di carico e delle funzioni).
Raccoglitori, traslocatori e imballatori
Pesante e dannoso per corpo umano la manodopera ha portato alla nascita di assistenti automatizzati in questo settore. I robot di imballaggio preparano la merce per la spedizione in pochi minuti. Il costo di tali robot arriva fino a 4mila dollari.
I produttori ABB, KUKA ed Epson offrono l'uso di dispositivi per sollevare carichi pesanti di peso superiore a 1 tonnellata e trasportarli dal magazzino al punto di carico.
Produttori di manipolatori robot industriali
Giappone e Germania sono considerati i leader indiscussi in questo settore. Rappresentano oltre il 50% di tutta la tecnologia robotica. Non è facile competere con i giganti, tuttavia, nei paesi della CSI, propri produttori e startup.
Sistemi KNN. L'azienda ucraina è partner della tedesca Kuka e sta sviluppando progetti di robotizzazione di operazioni di saldatura, fresatura, taglio al plasma e pallettizzazione. Grazie al loro software è possibile riconfigurare un robot industriale il nuovo tipo compiti in un solo giorno.
Rozum Robotics (Bielorussia). Gli specialisti dell'azienda hanno sviluppato il manipolatore robotico industriale PULSE, che si distingue per la sua leggerezza e facilità d'uso. Il dispositivo è adatto per assemblare, imballare, incollare e riorganizzare parti. Il prezzo del robot è di circa 500 dollari.
"ARKODIM-Pro" (Russia). Impegnata nella produzione di manipolatori robotici lineari (che si muovono lungo assi lineari) utilizzati per lo stampaggio a iniezione di materie plastiche. Inoltre, i robot ARKODIM possono funzionare come parte di un sistema di trasporto ed eseguire le funzioni di un saldatore o di un imballatore.
Ciao!
Stiamo parlando della linea di manipolatori robotici collaborativi di Universal Robots.
L'azienda Universal Robots, originaria della Danimarca, produce manipolatori robotici collaborativi per l'automazione ciclica processi di produzione. In questo articolo presentiamo le loro principali caratteristiche tecniche e consideriamo gli ambiti di applicazione.
Cos'è questo?
I prodotti dell'azienda sono rappresentati da una linea di tre dispositivi di movimentazione industriale leggeri con catena cinematica aperta:
UR3, UR5, UR10.
Tutti i modelli hanno 6 gradi di mobilità: 3 portatili e 3 orientanti. I dispositivi della Universal Robots producono solo movimenti angolari.
I manipolatori robotici sono divisi in classi, a seconda del carico utile massimo consentito. Altre differenze sono: raggio area di lavoro, peso e diametro della base.
Tutti i manipolatori UR sono dotati di sensori di posizione assoluta ad alta precisione, che ne semplificano l'integrazione dispositivi esterni e attrezzature. Grazie a design compatto I manipolatori UR non occupano molto spazio e possono essere installati in sezioni di lavoro o linee di produzione dove i robot convenzionali non possono adattarsi. Caratteristiche:
Perché sono interessanti?Facilità di programmazione
La tecnologia di programmazione appositamente sviluppata e brevettata consente agli operatori non esperti di configurare e controllare rapidamente i bracci robotici UR utilizzando l'intuitiva tecnologia di visualizzazione 3D. La programmazione avviene attraverso una serie di semplici movimenti del corpo di lavoro del manipolatore nelle posizioni richieste, oppure premendo le frecce in un apposito programma sul tablet.UR3: UR5: UR10: Configurazione rapida
L'operatore di avvio iniziale avrà bisogno di meno di un'ora per disimballare, installare e programmare la prima semplice operazione. UR3: UR5: UR10: Collaborazione e sicurezza
I manipolatori UR possono sostituire gli operatori che svolgono attività di routine in ambienti pericolosi e contaminati. Il sistema di controllo tiene conto degli influssi di disturbo esterni esercitati sul manipolatore del robot durante il funzionamento. Grazie a ciò i sistemi di movimentazione UR possono essere utilizzati senza recinzioni protettive, accanto ai posti di lavoro del personale. I sistemi di sicurezza dei robot sono approvati e certificati dal TÜV, l'Ispettorato tecnico tedesco.
UR3: UR5: UR10: Varietà di corpi di lavoro
Alla fine dei manipolatori industriali UR è previsto un supporto standardizzato per l'installazione di parti operative speciali. Ulteriori moduli di sensori forza-coppia o telecamere possono essere installati tra il corpo di lavoro e il collegamento finale del manipolatore. Possibili applicazioni
Con i manipolatori robotici industriali UR si apre la possibilità di automatizzare quasi tutti i processi ciclici di routine. I dispositivi Universal Robots si sono affermati in vari campi di applicazione.
Traduzione
L'installazione di manipolatori UR nelle aree di trasferimento e imballaggio aumenta la precisione e riduce il restringimento. La maggior parte delle operazioni di trasferimento possono essere eseguite senza supervisione. Lucidatura, tamponamento, molatura
Il sistema di sensori integrato consente di controllare la precisione e l'uniformità della forza applicata su superfici curve e irregolari.
Stampaggio a iniezione
L'elevata precisione dei movimenti ripetitivi consente di utilizzare i robot UR per attività di lavorazione dei polimeri e stampaggio a iniezione.
Manutenzione macchine CNC
La classe di protezione della scocca prevede la possibilità di installare sistemi di movimentazione per la collaborazione con macchine CNC. Imballaggio e impilamento
Le tecnologie di automazione tradizionali sono ingombranti e costose. Facilmente personalizzabili, i robot UR sono in grado di operare con o senza scudi protettivi attorno ai dipendenti 24 ore al giorno, offrendo elevata precisione e produttività. Controllo di qualità
Per le misurazioni tridimensionali è adatto un manipolatore robotico con videocamere, che costituisce un'ulteriore garanzia della qualità dei prodotti. Assemblea
Un semplice dispositivo di aggancio consente di dotare i robot UR di idonei meccanismi ausiliari necessari all'assemblaggio di parti in legno, plastica, metallo e altri materiali. Trucco
Il sistema di controllo consente di controllare la coppia sviluppata per evitare un serraggio eccessivo e garantire la tensione richiesta. Incollaggio e saldatura
L'elevata precisione del posizionamento dell'elemento di lavoro consente di ridurre la quantità di scarti durante l'esecuzione di operazioni di incollaggio o di applicazione di sostanze.
I bracci robotici industriali di UR possono funzionare Vari tipi saldatura: arco, punto, ultrasuoni e plasma. Totale:
I manipolatori industriali di Universal Robots sono compatti, leggeri e facili da apprendere e utilizzare. I robot UR sono una soluzione flessibile per un'ampia gamma di compiti. I manipolatori possono essere programmati per qualsiasi azione inerente ai movimenti di una mano umana e movimenti rotazionali fanno molto meglio. I manipolatori non sono soggetti alla fatica o alla paura di farsi male; non hanno bisogno di pause o fine settimana.
Le soluzioni di Universal Robots consentono di automatizzare qualsiasi processo di routine, aumentando la velocità e la qualità della produzione.
Discuti sull'automazione dei processi di produzione utilizzando i manipolatori Universal Robots con rivenditore ufficiale -
Ciao Giktimes!
Il progetto uArm di uFactory ha raccolto fondi su Kickstarter più di due anni fa. Hanno detto fin dall'inizio che lo sarebbe stato progetto aperto, ma subito dopo la fine della campagna non avevano fretta di pubblicare il codice sorgente. Volevo solo tagliare il plexiglass secondo i loro disegni e basta, ma poiché non c'erano materiali di partenza e non ce n'era traccia nel prossimo futuro, ho iniziato a ripetere il disegno dalle fotografie.
Ora il mio braccio robotico assomiglia a questo:
Lavorando lentamente in due anni, sono riuscito a realizzare quattro versioni e ho acquisito parecchia esperienza. Puoi trovare la descrizione, la cronologia del progetto e tutti i file di progetto sotto il taglio.
Prove ed errori
Quando ho iniziato a lavorare sui disegni, volevo non solo ripetere uArm, ma migliorarlo. Mi sembrava che nelle mie condizioni fosse del tutto possibile fare a meno dei cuscinetti. Inoltre non mi piaceva il fatto che l’elettronica ruotasse insieme all’intero manipolatore e volevo semplificare il disegno della parte inferiore della cerniera. Inoltre ho iniziato subito a disegnarlo un po' più piccolo.Con questi parametri di input ho disegnato la prima versione. Sfortunatamente non ho fotografie di quella versione del manipolatore (che è stata realizzata in colore giallo). Gli errori in esso contenuti erano semplicemente epici. In primo luogo, era quasi impossibile da montare. Di norma, i meccanismi che ho disegnato davanti al manipolatore erano piuttosto semplici e non dovevo pensare al processo di assemblaggio. Tuttavia, l'ho assemblato e ho provato ad avviarlo, e la mia mano si è mossa a malapena! Tutte le parti ruotavano attorno alle viti e se le stringevo in modo che ci fosse meno gioco, lei non poteva muoversi. Se lo allentavo in modo che potesse muoversi, appariva un gioco incredibile. Di conseguenza, il concetto non è sopravvissuto nemmeno tre giorni. E ha iniziato a lavorare sulla seconda versione del manipolatore.
Il rosso era già abbastanza adatto al lavoro. Si è assemblato normalmente e potrebbe muoversi con lubrificazione. Ho potuto testare il software, ma la mancanza di cuscinetti e le grandi perdite su diverse spinte lo hanno reso molto debole.
Poi ho abbandonato per qualche tempo il lavoro sul progetto, ma presto ho deciso di portarlo a compimento. Ho deciso di utilizzare servi più potenti e popolari, aumentare le dimensioni e aggiungere cuscinetti. Inoltre, ho deciso che non avrei provato a fare tutto perfettamente in una volta. Ho abbozzato i disegni mani veloci, senza disegnare bellissimi collegamenti e ritagliare ordinatamente dal plexiglass trasparente. Utilizzando il manipolatore risultante, ho potuto eseguire il debug del processo di assemblaggio, identificare le aree che necessitavano di ulteriore rafforzamento e imparare a utilizzare i cuscinetti.
Dopo essermi divertito molto con il manipolatore trasparente, ho iniziato a disegnare la versione finale in bianco. Quindi, ora tutti i meccanismi sono completamente sottoposti a debug, mi vanno bene e sono pronto a dire che non voglio cambiare nient'altro in questo design:
Mi deprime il fatto di non poter apportare nulla di fondamentalmente nuovo al progetto uArm. Quando ho iniziato a disegnare versione finale, hanno già implementato modelli 3D su GrabCad. Di conseguenza, ho semplicemente semplificato un po' l'artiglio, preparato i file in un formato conveniente e utilizzato componenti molto semplici e standard.
Caratteristiche del manipolatore
Prima che apparisse uArm, manipolatori da tavolo di questa classe sembrava piuttosto triste. O non avevano alcuna elettronica, o avevano qualche tipo di controllo con resistori, o avevano il proprio software proprietario. In secondo luogo, di solito non avevano un sistema di cerniere parallele e l'impugnatura stessa cambiava posizione durante il funzionamento. Se raccogli tutti i vantaggi del mio manipolatore, otterrai un elenco abbastanza lungo:- Un sistema di aste che permette di posizionare motori potenti e pesanti alla base del manipolatore, nonché di mantenere la pinza parallela o perpendicolare alla base
- Un semplice insieme di componenti facili da acquistare o tagliare dal plexiglass
- Cuscinetti in quasi tutti i componenti del manipolatore
- Facile da montare. Questo si è rivelato un compito davvero difficile. È stato particolarmente difficile pensare al processo di assemblaggio della base
- La posizione dell'impugnatura può essere modificata di 90 gradi
- Open source e documentazione. Tutto è preparato in formati accessibili. Fornirò collegamenti per il download di modelli 3D, file di taglio, elenco di materiali, elettronica e software
- Compatibile con Arduino. Ci sono molti detrattori di Arduino, ma credo che questa sia un'opportunità per ampliare il pubblico. I professionisti possono facilmente scrivere il loro software in C: questo è un normale controller di Atmel!
Meccanica
Per assemblare, è necessario ritagliare le parti dal plexiglass spesso 5 mm:
Mi hanno fatto pagare circa 10 dollari per tagliare tutte queste parti.
La base è montata su un cuscinetto di grandi dimensioni:
È stato particolarmente difficile pensare alla base dal punto di vista del processo di assemblaggio, ma ho tenuto d'occhio gli ingegneri di uArm. I bilancieri poggiano su un perno con un diametro di 6 mm. Va notato che la mia asta a gomito è tenuta su un supporto a forma di U, mentre quella di uFactory è su uno a forma di L. È difficile spiegare quale sia la differenza, ma penso di aver fatto meglio.
L'impugnatura è assemblata separatamente. Può ruotare attorno al proprio asse. L'artiglio stesso si trova direttamente sull'albero motore:
Alla fine dell'articolo fornirò un collegamento alle istruzioni di montaggio super dettagliate nelle fotografie. Puoi mettere insieme il tutto con sicurezza in un paio d'ore se hai tutto ciò di cui hai bisogno a portata di mano. Ho anche preparato un modello 3D in programma gratuito SketchUp. Puoi scaricarlo, riprodurlo e vedere cosa e come è stato assemblato.
Elettronica
Per far funzionare la tua mano, devi solo collegare cinque servi ad Arduino e fornire loro energia buona fonte. uArm utilizza una sorta di motori con feedback. Ho installato tre normali motori MG995 e due piccoli motoriduttori in metallo per controllare la pinza.Qui la mia narrazione è strettamente intrecciata con i progetti precedenti. Qualche tempo fa ho iniziato a insegnare la programmazione di Arduino e ho persino preparato la mia scheda compatibile con Arduino per questi scopi. D'altra parte, un giorno ho avuto l'opportunità di realizzare tavole a buon mercato (di cui ho anche scritto). Alla fine, ho utilizzato la mia scheda compatibile con Arduino e uno scudo specializzato per controllare il manipolatore.
Questo scudo è in realtà molto semplice. Ha quattro resistori variabili, due pulsanti, cinque connettori servo e un connettore di alimentazione. Questo è molto conveniente dal punto di vista del debug. Puoi caricare uno schizzo di prova e registrare alcune macro per il controllo o qualcosa del genere. Darò anche un link per scaricare il file della scheda alla fine dell'articolo, ma è predisposta per la produzione con fori metallizzati, quindi è di scarsa utilità per la produzione casalinga.
Programmazione
La cosa più interessante è controllare il manipolatore da un computer. uArm ha una comoda applicazione per controllare il manipolatore e un protocollo per lavorarci. Il computer invia 11 byte alla porta COM. Il primo è sempre 0xFF, il secondo è 0xAA e alcuni dei restanti sono segnali per i servi. Successivamente, questi dati vengono normalizzati e inviati ai motori per l'elaborazione. I miei servi sono collegati agli ingressi/uscite digitali 9-12, ma questo può essere facilmente modificato.Il programma terminale di uArm consente di modificare cinque parametri durante il controllo del mouse. Mentre il mouse si sposta sulla superficie, la posizione del manipolatore nel piano XY cambia. Ruotando la ruota si modifica l'altezza. LMB/RMB: comprime/decomprime l'artiglio. RMB + ruota: ruota l'impugnatura. In realtà è molto conveniente. Se lo desideri, puoi scrivere qualsiasi software terminale che comunicherà con il manipolatore utilizzando lo stesso protocollo.
Non fornirò schizzi qui: puoi scaricarli alla fine dell'articolo.