Rysunki robota-manipulatora do frezowania własnymi rękami. Manipulator ramienia robota. Elektroniczne napełnianie manipulatora

W pierwszej kolejności zostaną zatem omówione kwestie ogólne specyfikacje wynik, szczegóły i wreszcie sam proces montażu.

Ogólnie i ogólnie

kreacja tego urządzenia Generalnie nie powinno to sprawiać żadnych trudności. Trzeba będzie dokładnie przemyśleć możliwości, które z fizycznego punktu widzenia będą dość trudne do zrealizowania, aby ramię manipulacyjne spełniło przypisane mu zadania.

Charakterystyka techniczna wyniku

Rozpatrywana będzie próbka o parametrach długość/wysokość/szerokość odpowiednio 228/380/160 milimetrów. Waga gotowego produktu wyniesie około 1 kilograma. Do sterowania służy przewodowy pilot zdalnego sterowania. Szacowany czas montażu jeśli posiadasz doświadczenie to około 6-8 godzin. Jeśli go tam nie ma, montaż ramienia manipulatora może zająć dni, tygodnie, a za zgodą nawet miesiące. W takich przypadkach powinieneś to zrobić własnymi rękami, tylko dla własnego interesu. Do przemieszczania elementów wykorzystywane są silniki komutatorowe. Przy wystarczającym wysiłku możesz stworzyć urządzenie, które będzie obracać się o 360 stopni. Ponadto, dla ułatwienia pracy, oprócz standardowych narzędzi, takich jak lutownica i lutownica, musisz zaopatrzyć się w:

1. Szczypce z długimi końcówkami.
2. Obcinaki boczne.
3. Śrubokręt Phillipsa.
4. 4 baterie typu D.

Pilot pilot można zrealizować za pomocą przycisków i mikrokontrolera. Jeśli chcesz zdalnie sterować bezprzewodowo, potrzebny będzie Ci także element sterujący akcjami w dłoni manipulatora. Jako dodatki potrzebne będą tylko urządzenia (kondensatory, rezystory, tranzystory), które pozwolą na ustabilizowanie obwodu i przepuszczenie przez niego prądu o wymaganej wielkości we właściwym czasie.

Małe części

Do regulacji liczby obrotów można zastosować koła adapterowe. Sprawią, że ruch dłoni manipulatora będzie płynny.

Konieczne jest również upewnienie się, że druty nie komplikują jego ruchu. Optymalnie byłoby ułożyć je wewnątrz konstrukcji. Wszystko możesz zrobić od zewnątrz, takie podejście pozwoli zaoszczędzić czas, ale może potencjalnie prowadzić do trudności w przemieszczaniu poszczególnych elementów lub całego urządzenia. A teraz: jak zrobić manipulator?

Ogólnie o zgromadzeniu

Przejdźmy teraz bezpośrednio do tworzenia ramienia manipulatora. Zacznijmy od fundamentu. Należy upewnić się, że urządzenie można obracać we wszystkich kierunkach. Dobra decyzja zostanie on umieszczony na platformie dyskowej, którą wprawia w ruch obrotowy pojedynczy silnik. Aby mógł się obracać w obu kierunkach, istnieją dwie opcje:

1. Montaż dwóch silników. Każdy z nich będzie odpowiedzialny za skręt w określonym kierunku. Kiedy jeden pracuje, drugi odpoczywa.
2. Zainstalowanie jednego silnika z obwodem, który może obracać się w obu kierunkach.

To, którą z proponowanych opcji wybrać, zależy wyłącznie od Ciebie. Następnie wykonywana jest główna konstrukcja. Do komfortowej pracy potrzebne są dwa „stawy”. Przymocowany do platformy musi mieć możliwość pochylenia się różne strony, który rozwiązuje się za pomocą silników umieszczonych u jego podstawy. Kolejny lub parę należy umieścić w miejscu zgięcia łokcia, tak aby część chwytu można było przesuwać po poziomych i pionowych liniach układu współrzędnych. Dalej, jeśli chcesz zdobyć maksymalne możliwości, możesz zainstalować inny silnik w miejscu nadgarstka. Następny jest najbardziej niezbędny, bez którego nie da się manipulować ręką. Będziesz musiał wykonać samo urządzenie przechwytujące własnymi rękami. Możliwości wdrożenia jest tutaj wiele. Możesz dać wskazówkę na temat dwóch najpopularniejszych:

1. Używane są tylko dwa palce, które jednocześnie ściskają i rozluźniają przedmiot, który ma zostać uchwycony. Jest to najprostsza realizacja, która jednak zazwyczaj nie może pochwalić się znaczną nośnością.
2. Tworzony jest prototyp ludzka ręka. Tutaj do wszystkich palców można zastosować jeden silnik, za pomocą którego będzie wykonywane zginanie/prostowanie. Ale projekt można uczynić bardziej złożonym. Można więc podłączyć silnik do każdego palca i sterować nimi osobno.

Następnie pozostaje wykonanie pilota, za pomocą którego będziemy wpływać na poszczególne silniki i tempo ich pracy. Możesz także zacząć eksperymentować, korzystając z samodzielnie wykonanego robota-manipulatora.

Możliwe schematyczne przedstawienie wyniku

Zapewnia szerokie możliwości twórczych wynalazków. Dlatego przedstawiamy Waszej uwadze kilka realizacji, które możecie wziąć za podstawę do stworzenia własnego urządzenia o podobnym przeznaczeniu.

Każdy zaprezentowany układ manipulatora można ulepszyć.

Wniosek

Ważną rzeczą w robotyce jest to, że praktycznie nie ma ograniczeń w zakresie doskonalenia funkcjonalnego. Dlatego jeśli chcesz, stworzenie prawdziwego dzieła sztuki nie będzie trudne. Rozmawiać o możliwe sposoby Dodatkowym usprawnieniem jest dźwig. Wykonanie takiego urządzenia własnymi rękami nie będzie trudne; jednocześnie nauczy dzieci twórczej pracy, nauki i projektowania. A to z kolei może mieć pozytywny wpływ na ich przyszłe życie. Czy trudno będzie zrobić dźwig własnymi rękami? Nie jest to tak problematyczne, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Chyba że warto zadbać o obecność dodatkowych drobnych części jak kabel i kółka na których będzie się kręcił.

Najpierw zostaną omówione kwestie ogólne, następnie charakterystyka techniczna wyniku, szczegóły, a na końcu sam proces montażu.

Ogólnie i ogólnie

Stworzenie tego urządzenia jako całości nie powinno sprawić żadnych trudności. Konieczne będzie dokładne rozważenie jedynie możliwości ruchów mechanicznych, które z fizycznego punktu widzenia będą dość trudne do zrealizowania, aby ramię manipulacyjne spełniło przypisane mu zadania.

Charakterystyka techniczna wyniku

Rozpatrywana będzie próbka o parametrach długość/wysokość/szerokość odpowiednio 228/380/160 milimetrów. Waga manipulatora wykonanego własnymi rękami wyniesie około 1 kilograma. Do sterowania służy przewodowy pilot zdalnego sterowania. Szacowany czas montażu jeśli posiadasz doświadczenie to około 6-8 godzin. Jeśli go tam nie ma, montaż ramienia manipulatora może zająć dni, tygodnie, a za zgodą nawet miesiące. W takich przypadkach powinieneś to zrobić własnymi rękami, tylko dla własnego interesu. Do przemieszczania elementów wykorzystywane są silniki komutatorowe. Przy wystarczającym wysiłku możesz stworzyć urządzenie, które będzie obracać się o 360 stopni. Ponadto, dla ułatwienia pracy, oprócz standardowych narzędzi, takich jak lutownica i lutownica, musisz zaopatrzyć się w:

1. Szczypce z długimi końcówkami.
2. Obcinaki boczne.
3. Śrubokręt Phillipsa.
4. 4 baterie typu D.

Sterowanie zdalne można zrealizować za pomocą przycisków i mikrokontrolera. Jeśli chcesz zdalnie sterować bezprzewodowo, potrzebny będzie Ci także element sterujący akcjami w dłoni manipulatora. Jako dodatki potrzebne będą tylko urządzenia (kondensatory, rezystory, tranzystory), które pozwolą na ustabilizowanie obwodu i przepuszczenie przez niego prądu o wymaganej wielkości we właściwym czasie.

Małe części

Do regulacji liczby obrotów można zastosować koła adapterowe. Sprawią, że ruch dłoni manipulatora będzie płynny.

Konieczne jest również upewnienie się, że druty nie komplikują jego ruchu. Optymalnie byłoby ułożyć je wewnątrz konstrukcji. Wszystko możesz zrobić od zewnątrz, takie podejście pozwoli zaoszczędzić czas, ale może potencjalnie prowadzić do trudności w przemieszczaniu poszczególnych elementów lub całego urządzenia. A teraz: jak zrobić manipulator?

Ogólnie o zgromadzeniu

Przejdźmy teraz bezpośrednio do tworzenia ramienia manipulatora. Zacznijmy od fundamentu. Należy upewnić się, że urządzenie można obracać we wszystkich kierunkach. Dobrym rozwiązaniem byłoby umieszczenie go na platformie dyskowej, która napędzana jest pojedynczym silnikiem. Aby mógł się obracać w obu kierunkach, istnieją dwie opcje:

1. Montaż dwóch silników. Każdy z nich będzie odpowiedzialny za skręt w określonym kierunku. Kiedy jeden pracuje, drugi odpoczywa.
2. Zainstalowanie jednego silnika z obwodem, który może obracać się w obu kierunkach.

To, którą z proponowanych opcji wybrać, zależy wyłącznie od Ciebie. Następnie wykonywana jest główna konstrukcja. Do komfortowej pracy potrzebne są dwa „stawy”. Przymocowany do platformy musi mieć możliwość przechylania się w różnych kierunkach, co osiąga się za pomocą silników umieszczonych u jej podstawy. Kolejny lub parę należy umieścić w miejscu zgięcia łokcia, tak aby część chwytu można było przesuwać po poziomych i pionowych liniach układu współrzędnych. Ponadto, jeśli chcesz uzyskać maksymalne możliwości, możesz zainstalować kolejny silnik na nadgarstku. Następny jest najbardziej niezbędny, bez którego nie da się manipulować ręką. Będziesz musiał wykonać samo urządzenie przechwytujące własnymi rękami. Możliwości wdrożenia jest tutaj wiele. Możesz dać wskazówkę na temat dwóch najpopularniejszych:

1. Używane są tylko dwa palce, które jednocześnie ściskają i rozluźniają przedmiot, który ma zostać uchwycony. Jest to najprostsza realizacja, która jednak zazwyczaj nie może pochwalić się znaczną nośnością.
2. Powstaje prototyp ludzkiej dłoni. Tutaj do wszystkich palców można zastosować jeden silnik, za pomocą którego będzie wykonywane zginanie/prostowanie. Ale projekt można uczynić bardziej złożonym. Można więc podłączyć silnik do każdego palca i sterować nimi osobno.

Następnie pozostaje wykonanie pilota, za pomocą którego będziemy wpływać na poszczególne silniki i tempo ich pracy. Możesz także zacząć eksperymentować, korzystając z samodzielnie wykonanego robota-manipulatora.

Możliwe schematyczne przedstawienie wyniku

Ręka manipulacyjna DIY zapewnia szerokie możliwości kreatywności. Dlatego przedstawiamy Waszej uwadze kilka realizacji, które możecie wziąć za podstawę do stworzenia własnego urządzenia o podobnym przeznaczeniu.

Każdy zaprezentowany układ manipulatora można ulepszyć.

Wniosek

Ważną rzeczą w robotyce jest to, że praktycznie nie ma ograniczeń w zakresie doskonalenia funkcjonalnego. Dlatego jeśli chcesz, stworzenie prawdziwego dzieła sztuki nie będzie trudne. Mówiąc o możliwych sposobach dalszego doskonalenia, warto wspomnieć o dźwigu. Wykonanie takiego urządzenia własnymi rękami nie będzie trudne; jednocześnie nauczy dzieci twórczej pracy, nauki i projektowania. A to z kolei może mieć pozytywny wpływ na ich przyszłe życie. Czy trudno będzie zrobić dźwig własnymi rękami? Nie jest to tak problematyczne, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Chyba że warto zadbać o obecność dodatkowych drobnych części jak kabel i kółka na których będzie się kręcił.

Jeden z głównych siły napędowe automatyzacja nowoczesna produkcja to przemysłowe manipulatory robotyczne. Ich rozwój i wdrożenie pozwoliło przedsiębiorstwom osiągnąć nowy poziom naukowo-techniczny realizacji zadań, redystrybuować obowiązki między technologią i ludźmi oraz zwiększyć produktywność. O rodzajach robotycznych asystentów, ich funkcjonalności i cenach porozmawiamy w artykule.

Asystent nr 1 – manipulator robotyczny

Przemysł jest podstawą większości gospodarek świata. Dochody nie tylko produkcji indywidualnej, ale także budżetu państwa zależą od jakości oferowanych towarów, wolumenów i cen.

W świetle aktywnego wprowadzania linii zautomatyzowanych i powszechnego stosowania inteligentna technologia wymagania wobec dostarczanych produktów rosną. Niemal niemożliwe jest dziś przeciwstawienie się konkurencji bez użycia zautomatyzowanych linii lub przemysłowych manipulatorów robotycznych.

Jak działa robot przemysłowy?

Ramię robota wygląda jak ogromne, zautomatyzowane „ramię” sterowane elektrycznym systemem sterowania. W konstrukcji urządzeń nie ma pneumatyki ani hydrauliki; wszystko opiera się na elektromechanice. Obniżyło to koszt robotów i zwiększyło ich trwałość.

Roboty przemysłowe mogą być 4-osiowe (służą do układania i pakowania) oraz 6-osiowe (do innych rodzajów prac). Dodatkowo roboty różnią się stopniem swobody: od 2 do 6. Im jest on wyższy, tym manipulator dokładniej odtwarza ruch ludzkiej ręki: obrót, ruch, ucisk/zwolnienie, przechylenie itp.
Zasada działania urządzenia zależy od jego oprogramowanie i sprzętu, a jeśli na początku jego rozwoju głównym celem było wyzwolenie pracowników od ciężkich i niebezpieczny wygląd pracy, dziś zakres wykonywanych zadań znacznie się zwiększył.

Zastosowanie robotycznych asystentów pozwala na radzenie sobie z kilkoma zadaniami jednocześnie:

• redukcja przestrzeni roboczej i zwolnienie specjalistów (ich doświadczenie i wiedzę można wykorzystać w innym obszarze);
• wzrost wielkości produkcji;
• poprawa jakości produktu;
• Dzięki ciągłości procesu cykl produkcyjny ulega skróceniu.

W Japonii, Chinach, USA i Niemczech przedsiębiorstwa zatrudniają minimalną liczbę pracowników, których obowiązkiem jest jedynie kontrola działania manipulatorów i jakości wytwarzanych produktów. Warto to zauważyć manipulator robota przemysłowego to nie tylko funkcjonalny asystent w inżynierii mechanicznej i spawalnictwie. Zautomatyzowane urządzenia są prezentowane w szeroki zasięg i są stosowane w metalurgii, przemyśle lekkim i Przemysł spożywczy. W zależności od potrzeb przedsiębiorstwa można dobrać odpowiedni manipulator obowiązki funkcjonalne i budżet.

Rodzaje przemysłowych manipulatorów robotycznych

Obecnie istnieje około 30 rodzajów ramion robotycznych: od modele uniwersalne wysoko wyspecjalizowanym asystentom. W zależności od pełnionych funkcji mechanizmy manipulatorów mogą się różnić: może to być na przykład spawanie, cięcie, wiercenie, gięcie, sortowanie, układanie i pakowanie towarów.

Wbrew panującemu stereotypowi o wysokich kosztach technologii robotycznej, każdy, nawet małe przedsiębiorstwo, będzie mógł zakupić taki mechanizm. Małe uniwersalne manipulatory robotyczne o małym udźwigu (do 5 kg) firm ABB i FANUC będą kosztować od 2 do 4 tysięcy dolarów.
Pomimo zwartości urządzeń, są one w stanie zwiększyć szybkość pracy i jakość przetwarzania produktu. Dla każdego robota zostanie napisane unikalne oprogramowanie, które precyzyjnie koordynuje pracę urządzenia.

Wysoce wyspecjalizowane modele

Roboty spawalnicze znalazły swoje najwspanialsze zastosowanie w inżynierii mechanicznej. Dzięki temu, że urządzenia te pozwalają na spawanie nie tylko prostych części, ale także efektywnie wykonują prace spawalnicze pod kątem, w trudno dostępne miejsca zainstalować całe zautomatyzowane linie.

Uruchomiony zostaje system przenośników, w którym znajduje się każdy robot określony czas wykonuje swoją część pracy, a następnie linia zaczyna przechodzić do następnego etapu. Zorganizowanie takiego systemu z ludźmi jest dość trudne: żaden z pracowników nie powinien być nieobecny nawet na sekundę, w przeciwnym razie cały proces produkcyjny pójdzie nie tak lub pojawią się wady.

Spawacze
Najpopularniejszymi opcjami są roboty spawalnicze. Ich wydajność i dokładność są 8 razy wyższe niż u ludzi. Takie modele mogą wykonywać kilka rodzajów spawania: łukowego lub punktowego (w zależności od oprogramowania).

Przemysłowe manipulatory robotyczne Kuka uznawane są za liderów w tej dziedzinie. Koszt od 5 do 300 tysięcy dolarów (w zależności od ładowności i funkcji).

Zbieracze, przewoźnicy i pakowacze
Ciężki i szkodliwy dla Ludzkie ciało praca doprowadziła do pojawienia się w tej branży zautomatyzowanych asystentów. Roboty pakujące przygotowują towar do wysyłki w ciągu kilku minut. Koszt takich robotów to nawet 4 tysiące dolarów.

Producenci ABB, KUKA, Epson oferują zastosowanie urządzeń do podnoszenia ciężkich ładunków o masie powyżej 1 tony i transportu ich z magazynu na miejsce załadunku.

Producenci manipulatorów robotów przemysłowych

Za niekwestionowanych liderów w tej branży uważa się Japonię i Niemcy. Stanowią one ponad 50% całej technologii robotycznej. Nie jest jednak łatwo konkurować z gigantami w krajach WNP, własnych producentów i startupy.

Systemy KNN. Ukraińska firma jest partnerem niemieckiej firmy Kuka i opracowuje projekty robotyzacji spawania, frezowania, cięcie plazmowe i paletyzacja. Dzięki ich oprogramowaniu można dokonać rekonfiguracji robota przemysłowego nowy rodzaj zadania w jeden dzień.

Rozum Robotics (Białoruś). Specjaliści firmy opracowali przemysłowy manipulator robotyczny PULSE, który wyróżnia się lekkością i łatwością obsługi. Urządzenie nadaje się do montażu, pakowania, klejenia i przestawiania części. Cena robota to około 500 dolarów.

„ARKODIM-Pro” (Rosja). Zajmuje się produkcją liniowych manipulatorów robotycznych (poruszających się wzdłuż osi liniowych) stosowanych do wtryskiwania tworzyw sztucznych. Dodatkowo roboty ARKODIM mogą pracować w ramach systemu przenośnikowego i pełnić funkcje spawacza lub pakowacza.

Cześć!

Mowa o linii współpracujących manipulatorów robotycznych firmy Universal Robots.

Pochodząca z Danii firma Universal Robots produkuje współpracujące manipulatory robotyczne do automatyzacji cyklicznej procesy produkcji. W tym artykule przedstawiamy ich główne cechy techniczne i rozważamy obszary zastosowania.

Co to jest?

Produkty firmy reprezentowane są przez linię trzech lekkich przemysłowych urządzeń manipulacyjnych z otwartym łańcuchem kinematycznym:
UR3, UR5, UR10.
Wszystkie modele posiadają 6 stopni mobilności: 3 przenośne i 3 orientacyjne. Urządzenia firmy Universal Robots wykonują wyłącznie ruchy kątowe.
Manipulatory robotyczne dzielą się na klasy w zależności od maksymalnego dopuszczalnego obciążenia. Inne różnice to - promień Obszar roboczy, wagę i średnicę podstawy.
Wszystkie manipulatory UR są wyposażone w bardzo precyzyjne czujniki położenia absolutnego, które ułatwiają integrację z urządzenia zewnętrzne i sprzęt. Dzięki kompaktowa konstrukcja Manipulatory UR nie zajmują dużo miejsca i można je instalować w sekcjach roboczych lub liniach produkcyjnych, gdzie nie mieszczą się tradycyjne roboty. Charakterystyka:
Dlaczego są interesujące?Łatwość programowania

Specjalnie opracowana i opatentowana technologia programowania umożliwia niewykwalifikowanym operatorom szybką konfigurację i sterowanie ramionami robotów UR za pomocą intuicyjnej technologii wizualizacji 3D. Programowanie odbywa się poprzez serię prostych ruchów korpusu roboczego manipulatora do żądanych pozycji lub poprzez naciśnięcie strzałek w specjalnym programie na tablecie.UR3: UR5: UR10: Szybki montaż

Operator pierwszego uruchomienia będzie potrzebował mniej niż godzinę na rozpakowanie, zainstalowanie i zaprogramowanie pierwszej prostej operacji. UR3: UR5: UR10: Współpraca i bezpieczeństwo

Manipulatory UR mogą zastąpić operatorów wykonujących rutynowe zadania w środowiskach niebezpiecznych i zanieczyszczonych. Układ sterowania uwzględnia zewnętrzne zakłócające wpływy wywierane na manipulator robota podczas pracy. Dzięki temu systemy manipulacyjne UR mogą pracować bez ogrodzenia ochronne, obok stanowisk pracy personelu. Systemy bezpieczeństwa robotów są zatwierdzone i certyfikowane przez TÜV – Niemiecki Inspektorat Techniczny.
UR3: UR5: UR10: Różnorodność organów roboczych

Na końcu manipulatorów przemysłowych UR znajduje się znormalizowane mocowanie do montażu specjalnych części roboczych. Pomiędzy korpusem roboczym a końcowym ogniwem manipulatora można zamontować dodatkowe moduły czujników momentu obrotowego lub kamer. Możliwe zastosowania

Dzięki przemysłowym manipulatorom robotycznym UR otwiera się możliwość automatyzacji prawie wszystkich cyklicznych, rutynowych procesów. Urządzenia Universal Robots sprawdziły się w różnych obszarach zastosowań.

Tłumaczenie

Zainstalowanie manipulatorów UR w obszarach przenoszenia i pakowania zwiększa dokładność i zmniejsza skurcz. Większość operacji przenoszenia można przeprowadzić bez nadzoru. Polerowanie, buforowanie, szlifowanie

Wbudowany system czujników pozwala kontrolować dokładność i równomierność przyłożonej siły na zakrzywionych i nierównych powierzchniach.

Formowanie wtryskowe

Wysoka precyzja powtarzalnych ruchów pozwala na wykorzystanie robotów UR do zadań związanych z przetwarzaniem polimerów i formowaniem wtryskowym.
Konserwacja maszyn CNC

Stopień ochrony powłoki zapewnia możliwość montażu systemów manipulacyjnych do współpracy z maszynami CNC. Pakowanie i układanie

Tradycyjne technologie automatyzacji są kłopotliwe i drogie. Łatwo konfigurowalne roboty UR mogą pracować z osłonami ochronnymi lub bez nich wokół pracowników przez 24 godziny na dobę, zapewniając wysoką precyzję i produktywność. Kontrola jakości

Zrobotyzowany manipulator z kamerami wideo przystosowany jest do pomiarów trójwymiarowych, co stanowi dodatkową gwarancję jakości produktów. Montaż

Proste urządzenie mocujące pozwala na wyposażenie robotów UR w odpowiednie mechanizmy pomocnicze niezbędne do montażu części wykonanych z drewna, tworzyw sztucznych, metalu i innych materiałów. Makijaż

System sterowania pozwala kontrolować wytwarzany moment obrotowy, aby uniknąć nadmiernego dokręcenia i zapewnić wymagane napięcie. Klejenie i spawanie

Wysoka dokładność pozycjonowania elementu roboczego pozwala na ograniczenie ilości odpadów przy wykonywaniu operacji klejenia czy nakładaniu substancji.
Przemysłowe ramiona robotyczne UR mogą działać Różne rodzaje spawanie: łukowe, punktowe, ultradźwiękowe i plazmowe. Całkowity:

Manipulatory przemysłowe firmy Universal Robots są kompaktowe, lekkie oraz łatwe w nauce i obsłudze. Roboty UR są elastycznym rozwiązaniem do szerokiego zakresu zadań. Manipulatory można zaprogramować do dowolnych działań wynikających z ruchów ludzkiej ręki i ruchy obrotowe radzą sobie znacznie lepiej. Manipulatorzy nie są podatni na zmęczenie ani strach przed kontuzjami, nie potrzebują przerw ani weekendów.
Rozwiązania firmy Universal Robots pozwalają zautomatyzować każdy rutynowy proces, co zwiększa szybkość i jakość produkcji.

Omów automatyzację procesów produkcyjnych za pomocą manipulatorów Universal Robots oficjalny sprzedawca -

Witaj Giktimes!

Projekt uArm od uFactory zebrał fundusze na Kickstarterze ponad dwa lata temu. Od początku mówili, że tak będzie otwarty projekt, ale zaraz po zakończeniu kampanii nie spieszyli się z publikacją kodu źródłowego. Chciałem po prostu wyciąć plexi według ich rysunków i tyle, ale ponieważ nie było materiałów źródłowych i nic nie wskazywało na to w dającej się przewidzieć przyszłości, zacząłem powtarzać projekt ze zdjęć.

Teraz moje ramię robota wygląda tak:

Pracując powoli w ciągu dwóch lat udało mi się zrobić cztery wersje i zdobyłem całkiem spore doświadczenie. Pod wycięciem znajdziesz opis, historię projektu oraz wszystkie pliki projektu.

Próby i błędy

Kiedy zaczynałem pracę nad rysunkami, chciałem nie tylko powtórzyć uArm, ale go ulepszyć. Wydawało mi się, że w moich warunkach całkiem możliwe jest obejście się bez łożysk. Nie podobało mi się również to, że elektronika obracała się wraz z całym manipulatorem i chciałem uprościć konstrukcję dolnej części zawiasu. Poza tym od razu zacząłem rysować go trochę mniejszego.

Mając te parametry wejściowe narysowałem pierwszą wersję. Niestety nie dysponuję zdjęciami tej wersji manipulatora (która została wykonana w r żółty kolor). Błędy w nim były po prostu epickie. Po pierwsze, montaż był prawie niemożliwy. Z reguły mechanika, którą narysowałem przed manipulatorem była dość prosta i nie musiałem myśleć o procesie montażu. Ale mimo to złożyłem go i próbowałem uruchomić, a moja ręka prawie się nie poruszyła! Wszystkie części obracały się wokół śrub i jeśli je dokręciłem, aby było mniej luzu, nie mogła się ruszyć. Gdy go poluzowałem, żeby mógł się poruszać, pojawiała się niesamowita gra. W rezultacie koncepcja nie przetrwała nawet trzech dni. I rozpoczął pracę nad drugą wersją manipulatora.

Czerwony był już całkiem odpowiedni do pracy. Złożył się normalnie i mógł się poruszać dzięki smarowaniu. Udało mi się przetestować na nim oprogramowanie, ale mimo to brak łożysk i duże straty na różnych ciągach sprawiły, że był bardzo słaby.

Potem na jakiś czas porzuciłem pracę nad projektem, ale wkrótce postanowiłem doprowadzić go do skutku. Zdecydowałem się zastosować mocniejsze i popularne serwa, zwiększyć rozmiar i dodać łożyska. Co więcej, stwierdziłam, że nie będę się starała robić wszystkiego idealnie na raz. Naszkicowałem rysunki szybkie ręce, bez rysowania pięknych połączeń i zamawiania wycinania z przezroczystej plexi. Korzystając z powstałego manipulatora, mogłem debugować proces montażu, zidentyfikować obszary wymagające dodatkowego wzmocnienia i nauczyć się używać łożysk.

Po dobrej zabawie z przezroczystym manipulatorem zacząłem rysować ostateczną białą wersję. Tak więc teraz wszystkie mechanizmy są całkowicie debugowane, odpowiadają mi i jestem gotowy powiedzieć, że nie chcę zmieniać niczego więcej w tym projekcie:

Przygnębia mnie to, że nie mogłem wnieść niczego zasadniczo nowego do projektu uArm. Do czasu, kiedy zacząłem rysować wersja ostateczna, wprowadzili już modele 3D na GrabCad. W rezultacie po prostu trochę uprościłem pazur, przygotowałem pliki w wygodnym formacie i użyłem bardzo prostych i standardowych komponentów.

Cechy manipulatora

Zanim pojawił się uArm, manipulatory stacjonarne tej klasy wyglądał dość smutno. Albo w ogóle nie miały elektroniki, albo miały jakieś sterowanie za pomocą rezystorów, albo miały własne, autorskie oprogramowanie. Po drugie, zazwyczaj nie posiadały one układu zawiasów równoległych, a sam chwyt w trakcie pracy zmieniał swoje położenie. Jeśli zbierzesz wszystkie zalety mojego manipulatora, otrzymasz dość długą listę:

1. System prętów umożliwiający umieszczenie mocnych i ciężkich silników u podstawy manipulatora, a także utrzymanie chwytaka równolegle lub prostopadle do podstawy
2. Prosty zestaw elementów, które łatwo kupić lub wyciąć z plexi
3. Łożyska w prawie wszystkich elementach manipulatora
4. Łatwy w montażu. Okazało się to naprawdę trudnym zadaniem. Szczególnie trudno było przemyśleć proces montażu podstawy
5. Położenie chwytu można zmieniać o 90 stopni
6. Otwarte źródło i dokumentacja. Wszystko przygotowane w przystępnych formatach. Udostępnię linki do pobrania modeli 3D, plików do cięcia, spisu materiałów, elektroniki i oprogramowania
7. Kompatybilny z Arduino. Jest wielu przeciwników Arduino, ale uważam, że jest to szansa na poszerzenie grona odbiorców. Profesjonaliści bez problemu mogą napisać swoje oprogramowanie w języku C – to zwykły kontroler firmy Atmel!

Mechanika

Do montażu należy wyciąć elementy z plexi o grubości 5 mm:

Za wycięcie wszystkich tych części policzyli mi około 10 dolarów.

Podstawa osadzona jest na dużym łożysku:

Szczególnie trudno było przemyśleć bazę pod kątem procesu montażu, ale miałem na oku inżynierów z uArm. Rockery osadzone są na trzpieniu o średnicy 6mm. Warto zaznaczyć, że mój łokieć trzymany jest na uchwycie w kształcie litery U, natomiast uFactory na uchwycie w kształcie litery L. Trudno wyjaśnić, na czym polega różnica, ale myślę, że poszło mi lepiej.

Uchwyt montowany jest osobno. Może obracać się wokół własnej osi. Sam pazur osadzony jest bezpośrednio na wale silnika:

Na końcu artykułu podam link do super szczegółowej instrukcji montażu na zdjęciach. Możesz śmiało skręcić to wszystko w ciągu kilku godzin, jeśli masz pod ręką wszystko, czego potrzebujesz. Przygotowałem także model 3D w formacie darmowy program SketchUp. Można go pobrać, zagrać i zobaczyć, co i jak zostało zmontowane.

Elektronika

Aby ręka działała, wystarczy podłączyć pięć serwomechanizmów do Arduino i zasilić je zasilaniem dobre źródło. uArm używa pewnego rodzaju silników informacja zwrotna. Do sterowania chwytakiem zainstalowałem trzy zwykłe silniki MG995 i dwa małe motoreduktory metalowe.

Tutaj moja narracja jest ściśle powiązana z wcześniejszymi projektami. Jakiś czas temu zacząłem uczyć programowania Arduino i nawet przygotowałem do tych celów własną płytkę kompatybilną z Arduino. Natomiast pewnego dnia miałem okazję tanio zrobić deski (o czym też pisałem). Ostatecznie wszystko skończyło się na tym, że do sterowania manipulatorem wykorzystałem własną płytkę kompatybilną z Arduino i specjalistyczną tarczę.

Ta tarcza jest w rzeczywistości bardzo prosta. Posiada cztery rezystory zmienne, dwa przyciski, pięć złącz serwo i złącze zasilania. Jest to bardzo wygodne z punktu widzenia debugowania. Możesz przesłać szkic testowy i nagrać jakieś makro do kontroli lub coś w tym rodzaju. Na końcu artykułu podam też link do pobrania pliku płytki, jest on jednak przygotowany do produkcji z metalizowanymi otworami, więc do domowej produkcji jest mało przydatny.

Programowanie

Najciekawsze jest sterowanie manipulatorem z poziomu komputera. uArm posiada wygodną aplikację do sterowania manipulatorem oraz protokół pracy z nim. Komputer wysyła 11 bajtów do portu COM. Pierwszy to zawsze 0xFF, drugi to 0xAA, a część pozostałych to sygnały dla serw. Następnie dane te są normalizowane i wysyłane do silników w celu przetworzenia. Moje serwa są podłączone do wejść/wyjść cyfrowych 9-12, ale można to łatwo zmienić.

Program terminala uArm umożliwia zmianę pięciu parametrów podczas sterowania myszą. Gdy mysz porusza się po powierzchni, zmienia się położenie manipulatora w płaszczyźnie XY. Obracanie kołem zmienia wysokość. LMB/RMB – ściśnij/odkompresuj pazur. PPM + koło - obróć uchwyt. To naprawdę bardzo wygodne. Jeśli chcesz, możesz napisać dowolny program terminala, który będzie komunikował się z manipulatorem przy użyciu tego samego protokołu.

Nie będę tutaj podawać szkiców - możesz je pobrać na końcu artykułu.

Film z pracy

I na koniec filmik przedstawiający sam manipulator. Pokazuje, jak sterować myszą, rezystorami i nagranym programem.

Spinki do mankietów

Pliki do cięcia plexi, modele 3D, listę zakupów, rysunki płytek i oprogramowanie można pobrać na końcu mojej strony.