Výkresy robotického manipulátora na frézovanie vlastnými rukami. Manipulátor s robotickým ramenom. Elektronické plnenie manipulátora

Najprv sa budú riešiť všeobecné problémy technické špecifikácie výsledok, detaily a nakoniec samotný proces montáže.

Vo všeobecnosti a všeobecne

Tvorba tohto zariadenia Vo všeobecnosti by to nemalo spôsobovať žiadne ťažkosti. Bude potrebné poriadne si premyslieť možnosti, ktoré budú z fyzického hľadiska dosť ťažko realizovateľné, aby manipulačné rameno plnilo zadané úlohy.

Technické charakteristiky výsledku

Bude sa brať do úvahy vzorka s parametrami dĺžka/výška/šírka 228/380/160 milimetrov. Hmotnosť hotového výrobku bude približne 1 kilogram. Na ovládanie slúži káblové diaľkové ovládanie. Odhadovaný čas montáže, ak máte skúsenosti, je cca 6-8 hodín. Ak tam nie je, potom môže zostavenie ramena manipulátora trvať dni, týždne a s vedomím aj mesiace. V takýchto prípadoch by ste to mali robiť vlastnými rukami len pre svoj vlastný záujem. Na pohyb komponentov sa používajú komutátorové motory. S dostatočným úsilím môžete vyrobiť zariadenie, ktoré sa bude otáčať o 360 stupňov. Pre uľahčenie práce musíte okrem štandardných nástrojov, ako je spájkovačka a spájka, zásobiť aj:

1. Kliešte s dlhým nosom.
2. Bočné frézy.
3. Krížový skrutkovač.
4. 4 batérie typu D.

Diaľkový ovládač diaľkové ovládanie možno implementovať pomocou tlačidiel a mikrokontroléra. Ak chcete vyrobiť diaľkové bezdrôtové ovládanie, budete potrebovať aj akčný ovládací prvok v ruke manipulátora. Ako doplnky budú potrebné iba zariadenia (kondenzátory, odpory, tranzistory), ktoré umožnia stabilizáciu obvodu a prenos prúdu požadovanej veľkosti cez neho v správnych časoch.

Malé detaily

Na reguláciu počtu otáčok môžete použiť kolieska adaptéra. Vďaka nim bude pohyb ruky manipulátora plynulý.

Je tiež potrebné zabezpečiť, aby drôty nekomplikovali jeho pohyb. Optimálne by bolo položiť ich vo vnútri konštrukcie. Všetko môžete robiť zvonku, tento prístup ušetrí čas, ale môže potenciálne viesť k ťažkostiam pri presúvaní jednotlivých komponentov alebo celého zariadenia. A teraz: ako vyrobiť manipulátora?

Montáž vo všeobecnosti

Teraz prejdeme priamo k vytvoreniu ramena manipulátora. Začnime od základu. Je potrebné zabezpečiť, aby sa zariadenie dalo otáčať vo všetkých smeroch. Dobré rozhodnutie bude umiestnený na diskovej platforme, ktorá je poháňaná do rotácie jediným motorom. Aby sa mohol otáčať v oboch smeroch, existujú dve možnosti:

1. Inštalácia dvoch motorov. Každý z nich bude zodpovedný za otáčanie sa konkrétnym smerom. Keď jeden pracuje, druhý odpočíva.
2. Inštalácia jedného motora s obvodom, ktorý dokáže roztočiť v oboch smeroch.

Ktorú z navrhovaných možností si vyberiete, závisí výlučne od vás. Ďalej sa vytvorí hlavná konštrukcia. Pre pohodlnú prácu sú potrebné dva „kĺby“. Pripevnený k plošine sa musí dať ohnúť rôzne strany, ktorý je riešený pomocou motorov umiestnených na jeho základni. Ďalší alebo pár by mal byť umiestnený v ohybe lakťa, aby sa časť úchopu mohla pohybovať pozdĺž horizontálnych a vertikálnych línií súradnicového systému. Ďalej, ak chcete získať maximálne možnosti, môžete na miesto zápästia nainštalovať ďalší motor. Ďalej je to najnutnejšie, bez ktorého je manipulačná ruka nemožná. Samotné snímacie zariadenie si budete musieť vyrobiť vlastnými rukami. Tu je veľa možností implementácie. Môžete dať tip na dve najobľúbenejšie:

1. Používajú sa len dva prsty, ktoré súčasne stláčajú a uvoľňujú uchopovaný predmet. Ide o najjednoduchšiu realizáciu, ktorá sa však väčšinou nemôže pochváliť výraznou nosnosťou.
2. Vytvára sa prototyp ľudská ruka. Tu je možné použiť jeden motor pre všetky prsty, pomocou ktorého sa bude vykonávať ohýbanie/predlžovanie. Ale dizajn môže byť zložitejší. Ku každému prstu teda môžete pripojiť motor a ovládať ich samostatne.

Ďalej ostáva vyrobiť diaľkové ovládanie, pomocou ktorého sa budú ovplyvňovať jednotlivé motory a rýchlosť ich chodu. A môžete začať experimentovať s robotickým manipulátorom, ktorý ste si sami vyrobili.

Možné schematické znázornenia výsledku

Poskytuje dostatok príležitostí pre kreatívne vynálezy. Preto vám predstavujeme niekoľko implementácií, ktoré môžete použiť ako základ pre vytvorenie vlastného zariadenia na podobný účel.

Akýkoľvek prezentovaný obvod manipulátora môže byť vylepšený.

Záver

Dôležité na robotike je, že prakticky neexistuje žiadne obmedzenie funkčného zlepšovania. Preto, ak si budete priať, vytvorenie skutočného umeleckého diela nebude ťažké. Rozprávanie o možné spôsobyĎalším vylepšením je žeriav. Výroba takéhoto zariadenia vlastnými rukami nebude zároveň náročná, naučí deti tvorivej práci, vede a dizajnu. A to zase môže mať pozitívny vplyv na ich budúci život. Bude ťažké vyrobiť žeriav vlastnými rukami? Nie je to také problematické, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať. Pokiaľ nestojí za to postarať sa o prítomnosť ďalších malých častí, ako je kábel a kolesá, na ktorých sa bude točiť.

Najprv sa budú diskutovať o všeobecných otázkach, potom o technických charakteristikách výsledku, detailoch a nakoniec o samotnom procese montáže.

Vo všeobecnosti a všeobecne

Vytvorenie tohto zariadenia ako celku by nemalo spôsobiť žiadne ťažkosti. Bude potrebné dôkladne zvážiť len možnosti mechanických pohybov, ktoré budú z fyzického hľadiska dosť ťažko realizovateľné, aby manipulačné rameno plnilo zadané úlohy.

Technické charakteristiky výsledku

Bude sa brať do úvahy vzorka s parametrami dĺžka/výška/šírka 228/380/160 milimetrov. Hmotnosť manipulátora vyrobeného vlastnými rukami bude približne 1 kilogram. Na ovládanie slúži káblové diaľkové ovládanie. Odhadovaný čas montáže, ak máte skúsenosti, je cca 6-8 hodín. Ak tam nie je, potom môže zostavenie ramena manipulátora trvať dni, týždne a s vedomím aj mesiace. V takýchto prípadoch by ste to mali robiť vlastnými rukami len pre svoj vlastný záujem. Na pohyb komponentov sa používajú komutátorové motory. S dostatočným úsilím môžete vyrobiť zariadenie, ktoré sa bude otáčať o 360 stupňov. Pre uľahčenie práce musíte okrem štandardných nástrojov, ako je spájkovačka a spájka, zásobiť aj:

1. Kliešte s dlhým nosom.
2. Bočné frézy.
3. Krížový skrutkovač.
4. 4 batérie typu D.

Diaľkové ovládanie je možné realizovať pomocou tlačidiel a mikrokontroléra. Ak chcete vyrobiť diaľkové bezdrôtové ovládanie, budete potrebovať aj akčný ovládací prvok v ruke manipulátora. Ako doplnky budú potrebné iba zariadenia (kondenzátory, odpory, tranzistory), ktoré umožnia stabilizáciu obvodu a prenos prúdu požadovanej veľkosti cez neho v správnych časoch.

Malé detaily

Na reguláciu počtu otáčok môžete použiť kolieska adaptéra. Vďaka nim bude pohyb ruky manipulátora plynulý.

Je tiež potrebné zabezpečiť, aby drôty nekomplikovali jeho pohyb. Optimálne by bolo položiť ich vo vnútri konštrukcie. Všetko môžete robiť zvonku, tento prístup ušetrí čas, ale môže potenciálne viesť k ťažkostiam pri presúvaní jednotlivých komponentov alebo celého zariadenia. A teraz: ako vyrobiť manipulátora?

Montáž vo všeobecnosti

Teraz prejdeme priamo k vytvoreniu ramena manipulátora. Začnime od základu. Je potrebné zabezpečiť, aby sa zariadenie dalo otáčať vo všetkých smeroch. Dobrým riešením by bolo umiestniť ho na diskovú platformu, ktorá je poháňaná jediným motorom. Aby sa mohol otáčať v oboch smeroch, existujú dve možnosti:

1. Inštalácia dvoch motorov. Každý z nich bude zodpovedný za otáčanie sa konkrétnym smerom. Keď jeden pracuje, druhý odpočíva.
2. Inštalácia jedného motora s obvodom, ktorý dokáže roztočiť v oboch smeroch.

Ktorú z navrhovaných možností si vyberiete, závisí výlučne od vás. Ďalej sa vytvorí hlavná konštrukcia. Pre pohodlnú prácu sú potrebné dva „kĺby“. Keď je pripevnený k plošine, musí byť schopný nakláňať sa v rôznych smeroch, čo sa dosahuje pomocou motorov umiestnených na jeho základni. Ďalší alebo pár by mal byť umiestnený v ohybe lakťa, aby sa časť úchopu mohla pohybovať pozdĺž horizontálnych a vertikálnych línií súradnicového systému. Ďalej, ak chcete získať maximálne možnosti, môžete na zápästie nainštalovať ďalší motor. Ďalej je to najnutnejšie, bez ktorého je manipulačná ruka nemožná. Samotné snímacie zariadenie si budete musieť vyrobiť vlastnými rukami. Tu je veľa možností implementácie. Môžete dať tip na dve najobľúbenejšie:

1. Používajú sa len dva prsty, ktoré súčasne stláčajú a uvoľňujú uchopovaný predmet. Ide o najjednoduchšiu realizáciu, ktorá sa však väčšinou nemôže pochváliť výraznou nosnosťou.
2. Vznikne prototyp ľudskej ruky. Tu je možné použiť jeden motor pre všetky prsty, pomocou ktorého sa bude vykonávať ohýbanie/predlžovanie. Ale dizajn môže byť zložitejší. Ku každému prstu teda môžete pripojiť motor a ovládať ich samostatne.

Ďalej ostáva vyrobiť diaľkové ovládanie, pomocou ktorého sa budú ovplyvňovať jednotlivé motory a rýchlosť ich chodu. A môžete začať experimentovať s robotickým manipulátorom, ktorý ste si sami vyrobili.

Možné schematické znázornenia výsledku

DIY manipulačná ruka poskytuje dostatok príležitostí pre kreativitu. Preto vám predstavujeme niekoľko implementácií, ktoré môžete použiť ako základ pre vytvorenie vlastného zariadenia na podobný účel.

Akýkoľvek prezentovaný obvod manipulátora môže byť vylepšený.

Záver

Dôležité na robotike je, že prakticky neexistuje žiadne obmedzenie funkčného zlepšovania. Preto, ak si budete priať, vytvorenie skutočného umeleckého diela nebude ťažké. Keď už hovoríme o možných spôsoboch ďalšieho zlepšenia, stojí za zmienku žeriav. Výroba takéhoto zariadenia vlastnými rukami nebude zároveň náročná, naučí deti tvorivej práci, vede a dizajnu. A to zase môže mať pozitívny vplyv na ich budúci život. Bude ťažké vyrobiť žeriav vlastnými rukami? Nie je to také problematické, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať. Pokiaľ nestojí za to postarať sa o prítomnosť ďalších malých častí, ako je kábel a kolesá, na ktorých sa bude točiť.

Jeden z hlavných hybné sily automatizácie moderná výroba sú priemyselné robotické manipulátory. Ich vývoj a implementácia umožnili podnikom dosiahnuť novú vedeckú a technickú úroveň plnenia úloh, prerozdeliť zodpovednosti medzi technológiu a ľudí a zvýšiť produktivitu. O typoch robotických asistentov, ich funkčnosti a cenách si povieme v článku.

Asistent č.1 – robotický manipulátor

Priemysel je základom väčšiny ekonomík na svete. Od kvality ponúkaného tovaru, objemov a cenotvorby závisia príjmy nielen individuálnej výroby, ale aj štátneho rozpočtu.

Vo svetle aktívneho zavádzania automatizovaných liniek a širokého používania inteligentná technológia požiadavky na dodávané produkty sa zvyšujú. Obstáť v konkurencii bez použitia automatizovaných liniek alebo priemyselných robotických manipulátorov je dnes takmer nemožné.

Ako funguje priemyselný robot?

Robotické rameno vyzerá ako obrovské automatizované „rameno“ ovládané elektrickým riadiacim systémom. V dizajne zariadení nie je žiadna pneumatika ani hydraulika, všetko je postavené na elektromechanike. Tým sa znížili náklady na roboty a zvýšila sa ich odolnosť.

Priemyselné roboty môžu byť 4-osové (používajú sa na kladenie a balenie) a 6-osové (na iné typy prác). Okrem toho sa roboty líšia v závislosti od stupňa voľnosti: od 2 do 6. Čím je vyššia, tým presnejšie manipulátor obnoví pohyb ľudskej ruky: rotáciu, pohyb, stlačenie/uvoľnenie, naklonenie atď.
Princíp fungovania zariadenia závisí od toho softvér a zariadení, a ak na začiatku jeho vývoja bolo hlavným cieľom oslobodenie robotníkov od ťažkých a nebezpečne vyzerajúce práce, dnes sa rozsah vykonávaných úloh výrazne zvýšil.

Použitie robotických asistentov vám umožňuje zvládnuť niekoľko úloh súčasne:

• zmenšenie pracovného priestoru a uvoľnenie špecialistov (ich skúsenosti a znalosti možno využiť v inej oblasti);
• zvýšenie objemu výroby;
• zlepšenie kvality výrobkov;
• Vďaka kontinuite procesu sa skracuje výrobný cyklus.

V Japonsku, Číne, USA a Nemecku podniky zamestnávajú minimum zamestnancov, ktorých zodpovednosťou je len kontrolovať chod manipulátorov a kvalitu vyrábaných produktov. Stojí za zmienku, že priemyselný robot manipulátor je nielen funkčným pomocníkom v strojárstve či zváraní. Automatizované zariadenia sú prezentované v široký rozsah a používajú sa v hutníctve, ľahkej a potravinársky priemysel. V závislosti od potrieb podniku si môžete vybrať vhodný manipulátor funkčné povinnosti a rozpočet.

Typy priemyselných robotických manipulátorov

Dnes existuje asi 30 typov robotických ramien: od univerzálne modely na vysoko špecializovaných asistentov. V závislosti od vykonávaných funkcií sa mechanizmy manipulátorov môžu líšiť: môže to byť napríklad zváranie, rezanie, vŕtanie, ohýbanie, triedenie, stohovanie a balenie tovaru.

Na rozdiel od existujúceho stereotypu o vysokých nákladoch na robotickú technológiu si takýto mechanizmus bude môcť kúpiť každý, dokonca aj malý podnik. Malé univerzálne robotické manipulátory s malou nosnosťou (do 5 kg) od ABB a FANUC budú stáť od 2 do 4 tisíc dolárov.
Napriek kompaktnosti zariadení sú schopné zvýšiť rýchlosť práce a kvalitu spracovania produktov. Pre každého robota bude napísaný jedinečný softvér, ktorý presne koordinuje činnosť jednotky.

Vysoko špecializované modely

Robotickí zvárači si našli cestu najväčšie uplatnenie v strojárstve. Vzhľadom k tomu, že zariadenia sú schopné zvárať nielen rovné diely, ale efektívne vykonávať zváracie práce aj pod uhlom, v ťažko dostupné miesta inštalovať celé automatizované linky.

Spustí sa dopravníkový systém, kde každý robot určitý čas vykoná svoju časť práce a potom sa linka začne presúvať do ďalšej fázy. Organizácia takéhoto systému s ľuďmi je pomerne náročná: nikto z pracovníkov by nemal chýbať ani na sekundu, inak sa celý výrobný proces pokazí alebo sa objavia chyby.

Zvárači
Najbežnejšou možnosťou sú zváracie roboty. Ich výkon a presnosť sú 8-krát vyššie ako u ľudí. Takéto modely môžu vykonávať niekoľko typov zvárania: oblúkové alebo bodové (v závislosti od softvéru).

Priemyselné robotické manipulátory Kuka sú považované za lídrov v tejto oblasti. Cena od 5 do 300 tisíc dolárov (v závislosti od nosnosti a funkcií).

Zberači, sťahovači a baliči
Ťažké a škodlivé pre ľudské telo práca viedla k vzniku automatizovaných asistentov v tomto odvetví. Baliace roboty pripravia tovar na odoslanie v priebehu niekoľkých minút. Náklady na takéto roboty sú až 4 tisíc dolárov.

Výrobcovia ABB, KUKA a Epson ponúkajú využitie zariadení na zdvíhanie ťažkých bremien s hmotnosťou nad 1 tonu a ich prepravu zo skladu na miesto nakládky.

Výrobcovia priemyselných robotických manipulátorov

Japonsko a Nemecko sa považujú za nesporných lídrov v tomto odvetví. Tvoria viac ako 50 % všetkej robotickej techniky. Nie je však ľahké konkurovať gigantom a v krajinách SNŠ vlastných výrobcov a startupy.

KNN Systems. Ukrajinská spoločnosť je partnerom nemeckého Kuka a vyvíja projekty na robotizáciu zvárania, frézovania, plazmové rezanie a paletizácia. Vďaka ich softvéru môže byť priemyselný robot prekonfigurovaný na nový vzhľadúlohy za jeden deň.

Rozum Robotics (Bielorusko). Špecialisti spoločnosti vyvinuli priemyselný robotický manipulátor PULSE, ktorý sa vyznačuje ľahkosťou a jednoduchosťou použitia. Zariadenie je vhodné na montáž, balenie, lepenie a preskupovanie dielov. Cena robota sa pohybuje okolo 500 dolárov.

"ARKODIM-Pro" (Rusko). Zaoberá sa výrobou lineárnych robotických manipulátorov (pohybujúcich sa pozdĺž lineárnych osí) používaných na vstrekovanie plastov. Okrem toho môžu roboty ARKODIM pracovať ako súčasť dopravníkového systému a vykonávať funkcie zvárača alebo baliča.

Dobrý deň!

Hovoríme o rade kolaboratívnych robotických manipulátorov od Universal Robots.

Spoločnosť Universal Robots, pôvodom z Dánska, vyrába kolaboratívne robotické manipulátory na automatizáciu cykliky výrobné procesy. V tomto článku uvádzame ich hlavné technické charakteristiky a zvažujeme oblasti použitia.

čo je to?

Produkty spoločnosti sú zastúpené radom troch ľahkých priemyselných manipulačných zariadení s otvoreným kinematickým reťazcom:
UR3, UR5, UR10.
Všetky modely majú 6 stupňov mobility: 3 prenosné a 3 orientačné. Zariadenia od Universal Robots produkujú iba uhlové pohyby.
Robotické manipulátory sú rozdelené do tried v závislosti od maximálneho prípustného užitočného zaťaženia. Ďalšie rozdiely sú - polomer pracovnej oblasti, hmotnosť a priemer základne.
Všetky manipulátory UR sú vybavené vysoko presnými snímačmi absolútnej polohy, ktoré zjednodušujú integráciu s externých zariadení a vybavenie. Vďaka kompaktný dizajn Manipulátory UR nezaberajú veľa miesta a môžu byť inštalované v pracovných sekciách alebo výrobných linkách, kde sa bežné roboty nezmestia. špecifikácie:
prečo ťa to zaujíma?Jednoduchosť programovania

Špeciálne vyvinutá a patentovaná programovacia technológia umožňuje netechnickým operátorom rýchlo konfigurovať a ovládať robotické ramená UR pomocou intuitívnej technológie 3D vizualizácie. Programovanie prebieha sériou jednoduchých pohybov pracovného tela manipulátora do požadovaných polôh, alebo stláčaním šípok v špeciálnom programe na tablete.UR3:UR5:UR10: Rýchle nastavenie

Operátor prvého spustenia bude potrebovať menej ako hodinu na rozbalenie, inštaláciu a naprogramovanie prvej jednoduchej operácie. UR3: UR5: UR10: Spolupráca a bezpečnosť

Manipulátory UR môžu nahradiť operátorov vykonávajúcich rutinné úlohy v nebezpečnom a kontaminovanom prostredí. Riadiaci systém zohľadňuje vonkajšie rušivé vplyvy pôsobiace na manipulátor robota počas prevádzky. Vďaka tomu môžu byť manipulačné systémy UR prevádzkované bez ochranné ploty, vedľa pracovísk personálu. Bezpečnostné systémy robotov sú schválené a certifikované TÜV – nemeckou technickou inšpekciou.
UR3: UR5: UR10: Rozmanitosť pracovných orgánov

Na konci priemyselných manipulátorov UR je štandardizovaný držiak na inštaláciu špeciálnych pracovných častí. Medzi pracovným telom a koncovým článkom manipulátora je možné inštalovať ďalšie moduly snímačov sily a krútiaceho momentu alebo kamier. Možné aplikácie

Priemyselné robotické manipulátory UR otvárajú možnosť automatizácie takmer všetkých cyklických rutinných procesov. Zariadenia Universal Robots sa osvedčili v rôznych oblastiach použitia.

Preklad

Inštalácia UR manipulátorov v prepravných a baliacich priestoroch zvyšuje presnosť a znižuje zmršťovanie. Väčšinu prenosových operácií možno vykonať bez dozoru. Leštenie, tlmenie, brúsenie

Zabudovaný senzorový systém umožňuje kontrolovať presnosť a rovnomernosť aplikovanej sily na zakrivených a nerovných povrchoch.

Odlievanie pod tlakom

Vysoká presnosť opakujúcich sa pohybov umožňuje použitie robotov UR na úlohy spracovania polymérov a vstrekovania.
Údržba CNC strojov

Trieda ochrany plášťa poskytuje možnosť inštalácie manipulačných systémov pre spoluprácu s CNC strojmi. Balenie a stohovanie

Tradičné automatizačné technológie sú ťažkopádne a drahé. Jednoducho prispôsobiteľné roboty UR sú schopné pracovať s ochrannými štítmi alebo bez nich okolo zamestnancov 24 hodín denne, čím poskytujú vysokú presnosť a produktivitu. Kontrola kvality

Pre trojrozmerné merania je vhodný robotický manipulátor s videokamerami, čo je dodatočnou zárukou kvality produktov. Montáž

Jednoduché upevňovacie zariadenie umožňuje vybaviť roboty UR vhodnými pomocnými mechanizmami potrebnými na montáž dielov z dreva, plastu, kovu a iných materiálov. Make-up

Riadiaci systém vám umožňuje ovládať vyvinutý krútiaci moment, aby ste sa vyhli nadmernému utiahnutiu a zabezpečili požadované napätie. Lepenie a zváranie

Vysoká presnosť polohovania pracovného prvku umožňuje znížiť množstvo odpadu pri lepení alebo aplikácii látok.
Priemyselné robotické ramená UR môžu fungovať rôzne druhy zváranie: oblúkové, bodové, ultrazvukové a plazmové. Celkom:

Priemyselné manipulátory od Universal Robots sú kompaktné, ľahké a dajú sa ľahko naučiť a používať. Roboty UR sú flexibilným riešením pre širokú škálu úloh. Manipulátory môžu byť naprogramované na akékoľvek činnosti spojené s pohybmi ľudskej ruky a rotačné pohyby darí sa im oveľa lepšie. Manipulátori nie sú náchylní na únavu ani strach zo zranenia, nepotrebujú prestávky ani víkendy.
Riešenia od Universal Robots vám umožňujú automatizovať akýkoľvek rutinný proces, čo zvyšuje rýchlosť a kvalitu výroby.

Diskutujte o automatizácii vašich výrobných procesov pomocou manipulátorov Universal Robots oficiálny predajca -

Ahoj Giktimes!

Projekt uArm od uFactory získal prostriedky na Kickstarteri pred viac ako dvoma rokmi. Od začiatku hovorili, že bude otvorený projekt, no hneď po skončení kampane sa so zverejnením zdrojového kódu neponáhľali. Chcel som len narezať plexisklo podľa ich nákresov a hotovo, ale keďže neboli podklady a v dohľadnej dobe po tom ani stopy, začal som opakovať dizajn z fotografií.

Moje robotické rameno teraz vyzerá takto:

Pomalou prácou za dva roky som stihol spraviť štyri verzie a nazbieral pomerne veľa skúseností. Pod rezom nájdete popis, históriu projektu a všetky súbory projektu.

Pokus a omyl

Keď som začal pracovať na výkresoch, chcel som si uArm nielen zopakovať, ale aj vylepšiť. Zdalo sa mi, že v mojich podmienkach sa to celkom dalo zaobísť bez ložísk. Tiež sa mi nepáčilo, že sa elektronika otáčala spolu s celým manipulátorom a chcel som zjednodušiť dizajn spodnej časti pántu. Plus som ho hneď začala kresliť o niečo menšie.

S týmito vstupnými parametrami som nakreslil prvú verziu. Žiaľ, nemám žiadne fotografie tejto verzie manipulátora (vyrobenej v r žltá farba). Chyby v ňom boli jednoducho epické. Po prvé, bolo takmer nemožné zostaviť. Mechanika, ktorú som nakreslil pred manipulátorom, bola spravidla pomerne jednoduchá a nemusel som premýšľať o procese montáže. Ale napriek tomu som ho zostavil a pokúsil sa ho naštartovať a moja ruka sa takmer nepohla! Všetky diely sa točili okolo skrutiek a ak som ich dotiahol tak, aby bola menšia vôľa, nemohla sa pohnúť. Ak som ho uvoľnil, aby sa mohol pohybovať, objavila sa neuveriteľná hra. Výsledkom bolo, že koncept neprežil ani tri dni. A začal pracovať na druhej verzii manipulátora.

Červená sa už do práce celkom hodila. Normálne sa zložil a mohol sa pohybovať s mazaním. Mohol som na ňom otestovať softvér, no aj tak ho nedostatok ložísk a veľké straty na rôznych ťahoch veľmi oslabili.

Potom som prácu na projekte na nejaký čas opustil, no čoskoro som sa rozhodol, že ho zrealizujem. Rozhodol som sa použiť výkonnejšie a obľúbené servá, zväčšiť veľkosť a pridať ložiská. Navyše som sa rozhodol, že sa nebudem snažiť robiť všetko dokonale naraz. Načrtla som kresby rýchle ruky, bez kreslenia krásnych spojov a objednaného rezania z priehľadného plexiskla. Pomocou výsledného manipulátora som bol schopný odladiť proces montáže, identifikovať oblasti, ktoré potrebovali dodatočné spevnenie, a naučil som sa používať ložiská.

Potom, čo som si užil s priehľadným manipulátorom veľa zábavy, začal som kresliť finálnu bielu verziu. Takže teraz sú všetky mechaniky úplne odladené, vyhovujú mi a som pripravený povedať, že na tomto dizajne nechcem nič meniť:

Deprimuje ma, že som do projektu uArm nemohol priniesť nič zásadne nové. V čase, keď som začal kresliť konečná verzia, na GrabCad už spustili 3D modely. V dôsledku toho som len trochu zjednodušil pazúr, pripravil súbory vo vhodnom formáte a použil veľmi jednoduché a štandardné komponenty.

Vlastnosti manipulátora

Predtým, ako sa objavilo uArm, stolné manipulátory tejto triedy vyzeral dosť smutne. Buď nemali vôbec žiadnu elektroniku, alebo mali nejaký druh riadenia s odpormi, alebo mali vlastný proprietárny softvér. Po druhé, zvyčajne nemali systém paralelných pántov a samotná rukoväť počas prevádzky menila svoju polohu. Ak zozbierate všetky výhody môjho manipulátora, dostanete pomerne dlhý zoznam:

1. Tyčový systém, ktorý umožňuje umiestniť výkonné a ťažké motory na základňu manipulátora, ako aj držať chápadlo paralelne alebo kolmo k základni
2. Jednoduchá sada komponentov, ktoré sa dajú ľahko kúpiť alebo vyrezať z plexiskla
3. Ložiská takmer vo všetkých komponentoch manipulátora
4. Jednoduchá montáž. To sa ukázalo ako naozaj náročná úloha. Obzvlášť ťažké bolo premyslieť proces montáže základne
5. Poloha uchopenia sa dá zmeniť o 90 stupňov
6. Otvorený zdroj a dokumentácia. Všetko je pripravené v prístupných formátoch. Poskytnem linky na stiahnutie 3D modelov, rezacie súbory, zoznam materiálov, elektroniku a softvér
7. Kompatibilné s Arduino. Existuje veľa odporcov Arduina, ale verím, že toto je príležitosť rozšíriť publikum. Profesionáli môžu jednoducho napísať svoj softvér v C - toto je bežný ovládač od Atmel!

Mechanika

Na zostavenie je potrebné vyrezať diely z 5 mm hrubého plexiskla:

Za vyrezanie všetkých týchto častí mi účtovali asi 10 dolárov.

Základňa je namontovaná na veľkom ložisku:

Obzvlášť ťažké bolo premyslieť základňu z hľadiska procesu montáže, no dával som pozor na inžinierov z uArm. Vahadly sedia na čape s priemerom 6 mm. Treba poznamenať, že môj ťah lakťom držím na držiaku v tvare U, zatiaľ čo uFactory’s držím na držiaku v tvare L. Je ťažké vysvetliť, v čom je rozdiel, ale myslím, že som to urobil lepšie.

Rukoväť je zostavená samostatne. Môže sa otáčať okolo svojej osi. Samotný pazúr sedí priamo na hriadeli motora:

Na konci článku uvediem odkaz na super podrobný montážny návod na fotografiách. Ak máte všetko, čo potrebujete, môžete to s istotou prekrútiť za pár hodín. Pripravil som aj 3D model v voľný program SketchUp. Môžete si ho stiahnuť, prehrať a pozrieť sa, čo a ako bolo zostavené.

Elektronika

Aby vaša ruka fungovala, stačí k Arduinu pripojiť päť serv a napájať ich z dobrý zdroj. uArm používa nejaký druh motorov s spätná väzba. Na ovládanie chápadla som nainštaloval tri bežné motory MG995 a dva malé kovové prevodové motory.

Tu je môj príbeh úzko prepojený s predchádzajúcimi projektmi. Pred časom som začal učiť programovanie Arduina a dokonca som si na tieto účely pripravil vlastnú dosku kompatibilnú s Arduino. Na druhej strane sa mi jedného dňa naskytla možnosť vyrobiť si dosky lacno (o čom som aj písal). Nakoniec to všetko skončilo tým, že som použil vlastnú dosku kompatibilnú s Arduino a špecializovaný štít na ovládanie manipulátora.

Tento štít je v skutočnosti veľmi jednoduchý. Má štyri variabilné odpory, dve tlačidlá, päť servo konektorov a napájací konektor. To je veľmi výhodné z hľadiska ladenia. Môžete nahrať testovací náčrt a nahrať nejaké makro na kontrolu alebo niečo podobné. Odkaz na stiahnutie súboru dosky dám aj na koniec článku, ale je pripravený na výrobu s pokovenými dierkami, takže na domácu výrobu je málo použiteľný.

Programovanie

Najzaujímavejšie je ovládanie manipulátora z počítača. uArm má pohodlnú aplikáciu na ovládanie manipulátora a protokol na prácu s ním. Počítač odošle 11 bajtov do portu COM. Prvý je vždy 0xFF, druhý je 0xAA a niektoré zo zvyšných sú signály pre servá. Ďalej sú tieto údaje normalizované a odoslané do motorov na spracovanie. Moje servá sú pripojené na digitálne vstupy/výstupy 9-12, ale to sa dá ľahko zmeniť.

Terminálový program uArm vám umožňuje zmeniť päť parametrov pri ovládaní myši. Pri pohybe myši po povrchu sa mení poloha manipulátora v rovine XY. Otáčaním kolieska sa mení výška. LMB/RMB - komprimovať/rozbaľovať pazúr. RMB + koliesko - otočte rukoväť. Je to vlastne veľmi pohodlné. Ak chcete, môžete napísať ľubovoľný terminálový softvér, ktorý bude komunikovať s manipulátorom pomocou rovnakého protokolu.

Nebudem tu poskytovať náčrty - môžete si ich stiahnuť na konci článku.

Video z práce

A na záver video samotného manipulátora. Ukazuje, ako ovládať myš, odpory a vopred nahraný program.

Odkazy

Súbory na rezanie plexiskla, 3D modely, nákupný zoznam, výkresy dosiek a softvér si môžete stiahnuť na konci môjho