Risbe robotskega manipulatorja za rezkanje z lastnimi rokami. Mehanska roka robotskega manipulatorja. Mehanska montaža

Med značilnostmi tega robota na platformi Arduino je mogoče opozoriti na kompleksnost njegove zasnove. Robotska roka je sestavljena iz številnih vzvodov, ki ji omogočajo premikanje po vseh oseh, prijemanje in premikanje različnih stvari s pomočjo samo 4 servo motorjev. Po zbiranju z lastnimi rokami takšnega robota boste zagotovo lahko presenetili svoje prijatelje in ljubljene z zmogljivostmi in prijeten pogled te naprave! Ne pozabite, da lahko za programiranje vedno uporabite naše grafično okolje RobotON Studio!

Če imate kakršna koli vprašanja ali komentarje, smo vedno v stiku! Ustvarite in objavite svoje rezultate!

Posebnosti:

Za sestavljanje robotske roke z lastnimi rokami boste potrebovali kar nekaj komponent. Glavnino zasedajo 3D natisnjeni deli, približno 18 jih je (ni potrebno natisniti diapozitiva, če ste prenesli in natisnili vse, kar potrebujete, boste potrebovali vijake, matice in elektroniko).

• 5 vijakov M4 20 mm, 1 x 40 mm in pripadajoče matice z zaščito proti zvijanju
• 6 vijakov M3 10 mm, 1 x 20 mm in pripadajoče matice
• Testna plošča s povezovalnimi žicami ali oklopom
• Arduino Nano
• 4 servo motorji SG 90

Po montaži ohišja je POMEMBNO zagotoviti, da se lahko prosto premika. Če se ključne komponente Roboarma premikajo s težavo, servo motorji morda ne bodo kos obremenitvi. Pri sestavljanju elektronike se morate zavedati, da je bolje priključiti vezje na napajanje po temeljitem preverjanju povezav. Da bi se izognili poškodbam servo pogonov SG 90, vam samega motorja ni treba vrteti ročno, če to ni potrebno. Če morate razviti SG 90, morate gladko premikati gred motorja v različnih smereh.

Tehnični podatki:

• Enostavno programiranje zaradi prisotnosti majhnega števila motorjev istega tipa
• Prisotnost mrtvih con za nekatere servo motorje
• Široka uporabnost robota v vsakdanjem življenju
• Zanimivo inženirsko delo
• Potreba po uporabi 3D tiskalnika

Občinski proračunska institucija

dodatno izobraževanje "Postaja mladi tehniki»

mesto Kamensk Shakhtinsky

Občinski oder regijsko tekmovanje

"Mladi oblikovalci Dona za tretje tisočletje"

Oddelek "Robotika"

« Arduino manipulatorska roka"

učitelj dodatnega izobraževanja

MBU DO "SYUT"

Uvod 3

Raziskave in analize 4

Faze izdelave enot in montaže manipulatorja 6

1. Materiali in orodja 6

   Mehanske komponente manipulatorja 7

   Elektronsko polnjenje manipulator 9

Sklep 11

Viri informacij 12

Dodatek 13

Uvod

Robotski manipulator je tridimenzionalni stroj, ki ima tri dimenzije, ki ustrezajo prostoru živega bitja. V širšem smislu lahko manipulatorja opredelimo kot tehnični sistem, ki lahko nadomesti človeka ali mu pomaga pri opravljanju različnih nalog.

Trenutno razvoj robotike ne napreduje, ampak teče pred časom. Samo v prvih 10 letih 21. stoletja je bilo izumljenih in implementiranih več kot 1 milijon robotov. Najbolj zanimivo pa je, da lahko razvoj na tem področju izvajajo ne le skupine velikih korporacij, skupine znanstvenikov in poklicnih inženirjev, temveč tudi navadni šolarji po vsem svetu.

Za študij robotike v šoli je bilo razvitih več kompleksov. Najbolj znani med njimi so:

Robotis Bioloid;

LEGO Mindstorms;

• Arduino.

Konstruktorji Arduino so zelo zanimivi za graditelje robotov. Arduino plošče so radijski konstruktor, zelo enostaven, a dovolj funkcionalen za zelo hitro programiranje v jeziku Viring (pravzaprav C++) in uresničevanje tehničnih idej.

Toda kot kaže praksa, vse več praktični pomen Pridobivajo se dela mladih strokovnjakov nove generacije.

Učenje otrok programiranja bo vedno aktualno, saj je hiter razvoj robotike povezan predvsem z razvojem informacijske tehnologije in komunikacijska sredstva.

Cilj projekta je ustvariti izobraževalni radijski konstruktor na osnovi manipulatorske roke, ki bo otroke učil programiranja v okolju Arduino. igralno obliko. Omogočiti čim več otrokom, da se seznanijo z oblikovalskimi dejavnostmi v robotiki.

Cilji projekta:

razviti in zgraditi učno roko – manipulatorja z minimalni stroški sredstva, ki niso slabša od tujih analogov;

uporabite servomotorje kot manipulatorske mehanizme;

nadzor mehanizmov manipulatorja z uporabo radijskega kompleta Arduino UNO R 3;

razviti program v programskem okolju Arduino za proporcionalno krmiljenje servomotorjev.

Za dosego zastavljenega cilja in ciljev našega projekta je potrebno proučiti tipe obstoječih manipulatorjev, strokovna literatura o tej temi ter o strojni in računalniški platformi Arduino.

Raziskave in analize

Študij.

Industrijski manipulator - zasnovan za izvajanje motoričnih in krmilnih funkcij v proizvodnem procesu, tj. avtomatska naprava, sestavljen iz manipulatorja in reprogramabilne krmilne naprave, ki generira krmilne ukrepe, ki določajo zahtevana gibanja izvršnih organov manipulatorja. Uporablja se za premikanje proizvodnih predmetov in izvajanje različnih tehnoloških operacij.

O
booming konstruktor - manipulator je opremljen z robotsko roko, ki stisne in sprosti. Z njegovo pomočjo lahko igrate šah tako, da ga upravljate na daljavo. Za razdeljevanje vizitk lahko uporabite tudi robotsko roko. Gibi vključujejo: zapestje 120°, komolec 300°, osnovna rotacija 270°, osnovna rotacija 180°. Igrača je zelo dobra in uporabna, vendar je njena cena približno 17.200 rubljev.

Zahvaljujoč projektu "uArm" lahko vsak sestavi svojega lastnega namiznega mini robota. “uArm” je 4-osni manipulator, miniaturna različica industrijskega robota “ABB PalletPack IRB460”. Manipulator je opremljen z mikroprocesorjem Atmel in kompletom servomotorjev. skupni stroški potrebni deli - 12959 rubljev. Projekt uArm zahteva vsaj osnovno znanje programiranja in izkušnje pri sestavljanju kock Lego. Mini robota je mogoče programirati za številne funkcije: od igranja do glasbilo, preden naložite kakšen zapleten program. Trenutno se razvijajo aplikacije za iOS in Android, ki vam bodo omogočile nadzor "uArm" s pametnega telefona.

"uArm" manipulatorji

Večina obstoječih manipulatorjev vključuje namestitev motorjev neposredno v sklepe. To je po zasnovi preprostejše, vendar se izkaže, da morajo motorji dvigniti ne le tovor, ampak tudi druge motorje.

Analiza.

Za osnovo smo vzeli manipulator, predstavljen na spletni strani Kickstarter, ki se je imenoval "uArm". Prednost te zasnove je, da je platforma za namestitev prijemala vedno nameščena vzporedno delovna površina. Težki motorji so nameščeni na dnu, sile se prenašajo preko palic. Zaradi tega ima manipulator tri servomotorje (tri prostostne stopnje), ki mu omogočajo premikanje orodja po vseh treh oseh za 90 stopinj.

Odločili so se za vgradnjo ležajev v gibljive dele manipulatorja. Ta zasnova manipulatorja ima veliko prednosti pred mnogimi modeli, ki so trenutno v prodaji: Vsega skupaj manipulator uporablja 11 ležajev: 10 kosov za gred 3 mm in enega za gred 30 mm.

Značilnosti roke manipulatorja:

Višina: 300 mm.

Delovno območje(s popolnoma iztegnjeno roko): 140 mm do 300 mm okoli baze

Največja nosilnost na dolžini roke: 200 g

Poraba toka, ne več: 1A

Enostaven za sestavljanje. Veliko pozornosti smo posvetili zagotavljanju takšnega zaporedja sestavljanja manipulatorja, v katerem bi bilo zelo priročno priviti vse dele. To je bilo še posebej težko za močne servo pogonske enote v bazi.

Krmiljenje se izvaja s pomočjo spremenljivih uporov, proporcionalno krmiljenje. Lahko oblikujete krmiljenje tipa odjemnika toka, kot ga imajo jedrski znanstveniki in junak v velikem robotu iz filma "Avatar", lahko ga upravljate tudi z miško, s primeri kode pa lahko ustvarite lastne algoritme gibanja.

Odprtost projekta. Vsak si lahko sam izdela orodje (ventuzo ali sponko za svinčnik) in v krmilnik naloži program (skico), potreben za dokončanje naloge.

Faze izdelave komponent in montaže manipulatorja

Materiali in orodja

Za izdelavo roke manipulatorja je bila uporabljena kompozitna plošča debeline 3 mm in 5 mm. To je material, ki je sestavljen iz dveh aluminijastih plošč debeline 0,21 mm, povezanih s plastjo termoplastičnega polimera, ima dobro togost, je lahek in enostaven za obdelavo. Prenesene fotografije manipulatorja na internetu so bile obdelane računalniški program Inkscape (vektor) grafični urejevalnik). Risbe roke manipulatorja so bile narisane v programu AutoCAD (sistem za tridimenzionalno računalniško načrtovanje in risanje).

Pripravljeni deli za manipulator.

Končani deli baze manipulatorja.

Mehanska vsebina manipulatorja

Za osnovo manipulatorja so bili uporabljeni servomotorji MG-995. To so digitalni servo motorji s kovinskimi zobniki in krogličnimi ležaji, ki zagotavljajo silo 4,8 kg/cm, natančno pozicioniranje in sprejemljivo hitrost. En servo pogon tehta 55,0 gramov z dimenzijami 40,7 x 19,7 x 42,9 mm, napajalna napetost od 4,8 do 7,2 voltov.

Za oprijem in vrtenje roke so bili uporabljeni servomotorji MG-90S. Tudi to so digitalni servo motorji s kovinskimi zobniki in krogličnim ležajem na izgonski gredi; zagotavljajo silo 1,8 kg/cm in natančno kontrolo položaja. En servo pogon tehta 13,4 gramov z dimenzijami 22,8 x 12,2 x 28,5 mm, napajalna napetost od 4,8 do 6,0 voltov.

Servo pogon MG-995 Servo pogon MG90S

Ležaj dimenzij 30x55x13 se uporablja za olajšanje vrtenja podnožja roke - manipulatorja z bremenom.

Namestitev ležajev. Sklop vrtljive naprave.

Osnova sklopa roka - manipulator.

Deli za sestavljanje prijemala. Sklop prijemala.

Elektronsko polnjenje manipulatorja

Obstaja ena odprt projekt, ki se imenuje Arduino. Osnova tega projekta je osnovni strojni modul in program, v katerega lahko napišete kodo za krmilnik v specializiranem jeziku in ki omogoča povezavo in programiranje tega modula.

Za delo z manipulatorjem smo uporabili ploščo Arduino UNO R 3 in kompatibilno razširitveno ploščo za priklop servomotorjev. Vgrajen ima 5 voltni stabilizator za napajanje servov, PLS kontakte za priklop servov in konektor za priklop spremenljivih uporov. Napajanje se napaja iz bloka 9V, 3A.

Arduino krmilna plošča UNO R 3.

Shematski diagram razširitve za krmilno ploščo Arduino UNO R 3 je bil razvit ob upoštevanju zadanih nalog.

Shematski diagram razširitvene plošče za krmilnik.

Razširitvena plošča za krmilnik.

Ploščo Arduino UNO R 3 povežemo z uporabo USB kabel A-B na računalnik, nastavimo potrebne nastavitve v programskem okolju, sestavimo program (skico) za delovanje servomotorjev z uporabo knjižnic Arduino. Skico sestavimo (preverimo), nato jo naložimo v krmilnik. Z podrobne informacije o delu v okolju Arduino najdete na spletni strani http://edurobots.ru/category/uroki/ (Arduino za začetnike. Lekcije).

Programsko okno s skico.

Zaključek

Ta model manipulatorja odlikujejo nizki stroški v primerjavi s preprostim konstrukcijskim kompletom Duckrobot, ki izvaja 2 giba in stane 1102 rubljev, ali gradbenim kompletom Lego Policijska postaja, ki stane 8429 rubljev. Naš konstruktor izvaja 5 gibov in stane 2384 rubljev.

	Sestavni deli in material	Količina
	Servo pogon MG-995
	Servo pogon MG90S
	Ležaj 30x55x13
	Ležaj 3x8x3
	M3x27 medeninasto žensko-žensko stojalo
	M3x10 vijak z golom. pod h/w
	Kompozitna plošča velikosti 0,6m2
	Arduino UNO R 3 krmilna plošča
	Spremenljivi upori 100 kom.

Nizki stroški so pripomogli k razvoju tehničnega konstruktorja za roko manipulatorja, katerega primer je na igriv način nazorno prikazal princip delovanja manipulatorja in izvajanje zadanih nalog.

Na testih se je izkazal princip delovanja v programskem okolju Arduino. Takšen način vodenja in poučevanja programiranja na igriv način ni samo mogoč, ampak tudi učinkovit.

Začetna datoteka s skico, vzeta z uradne spletne strani Arduino in razhroščena v programskem okolju, zagotavlja pravilno in zanesljivo delovanje manipulator.

V prihodnosti želim opustiti drage servo motorje in uporabiti koračne motorje, tako da se bo premikal precej natančno in gladko.

Manipulator se krmili s pomočjo odjemnika toka prek radijskega kanala Bluetooth.

Viri informacij

Gololobov N.V. O projektu Arduino za šolarje. Moskva. 2011.

Kurt E. D. Uvod v mikrokontrolerje s prevodom v ruščino T. Volkova. 2012.

Belov A.V. Priročnik za samoučenje razvijalcev naprav o mikrokontrolerjih AVR. Znanost in tehnologija, Sankt Peterburg, 2008.

http://www.customelectronics.ru/robo-ruka-sborka-mehaniki/ manipulator na gosenicah.

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

http://robocraft.ru/blog/mechanics/583.html povezava do članka in videa.

http://edurobots.ru/category/uroki/ Arduino za začetnike.

Aplikacija

Risba osnove manipulatorja

Risba roka in ročaja manipulatorja.

Ima osvetlitev ozadja. Skupaj robot deluje na 6 servomotorjev. Za izdelavo mehanskega dela je bil uporabljen akril debeline dva milimetra. Za izdelavo stativa smo osnovo vzeli iz disko krogle in vanjo vgradili en motor.

Robot deluje na plošči Arduino. Kot vir energije se uporablja računalniška enota.

Materiali in orodja:
- 6 servomotorjev;
- akril debeline 2 mm (in še en majhen kos debeline 4 mm);
- stojalo (za ustvarjanje podlage);
- ultrazvočni senzor razdalje tip hc-sr04;
- krmilnik Arduino Uno;
- krmilnik moči (izdelan neodvisno);
- napajanje iz računalnika;
- računalnik (potreben za programiranje Arduino);
- žice, orodja itd.

Proizvodni proces:

Prvi korak. Sestavljanje mehanskega dela robota
Mehanski del je sestavljen zelo preprosto. Dva kosa akrila je treba povezati s servo motorjem. Drugi dve povezavi sta povezani na podoben način. Kar se tiče gripa, ga je najbolje kupiti na spletu. Vsi elementi so pritrjeni z vijaki.

Dolžina prvega dela je približno 17,5 cm, drugi del pa ima dolžino 5,5 cm, njihove velikosti pa so izbrane po lastni presoji.

Kot vrtenja na dnu mehanske roke mora biti 180 stopinj, zato je treba na dnu namestiti servo motor. V našem primeru ga je treba namestiti v disko kroglo. Robot je že nameščen na servomotorju.

Za namestitev ultrazvočnega senzorja boste potrebovali kos akrila debeline 2 cm.

Za namestitev grabežnika boste potrebovali več vijakov in servo motor. Gugalnico morate vzeti iz servomotorja in jo skrajšati, dokler se ne prilega prijemalu. Nato lahko privijete dva majhna vijaka. Po montaži je treba servomotor obrniti v skrajni levi položaj in zapreti prijemalne čeljusti.

Zdaj je servomotor pritrjen na 4 vijake, pomembno je, da je v skrajnem levem položaju in da so ustnice stisnjene skupaj.
Sedaj lahko servo priključimo na ploščo in preverimo, če prijemalo deluje.

Drugi korak. Robotska razsvetljava
Da bo robot bolj zanimiv, ga lahko osvetlite. To se naredi z uporabo LED diod različnih barv.

Tretji korak. Priključitev elektronskega dela
Glavni krmilnik za robota je plošča Arduino. Računalniška enota se uporablja kot vir energije, morate najti napetost 5 voltov. Moral bi biti tam, če z multimetrom merite napetost na rdeči in črni žici. Ta napetost je potrebna za napajanje servomotorjev in senzorja razdalje. Rumene in črne žice bloka že proizvajajo 12 voltov, potrebne so za delovanje Arduina.

Za servomotorje morate narediti pet konektorjev. 5V priključimo na pozitivne, negativne pa na maso. Senzor razdalje je povezan na enak način.

Obstaja tudi na tabli LED indikator prehrana. Za povezavo se med +5V in maso uporabi upor 100 ohmov.

Izhodi servo motorjev so povezani z izhodi PWM na Arduinu. Takšni zatiči na plošči so označeni s simbolom »~«. Kar se tiče ultrazvočnega senzorja razdalje, ga lahko priključite na nožici 6 in 7. LED je povezana z maso in 13. nožico.

Zdaj lahko začnete programirati. Preden se povežete prek USB-ja, se morate prepričati, da je napajanje popolnoma izklopljeno. Pri testiranju programa mora biti robot tudi izklopljen. Če tega ne storite, bo krmilnik prejel 5 V iz USB-ja in 12 V iz napajalnika.

Na diagramu lahko vidite, da so dodani potenciometri za krmiljenje servo motorjev. Niso nujna komponenta robota, vendar brez njih predlagana koda ne bo delovala. Potenciometri so priključeni na nožice 0,1,2,3 in 4.

Na diagramu je upor R1, ki ga je mogoče zamenjati s potenciometrom 100 kOhm. Tako boste lahko ročno prilagodili svetlost. Kar zadeva upore R2, je njihova nazivna vrednost 118 Ohmov.

Tukaj je seznam glavnih komponent, ki so bile uporabljene:
- 7 LED diod;
- R2 - upor 118 ohmov;
- R1 - upor 100 kOhm;
- stikalo;
- fotorezistor;
- tranzistor bc547.

Četrti korak. Programiranje in prvi zagon robota
Za krmiljenje robota je bilo uporabljenih 5 potenciometrov. Takšno vezje je povsem mogoče zamenjati z enim potenciometrom in dvema igralnima palicama. Kako priključiti potenciometer je bilo prikazano v prejšnjem koraku. Po namestitvi skice lahko robota preizkusite.

Prvi testi robota so pokazali, da so se vgrajeni servo motorji tipa futuba s3003 izkazali za šibke za robota. Uporabljajo se lahko samo za obračanje roke ali prijemanje. Namesto tega je avtor namestil motorje mg995. Idealna možnost na voljo bodo motorji, kot je mg946.

Pozdravljeni Giktimes!

Projekt uArm podjetja uFactory je pred več kot dvema letoma zbiral sredstva na Kickstarterju. Že od samega začetka so govorili, da bo šlo za odprt projekt, a se jim takoj po koncu podjetja ni mudilo z objavo izvorne kode. Želel sem samo izrezati pleksi steklo po njihovih risbah in to je to, a ker ni bilo izvornih materialov in o tem v doglednem času ni bilo videti, sem začel ponavljati dizajn po fotografijah.

Zdaj je moja robotska roka videti takole:

Ob počasnem delu sem v dveh letih uspel narediti štiri različice in pridobil kar nekaj izkušenj. Pod rezom najdete opis, zgodovino projekta in vse projektne datoteke.

Poskus in napaka

Ko sem začel delati na risbah, nisem hotel samo ponoviti uArma, ampak ga izboljšati. Zdelo se mi je, da je v mojih razmerah povsem mogoče brez ležajev. Prav tako mi ni bilo všeč, da se elektronika vrti skupaj s celotnim manipulatorjem in sem želel poenostaviti zasnovo spodnjega dela tečaja. Poleg tega sem ga takoj začel risati nekoliko manjšega.

S temi vhodnimi parametri sem narisal prvo različico. Na žalost nimam fotografij te različice manipulatorja (ki je bila izdelana l. rumena barva). Napake v njem so bile preprosto epske. Prvič, skoraj nemogoče ga je bilo sestaviti. Praviloma je bila mehanika, ki sem jo narisal pred manipulatorjem, precej enostavna in mi ni bilo treba razmišljati o procesu sestavljanja. A kljub temu sem ga sestavil in poskusil zagnati, pa se moja roka komaj premakne! Vsi deli so se vrteli okoli vijakov in če sem jih zategnila, da je bilo manj zračnosti, se ni mogla premakniti. Če sem ga zrahljal, da se je lahko premikal, se je pojavila neverjetna zračnost. Posledično koncept ni preživel niti tri dni. In začel je delati na drugi različici manipulatorja.

Rdeča je bila že kar primerna za v službo. Sestavljen je bil normalno in se je lahko premikal z mazanjem. Na njem sem lahko preizkusil programsko opremo, vendar je bil še vedno zaradi pomanjkanja ležajev in velikih izgub na različnih potiskih zelo šibek.

Nato sem delo na projektu za nekaj časa opustil, a se kmalu odločil, da ga uresničim. Odločil sem se, da bom uporabil močnejše in priljubljene servomotorje, povečal velikost in dodal ležaje. Poleg tega sem se odločil, da ne bom poskušal narediti vsega popolno naenkrat. Risbe sem skiciral naprej hitre roke, brez risanja lepih povezav in naročenega izreza iz prozornega pleksi stekla. Z uporabo nastalega manipulatorja sem lahko odpravil napake v procesu montaže, identificiral področja, ki so potrebovala dodatno ojačitev, in se naučil uporabljati ležaje.

Ko sem se s prozornim manipulatorjem zelo zabaval, sem se lotil risanja končne bele različice. Torej, zdaj so vse mehanike popolnoma razhroščene, ustrezajo mi in pripravljen sem reči, da v tem dizajnu ne želim spremeniti ničesar drugega:

Deprimira me, da v projekt uArm nisem mogel prinesti ničesar bistveno novega. Do takrat, ko sem začel risati končna različica, so že uvedli 3D modele na GrabCadu. Kot rezultat, sem samo malo poenostavil krempelj, pripravil datoteke v priročni obliki in uporabil zelo preproste in standardne komponente.

Lastnosti manipulatorja

Pred prihodom uArma so namizni manipulatorji tega razreda izgledali precej dolgočasno. Ali sploh niso imeli elektronike ali pa so imeli nekakšen nadzor z upori ali pa so imeli svojo lastniško programsko opremo. Drugič, običajno niso imeli sistema vzporednih tečajev in sam oprijem je med delovanjem spreminjal svoj položaj. Če zberete vse prednosti mojega manipulatorja, dobite precej dolg seznam:

1. Sistem palic, ki omogoča namestitev močnih in težkih motorjev na podnožje manipulatorja ter držanje prijemala vzporedno ali pravokotno na podlago
2. Preprost nabor komponent, ki jih je enostavno kupiti ali izrezati iz pleksi stekla
3. Ležaji v skoraj vseh komponentah manipulatorja
4. Enostaven za sestavljanje. To se je izkazalo za res težko nalogo. Še posebej težko je bilo razmišljati o procesu sestavljanja baze
5. Položaj oprijema lahko spreminjate za 90 stopinj
6. Odprta koda in dokumentacija. Vse je pripravljeno v dostopnih oblikah. Posredoval bom povezave za prenos 3D modelov, datotek za rezanje, seznam materialov, elektronike in programske opreme
7. Arduino združljiv. Obstaja veliko nasprotnikov Arduina, vendar verjamem, da je to priložnost za razširitev občinstva. Profesionalci lahko preprosto napišejo svojo programsko opremo v C - to je običajen krmilnik podjetja Atmel!

Mehanika

Za sestavljanje morate iz pleksi stekla debeline 5 mm izrezati dele:

Za rezanje vseh teh delov so mi zaračunali približno 10 dolarjev.

Podstavek je nameščen na velikem ležaju:

Še posebej težko je bilo razmišljati o bazi z vidika postopka sestavljanja, vendar sem pazil na inženirje iz uArma. Gugalnice sedijo na zatiču s premerom 6 mm. Opozoriti je treba, da se moj komolec drži na držalu v obliki črke U, uFactoryjev pa na držalu v obliki črke L. Težko je razložiti, kakšna je razlika, a mislim, da mi je šlo bolje.

Ročaj je sestavljen ločeno. Lahko se vrti okoli svoje osi. Sam krempelj sedi neposredno na gredi motorja:

Na koncu članka bom dal povezavo do super podrobnih navodil za montažo v fotografijah. Vse skupaj lahko brez skrbi zvijete v nekaj urah, če imate vse, kar potrebujete, pri roki. Pripravil sem tudi 3D model v brezplačen program SketchUp. Lahko ga prenesete, predvajate in vidite, kaj in kako je bilo sestavljeno.

elektronika

Da bo vaša roka delala, morate le povezati pet servomotorjev na Arduino in jih napajati iz dober vir. uArm uporablja neke vrste motorje z povratne informacije. Za krmiljenje prijemala sem namestil tri običajne motorje MG995 in dva majhna kovinska motorja z gonilniki.

Tukaj je moja pripoved tesno prepletena s prejšnjimi projekti. Pred časom sem začel poučevati programiranje Arduino in za te namene celo pripravil svojo ploščo, združljivo z Arduino. Po drugi strani pa sem nekega dne imel možnost poceni izdelovati deske (o čemer sem tudi pisal). Na koncu se je vse končalo tako, da sem uporabil svojo ploščo, združljivo z Arduino, in specializiran ščit za nadzor manipulatorja.

Ta ščit je pravzaprav zelo preprost. Ima štiri spremenljive upore, dva gumba, pet servo konektorjev in napajalni konektor. To je zelo priročno z vidika odpravljanja napak. Lahko naložiš testno skico in posnameš kakšen makro za nadzor ali kaj podobnega. Na koncu članka bom dal tudi povezavo za prenos datoteke plošče, vendar je pripravljena za izdelavo z metaliziranimi luknjami, zato je za domačo proizvodnjo malo uporabna.

Programiranje

Najbolj zanimivo je upravljanje manipulatorja iz računalnika. uArm ima priročno aplikacijo za nadzor manipulatorja in protokol za delo z njim. Računalnik pošlje 11 bajtov v vrata COM. Prvi je vedno 0xFF, drugi je 0xAA in nekaj preostalih je signalov za servomotorje. Nato se ti podatki normalizirajo in pošljejo motorjem v obdelavo. Moji servomotorji so povezani z digitalnimi vhodi/izhodi 9-12, vendar se to lahko enostavno spremeni.

Terminalni program uArm omogoča spreminjanje petih parametrov pri upravljanju miške. Ko se miška premika po površini, se spreminja položaj manipulatorja v ravnini XY. Z vrtenjem kolesa se spremeni višina. LMB/RMB - stisnite/razprostrite krempelj. RMB + kolo - zavrtite ročaj. Pravzaprav je zelo priročno. Če želite, lahko napišete katero koli terminalsko programsko opremo, ki bo komunicirala z manipulatorjem po istem protokolu.

Tukaj ne bom dajal skic - lahko jih prenesete na koncu članka.

Video o delu

In končno, videoposnetek samega manipulatorja. Prikazuje, kako upravljati miško, upore in vnaprej posnet program.

Povezave

Datoteke za rezanje pleksi stekla, 3D modele, seznam nakupov, risbe plošč in programsko opremo lahko prenesete na koncu moje

Eden od glavnih gonilne sile avtomatizacija sodobna proizvodnja so industrijski robotski manipulatorji. Njihov razvoj in implementacija sta podjetjem omogočila doseči novo znanstveno in tehnično raven opravljanja nalog, prerazporeditev odgovornosti med tehnologijo in ljudmi ter povečanje produktivnosti. O vrstah robotskih pomočnikov, njihovi funkcionalnosti in cenah bomo govorili v članku.

Pomočnik št. 1 – robotski manipulator

Industrija je temelj večine gospodarstev na svetu. Od kakovosti ponujenega blaga, obsega in cen je odvisen dohodek ne le posamezne proizvodnje, temveč tudi državni proračun.

V luči aktivne uvedbe avtomatiziranih linij in široke uporabe pametna tehnologija zahteve za dobavljene izdelke naraščajo. Danes je skoraj nemogoče vzdržati konkurenco brez uporabe avtomatskih linij ali industrijskih robotskih manipulatorjev.

Kako deluje industrijski robot?

Robotska roka je videti kot ogromna avtomatizirana "roka", ki jo nadzira električni nadzorni sistem. V zasnovi naprav ni nobene pnevmatike ali hidravlike, vse je zgrajeno na elektromehaniki. To je znižalo stroške robotov in povečalo njihovo vzdržljivost.

Industrijski roboti so lahko 4-osni (uporabljajo se za polaganje in pakiranje) in 6-osni (za druga dela). Poleg tega se roboti razlikujejo glede na stopnjo svobode: od 2 do 6. Višja je, bolj natančno manipulator poustvari gibanje človeška roka: rotacija, gibanje, kompresija/dekompresija, nagibanje itd.
Načelo delovanja naprave je odvisno od tega programsko opremo in opremo, in če je bil na začetku njenega razvoja glavni cilj osvoboditev delavcev iz težkih in nevarnega videza delo, se je danes obseg opravljenih nalog močno povečal.

Uporaba robotskih pomočnikov vam omogoča, da se soočite z več nalogami hkrati:

• zmanjšanje delovnega prostora in sprostitev strokovnjakov (njihove izkušnje in znanje se lahko uporabijo na drugem področju);
• povečanje obsega proizvodnje;
• izboljšanje kakovosti izdelkov;
• Zahvaljujoč kontinuiteti procesa se proizvodni cikel skrajša.

Na Japonskem, Kitajskem, v ZDA in Nemčiji podjetja zaposlujejo minimalno število zaposlenih, katerih odgovornost je le nadzor nad delovanjem manipulatorjev in kakovostjo proizvedenih izdelkov. Omeniti velja, da industrijski robot-manipulator ni samo funkcionalni pomočnik v strojništvu ali varilstvu. Avtomatizirane naprave so predstavljene v širok razpon in se uporabljajo v metalurgiji, svetlobi in živilska industrija. Glede na potrebe podjetja lahko izberete manipulator, ki ustreza funkcionalne odgovornosti in proračun.

Vrste industrijskih robotskih manipulatorjev

Danes obstaja približno 30 vrst robotskih rok: od univerzalni modeli visoko specializiranim pomočnikom. Odvisno od opravljenih funkcij se lahko mehanizmi manipulatorjev razlikujejo: na primer, lahko gre za varjenje, rezanje, vrtanje, upogibanje, sortiranje, zlaganje in pakiranje blaga.

V nasprotju z obstoječim stereotipom o visokih stroških robotske tehnologije bo lahko vsakdo, tudi majhno podjetje, kupilo tak mehanizem. Majhni univerzalni robotski manipulatorji z majhno nosilnostjo (do 5 kg) proizvajalcev ABB in FANUC bodo stali od 2 do 4 tisoč dolarjev.
Kljub kompaktnosti naprav lahko povečajo hitrost dela in kakovost obdelave izdelkov. Za vsakega robota bo napisana edinstvena programska oprema, ki natančno usklajuje delovanje enote.

Visoko specializirani modeli

Roboti varilci so našli svojo pot največja uporaba v strojništvu. Ker so naprave sposobne variti ne samo ravne dele, ampak tudi učinkovito izvajati varilna dela pod kotom, v težko dostopna mesta namestitev celotnih avtomatiziranih linij.

Zažene se tekoči sistem, kjer vsak robot določen čas opravi svoj del dela, nato pa se linija začne premikati na naslednjo stopnjo. Organizirati takšen sistem z ljudmi je precej težko: nobeden od delavcev ne sme biti odsoten niti za sekundo, sicer bo cel proizvodni proces, ali se pojavi poroka.

Varilci
Najpogostejše možnosti so varilni roboti. Njihova zmogljivost in natančnost sta 8-krat večja kot pri ljudeh. Takšni modeli lahko izvajajo več vrst varjenja: obločno ali točkovno (odvisno od programske opreme).

Industrijski robotski manipulatorji Kuka veljajo za vodilne na tem področju. Stroški od 5 do 300 tisoč dolarjev (odvisno od nosilnosti in funkcij).

Obiralci, selitelji in pakirniki
Težko in škodljivo za človeško telo delo je privedlo do pojava avtomatiziranih pomočnikov v tej industriji. Roboti za pakiranje pripravijo blago za odpremo v nekaj minutah. Stroški takšnih robotov so do 4 tisoč dolarjev.

Proizvajalci ABB, KUKA in Epson ponujajo uporabo naprav za dviganje težjih bremen nad 1 tono in transport le-teh od skladišča do nakladalnice.

Proizvajalci industrijskih robotskih manipulatorjev

Japonska in Nemčija veljata za nesporne voditelje v tej industriji. Predstavljajo več kot 50 % celotne robotske tehnologije. Ni lahko tekmovati z velikani, vendar v državah CIS, lastnih proizvajalcev in startupi.

KNN sistemi. Ukrajinsko podjetje je partner nemškega Kuka in razvija projekte robotizacije varjenja, rezkanja, rezanje s plazmo in paletizacija. Zahvaljujoč njihovi programski opremi je mogoče industrijskega robota preoblikovati v nov videz opravil v samo enem dnevu.

Rozum Robotics (Belorusija). Strokovnjaki podjetja so razvili industrijski robotski manipulator PULSE, ki ga odlikujeta lahkost in enostavna uporaba. Naprava je primerna za sestavljanje, pakiranje, lepljenje in preurejanje delov. Cena robota je okoli 500 dolarjev.

"ARKODIM-Pro" (Rusija). Ukvarja se s proizvodnjo linearnih robotskih manipulatorjev (gibajočih se vzdolž linearnih osi) za brizganje plastike. Poleg tega lahko roboti ARKODIM delujejo kot del tekočega sistema in opravljajo funkcije varilca ali pakirnika.