SCARA robots: mācīšanās par virzošo un apgriezto kinemātiku !!! (Plot Twist Uzziniet, kā izveidot reāllaika saskarni ARDUINO, izmantojot PROCESSING!): 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

SCARA robots ir ļoti populāra mašīna industrijas pasaulē. Nosaukums apzīmē gan selektīvi saderīgu montāžas robota roku, gan selektīvi saderīgu šarnīra robota roku. Tas būtībā ir trīs brīvības pakāpes robots, kas ir pirmie divi rotācijas rotācijas pārvietojumi XY plaknē, un pēdējo kustību veic slīdnis Z asī rokas galā. Abas brīvības pakāpes bija paredzētas, lai piedāvātu lielāku precizitāti; tomēr, ņemot vērā mums pieejamo servo kvalitāti, uzbūvētajai rokai nebija tik lielas mobilitātes, kā varētu gaidīt, jo tai bija divas brīvības pakāpes. Elektroniskā daļa ir viegli saprotama. Tomēr to ir grūti būvēt. Tā kā rokai ir nepieciešami trīs izpildmehānismi, mums ir trīs kanāli. Tā vietā, lai programmētu ar kopējo Arduino saskarni, mēs nolēmām izmantot apstrādi, kas ir ļoti līdzīga Arduino programmatūrai.

Piegādes

Materiālu rēķini: lai izveidotu prototipu, tika izmantoti vairāki materiāli, nākamajā sarakstā ir minēti visi šie materiāli:

• 3 servomotori MG 996R
• 1 Arduino Uno
• MDF (biezums 3 mm)
• Zobsiksnas GT2 profils (6 mm solis)
• Epoksīda
• Skrūves un uzgriežņi
• 3 Gultņi

1. solis: prototips

Pirmais solis bija modeļa izveidošana CAD programmatūrā, šajā gadījumā Solid works ir diezgan laba programmatūra, cita iespēja var būt Fusion 360 vai cita jūsu izvēlēta CAD programmatūra. Pirmajā solī pievienotie attēli bija pirmais prototips dažādu kļūdu dēļ, kas mums ir jāpārveido, un mēs beidzot redzam modeļa šovu video un ievadā.

Prototipa izgatavošanai tika izmantots lāzergriezums, man nav video par ražošanas procesu, bet man ir faili, kurus izmantoju. Svarīga šī projekta daļa ir interfeisa kodēšana, lai jūs varētu izveidot savu modeli un izmantot mūsu kodu savā SCARA robotā

2. solis: Motoru savienojumi

Elektronika ir vienkārša kā graudaugu pārslas. Vienkārši pievienojiet visu, kā parādīts attēlā (galvenajā kodā signāls, kas tiek nosūtīts uz servos, nāk no tapām (11, 10 un 11))

3. darbība. Izprotiet virzību un apgrieziet kinemātiku

Uz priekšu kinemātika

Kods darbojas šādās trajektorijās: Pēc šī režīma izvēles jums jāizvēlas zīmējamā forma. Jūs varat izvēlēties līniju, trīsstūri, kvadrātu un elipsi. Atkarībā no atlases tiek mainīts mainīgais, kas pēc tam darbojas kā “gadījuma” arguments izvēlētajam tipam, kas ieprogrammēts vēlāk secībā. Pateicoties apstrādes elastībai, mēs varam mijiedarboties ar saskarni ar komandām, kas zināmas operētājsistēmai Windows un citām operētājsistēmām, kas ļauj piešķirt kursora (peles) pozīciju programmas mainīgajam, kas, pieslēdzoties Arduino, komandē servomotorus kādos leņķos jābrauc kādā secībā.

Zīmēšanas algoritmu var samazināt pseidokodā: piešķiriet vērtību x1, y1 piešķiriet vērtību x2, y2 aprēķiniet starpību starp x1 un x2 aprēķiniet starpību starp y1 un y2 aprēķiniet punktus, caur kuriem iet lejup (trīsstūris, kvadrāts, aplis) (ģeometrija tiek izmantota ar šiem diviem punktiem), ja (botondibujar == true) ierakstīšanas gadījumā ir pilnīga secība, uz servomotoru nosūtītie mainīgie tiek saglabāti 60 vienību masīvā, kas, nospiežot pogu "ieraksts", ļauj mums saglabājiet datus, kas iegūti jebkurā režīmā (manuāli, uz priekšu, apgriezti, trajektorijas), un pēc tam atkārtojiet, nospiežot sākuma pogu, vienkārši mainot mainīgo.

Apgrieztā kinemātika

Apgrieztās kinemātikas problēma ir atrast vajadzīgās ievades, lai robots sasniegtu punktu savā darba vietā. Ņemot vērā mehānismu, iespējamo risinājumu skaits vēlamajai pozīcijai var būt bezgalīgs. Mūsu uzbūvētais robots ir sērijveida mehānisms ar divām brīvības pakāpēm. Pēc ģeometriskās analīzes šim konkrētajam mehānismam ir atrasti divi risinājumi. 13. attēls. Apgrieztās kinemātikas piemērs Kur: θ1 un θ2 ir divu DoF sērijas mehānisma robotu ievades leņķi un X1 un X2 ir pozīcija instrumenta plaknē gala rokā. No attēla iepriekš:

Tas arī pastāv un elkoņa augšup konfigurācija, bet programmas vajadzībām, kas tika uzrakstīta, tā tika izmantota tikai elkoņa DOWN konfigurācija. Kad ievades leņķi ir atrasti, šī informācija tiek palaista tiešās kinemātikas programmā, un vēlamā pozīcija tiek sasniegta ar kļūdu, kas mazāka par centimetru servo un siksnu dēļ.

4. solis: rokasgrāmata, trajektorija un mācīšanās režīms

Rokasgrāmata

Šajā režīmā jums tikai jāpārvieto mause interfeisā, un robots sekos saskarnes rādītājam, to varat ieprogrammēt programmēšanā, kas ir satriecoša plata forma

Trajektorijas Šim modelim mēs izmantojam apgrieztās kinemātikas resursus un pēc klienta pieprasījuma sastādām skaitļus, kas bija: Taisne Kvadrātveida trīsstūris Aplis Skaitļus saskarnē var uzzīmēt ar vēlamajām formām. Trajektorija izmanto apgriezto režīmu, lai aprēķinātu katra viena skaitļa līniju punktu, tāpēc ir viegli sekot skaitļiem, noklikšķinot uz atskaņot pēc tam, kad esat uzzīmējis skaitli, ko ievietojāt saskarnē

Mācīšanās režīms

Mācīšanās režīmā tiek ņemti vērā visi pārējie režīmi, kas ir manuālie, uz priekšu, apgrieztie un trajektorijas, lai jūs varētu veikt jebkādu kustību, ko vēlaties saskarnē, un pēc tam to aizstāt ar tādu pašu kustību kā iepriekš, bet lēni, kamēr tā tiek reproducēta, un mēģināt to darīt vairāk tieši tā.

5. darbība: kods

Patiesībā kodu ir grūti izskaidrot, tāpēc es atstāju kodu, lai jūs varētu to izlasīt. Ja jums ir kādas šaubas par to, varat jautāt komentāros, un es jums paskaidrošu (es atjaunināšu šo soli, sniedzot pilnīgu skaidrojumu kods esiet pacietīgs) uz doto brīdi, ja rodas šaubas, varat man nosūtīt e -pastu: [email protected]