Domaći manipulator rukama za robota. Robotski manipulator rukom


Ima pozadinsko osvjetljenje. Ukupno, robot radi na 6 servomotora. Za izradu mehaničkog dijela korišten je akril debljine dva milimetra. Za izradu stativa baza je uzeta od disko kugle, a jedan motor je ugrađen direktno u nju.

Robot radi na Arduino ploči. Kao izvor napajanja koristi se računalna jedinica.

Materijali i alati:
- 6 servomotora;
- akril debljine 2 mm (i još jedan mali komad debljine 4 mm);
- tronožac (za stvaranje baze);
- ultrazvučni senzor udaljenosti tipa hc-sr04;
- Arduino Uno kontroler;
- regulator snage (proizveden samostalno);
- napajanje iz računala;
- računalo (potrebno za programiranje Arduina);
- žice, alati itd.



Proizvodni proces:

Prvi korak. Sastavljanje mehaničkog dijela robota
Mehanički dio se sastavlja vrlo jednostavno. Dva komada akrila potrebno je spojiti pomoću servo motora. Druge dvije karike povezane su na sličan način. Što se gripa tiče, najbolje ga je kupiti preko interneta. Svi elementi su pričvršćeni vijcima.

Duljina prvog dijela je oko 19 cm, a drugi je oko 17,5 cm.Prednja karika ima duljinu od 5,5 cm.Što se tiče preostalih elemenata, njihove veličine su odabrane po osobnom nahođenju.





Kut rotacije na bazi mehanička ruka treba biti 180 stupnjeva, tako da morate instalirati servo motor odozdo. U našem slučaju, potrebno ga je ugraditi u disko kuglu. Robot je već instaliran na servomotoru.

Za ugradnju ultrazvučni senzor Trebat će vam komad akrila debljine 2 cm.

Za ugradnju hvataljke trebat će vam nekoliko vijaka i servo motor. Morate uzeti klackalicu sa servomotora i skratiti je dok ne pristane na hvataljku. Zatim možete zategnuti dva mala vijka. Nakon ugradnje servomotor je potrebno okrenuti u krajnji lijevi položaj i zatvoriti zahvatne čeljusti.

Sada je servomotor pričvršćen na 4 vijka, važno je osigurati da je u krajnjem lijevom položaju i da su usne stisnute.
Sada možete spojiti servo na ploču i provjeriti radi li gripper.








Drugi korak. Robotsko osvjetljenje
Da biste robota učinili zanimljivijim, možete ga osvijetliti. To se radi pomoću LED dioda različitih boja.


Treći korak. Spajanje elektroničkog dijela
Glavni kontroler za robota je Arduino ploča. Računalna jedinica koristi se kao izvor napajanja, na njegovim izlazima morate pronaći napon od 5 volti. Trebalo bi biti tamo ako multimetrom mjerite napon na crvenoj i crnoj žici. Ovaj napon je potreban za napajanje servomotora i senzora udaljenosti. Žuta i crna žica bloka već proizvode 12 volti, potrebne su za rad Arduina.

Za servomotore morate napraviti pet konektora. 5V spojimo na pozitivne, a negativne na masu. Senzor udaljenosti spojen je na isti način.

Ploča također ima LED indikator napajanja. Za spajanje se koristi otpornik od 100 Ohma između +5V i mase.










Izlazi iz servo motora spojeni su na PWM izlaze na Arduinu. Takvi pinovi na ploči označeni su ikonom “~”. Što se tiče ultrazvučnog senzora udaljenosti, on se može spojiti na pinove 6 i 7. LED je spojen na masu i 13. pin.

Sada možete početi s programiranjem. Prije spajanja putem USB-a morate biti sigurni da je napajanje potpuno isključeno. Prilikom testiranja programa napajanje robota također mora biti isključeno. Ako se to ne učini, kontroler će dobiti 5V od USB-a i 12V od napajanja.

Na dijagramu možete vidjeti da su dodani potenciometri za upravljanje servo motorima. Oni nisu nužna komponenta robota, ali bez njih predloženi kod neće raditi. Potenciometri su spojeni na pinove 0,1,2,3 i 4.

Na dijagramu se nalazi otpornik R1, koji se može zamijeniti potenciometrom od 100 kOhm. To će vam omogućiti ručno podešavanje svjetline. Što se tiče otpornika R2, njihova nominalna vrijednost je 118 Ohma.

Ovdje je popis glavnih komponenti koje su korištene:
- 7 LED dioda;
- R2 - otpornik od 118 Ohma;
- R1 - otpornik od 100 kOhm;
- sklopka;
- fotootpornik;
- tranzistor bc547.

Četvrti korak. Programiranje i prvo pokretanje robota
Za upravljanje robotom korišteno je 5 potenciometara. Sasvim je moguće zamijeniti takav krug s jednim potenciometrom i dva joysticka. Kako spojiti potenciometar prikazano je u prethodnom koraku. Nakon postavljanja skice, robot se može testirati.

Prvi testovi robota pokazali su da su se ugrađeni servo motori tipa futuba s3003 pokazali slabima za robota. Mogu se koristiti samo za okretanje ruke ili za hvatanje. Umjesto toga, autor je instalirao motore mg995. Idealna opcija bit će motora poput mg946.

Zdravo!

Govorimo o liniji kolaborativnih robotskih manipulatora tvrtke Universal Robots.

Tvrtka Universal Robots, porijeklom iz Danske, proizvodi kolaborativne robotske manipulatore za automatizaciju cikličkih proizvodnih procesa. U ovom članku predstavljamo njihove glavne tehnički podaci te razmotriti područja primjene.

Što je to?

Proizvodi tvrtke predstavljeni su linijom od tri laka industrijska uređaja za rukovanje s otvorenim kinematičkim lancem:
UR3, UR5, UR10.
Svi modeli imaju 6 stupnjeva mobilnosti: 3 prijenosna i 3 orijentirajuća. Uređaji tvrtke Universal Robots proizvode samo kutne pokrete.
Robotski manipulatori podijeljeni su u klase, ovisno o najvećem dopuštenom nosivosti. Ostale razlike su radijus radnog područja, težina i promjer baze.
Svi UR manipulatori opremljeni su visokopreciznim senzorima apsolutnog položaja, koji pojednostavljuju integraciju s vanjski uređaji i opreme. Zahvaljujući svom kompaktnom dizajnu, manipulatori UR ne zauzimaju puno prostora i mogu se ugraditi u radne dijelove ili na proizvodne linije, gdje konvencionalni roboti ne mogu stati. Karakteristike:
Zašto su zanimljivi?Jednostavnost programiranja

Posebno razvijena i patentirana tehnologija programiranja omogućuje nekvalificiranim operaterima da brzo konfiguriraju i kontroliraju UR robotske ruke koristeći intuitivnu tehnologiju 3D vizualizacije. Programiranje se odvija nizom jednostavnih pokreta radnog tijela manipulatora na tražene položaje ili pritiskom na strelice u posebnom programu na tabletu.UR3: UR5: UR10: Brzo postavljanje

Operateru za početno pokretanje trebat će manje od sat vremena da raspakira, instalira i programira prvu jednostavnu radnju. UR3: UR5: UR10: Suradnja i sigurnost

UR manipulatori mogu zamijeniti operatere koji obavljaju rutinske zadatke u opasnim i kontaminiranim okruženjima. Upravljački sustav uzima u obzir vanjske ometajuće utjecaje na manipulator robota tijekom rada. Zahvaljujući tome, UR sustavima za rukovanje može se upravljati bez zaštitnih barijera, u blizini radnih stanica osoblja. Sigurnosni sustavi robota odobreni su i certificirani od strane TÜV - Njemačke tehničke inspekcije.
UR3: UR5: UR10: Raznolikost radnih tijela

Na kraju UR industrijskih manipulatora predviđen je standardizirani nosač za ugradnju posebnih radnih dijelova. Dodatni moduli senzora sile-momenta ili kamere mogu se ugraditi između radnog tijela i završne karike manipulatora. Moguće primjene

S industrijskim robotskim manipulatorima UR otvara se mogućnost automatizacije gotovo svih cikličkih rutinskih procesa. Uređaji Universal Robots dokazali su se u raznim područjima primjene.

Prijevod

Instalacija UR manipulatora u područjima prijenosa i pakiranja povećava točnost i smanjuje skupljanje. Većina operacija prijenosa može se obaviti bez nadzora. Poliranje, puferiranje, brušenje

Ugrađeni senzorski sustav omogućuje kontrolu točnosti i ujednačenosti primijenjene sile na zakrivljenim i neravnim površinama.

Brizganje

Visoka preciznost ponavljajućih pokreta omogućuje UR robotima da se koriste za zadatke obrade polimera i injekcijskog prešanja.
Održavanje CNC strojeva

Klasa zaštite ljuske omogućuje ugradnju sustava za rukovanje suradnja sa CNC strojevima. Pakiranje i slaganje

Tradicionalne tehnologije automatizacije su glomazne i skupe. Lako prilagodljivi, UR roboti sposobni su raditi sa ili bez zaštitnih štitova oko zaposlenika 24 sata dnevno, pružajući visoku preciznost i produktivnost. Kontrola kvalitete

Robotski manipulator s video kamerama pogodan je za trodimenzionalna mjerenja, što je dodatno jamstvo kvalitete proizvoda. Skupština

Jednostavan uređaj za pričvršćivanje omogućuje da UR roboti budu opremljeni odgovarajućim pomoćnim mehanizmima potrebnim za sastavljanje dijelova od drva, plastike, metala i drugih materijala. Šminka

Kontrolni sustav omogućuje vam kontrolu razvijenog zakretnog momenta kako biste izbjegli prekomjerno zatezanje i osigurali potrebnu napetost. Lijepljenje i zavarivanje

Visoka točnost pozicioniranja radnog elementa omogućuje vam smanjenje količine otpada prilikom izvođenja operacija lijepljenja ili nanošenja tvari.
UR industrijske robotske ruke mogu izvesti Različite vrste zavarivanje: lučno, točkasto, ultrazvučno i plazma. Ukupno:

Industrijski manipulatori tvrtke Universal Robots su kompaktni, lagani i jednostavni za učenje i korištenje. UR roboti su fleksibilno rješenje za širok raspon zadataka. Manipulatori se mogu programirati za izvođenje bilo koje radnje svojstvene pokretima ljudske ruke, a mnogo su bolji u rotirajućim pokretima. Manipulatori nisu skloni umoru ili strahu od ozljeda, ne trebaju im pauze ili vikendi.
Rješenja tvrtke Universal Robots omogućuju vam automatizaciju bilo kojeg rutinskog procesa, što povećava brzinu i kvalitetu proizvodnje.

Razgovarajte o automatizaciji svojih proizvodnih procesa pomoću manipulatora Universal Robots sa službenim zastupnikom -

Općinski državna organizacija

dodatno obrazovanje"Stanica mladi tehničari»

grad Kamensk Shakhtinsky

Općinska pozornica regionalno natjecanje

“Mladi dizajneri Dona za treće tisućljeće”

Sekcija "Robotika"

« Arduino manipulatorska ruka"

učitelj dopunskog obrazovanja

MBU DO "SYUT"

    Uvod 3

    Istraživanje i analiza 4

    Faze izrade jedinica i montaže manipulatora 6

    1. Materijali i alati 6

      Mehaničke komponente manipulatora 7

      Elektronsko punjenje manipulator 9

    Zaključak 11

    Izvori informacija 12

    Dodatak 13

    Uvod

Robotski manipulator je trodimenzionalni stroj koji ima tri dimenzije koje odgovaraju prostoru živog bića. U širem smislu, manipulator se može definirati kao tehnički sustav, sposobni zamijeniti osobu ili joj pomoći u obavljanju raznih zadataka.

Trenutno razvoj robotike ne napreduje, već trči, ispred vremena. Samo u prvih 10 godina 21. stoljeća izumljeno je i implementirano više od milijun robota. Ali najzanimljivije je to što razvoj u ovom području mogu provoditi ne samo timovi velikih korporacija, skupine znanstvenika i profesionalnih inženjera, već i obični učenici diljem svijeta.

Za proučavanje robotike u školi razvijeno je nekoliko kompleksa. Najpoznatiji od njih su:

    Robotis Bioloid;

    LEGO Mindstorms;

  • Arduino.

Arduino konstruktori su od velikog interesa za graditelje robota. Arduino ploče su radio konstruktor, vrlo jednostavan, ali dovoljno funkcionalan za vrlo brzo programiranje u Viring jeziku (zapravo C++) i implementaciju tehničke ideje.

Ali kako praksa pokazuje, sve više i više praktični značaj Nabavljaju se radovi mladih stručnjaka nove generacije.

Podučavanje djece programiranju uvijek će biti relevantno, jer je brzi razvoj robotike povezan, prije svega, s razvojem informacijske tehnologije i sredstva komunikacije.

Cilj projekta je izraditi edukativni radio-konstruktor temeljen na ruci manipulatoru, koji će na razigran način učiti djecu programiranju u Arduino okruženju. Omogućiti što većem broju djece da se upoznaju s dizajnerskim aktivnostima u robotici.

Ciljevi projekta:

    razvijati i graditi nastavnu ruku – manipulator sa minimalni troškovi sredstva koja nisu niža od stranih analoga;

    koristiti servo kao mehanizme manipulatora;

    upravljati mehanizmima manipulatora pomoću radio kompleta Arduino UNO R 3;

    razviti program u programskom okruženju Arduino za proporcionalno upravljanje servom.

Za postizanje postavljenog cilja i zadataka našeg projekta potrebno je proučiti tipove postojećih manipulatora, tehničku literaturu na ovu temu te hardversku i računalnu platformu Arduino.

    Istraživanje i analiza

Studija.

Industrijski manipulator- dizajniran za obavljanje motoričkih i upravljačkih funkcija u proizvodnom procesu, tj. automatski uređaj koji se sastoji od manipulatora i reprogramibilnog upravljačkog uređaja koji generira upravljačke akcije kojima se postavljaju potrebni pokreti izvršnih tijela manipulatora. Koristi se za premještanje proizvodnih predmeta i izvođenje raznih tehnološke operacije.

OKO
grmljavi konstruktor - manipulator je opremljen robotskom rukom koja se sabija i otpušta. Uz njegovu pomoć možete igrati šah upravljajući njime na daljinu. Također možete koristiti robotsku ruku za dijeljenje posjetnica. Pokreti uključuju: zglob 120°, lakat 300°, osnovna rotacija 270°, osnovna kretnja 180°. Igračka je vrlo dobra i korisna, ali njezina cijena je oko 17 200 rubalja.

Zahvaljujući projektu “uArm”, svatko može sastaviti vlastitog stolnog mini-robota. "uArm" je manipulator s 4 osi, minijaturna verzija industrijskog robota "ABB PalletPack IRB460". Manipulator je opremljen mikroprocesorom Atmel i setom servomotora, ukupna cijena potrebnih dijelova je 12.959 rubalja. Projekt uArm zahtijeva barem osnovne vještine programiranja i iskustvo u izradi Lego kockica. Mini robot se može programirati za mnoge funkcije: od igranja do glazbeni instrument, prije učitavanja nekog složenog programa. Trenutno se razvijaju aplikacije za iOS i Android, koje će vam omogućiti da upravljate "uArm" sa pametnog telefona.

Manipulatori "uArm"

Većina postojećih manipulatora uključuje postavljanje motora izravno u zglobove. Ovo je jednostavnijeg dizajna, ali ispada da motori moraju podići ne samo teret, već i druge motore.

Analiza.

Uzeli smo kao osnovu manipulator predstavljen na web stranici Kickstarter, koji se zvao "uArm". Prednost ovog dizajna je što je platforma za postavljanje hvataljke uvijek postavljena paralelno radna površina. Teški motori nalaze se u podnožju, sile se prenose preko šipki. Kao rezultat toga, manipulator ima tri servo motora (tri stupnja slobode), koji mu omogućuju pomicanje alata duž sve tri osi za 90 stupnjeva.

Odlučili su ugraditi ležajeve u pokretne dijelove manipulatora. Ovaj dizajn manipulatora ima puno prednosti u odnosu na mnoge modele koji su trenutno u prodaji: Ukupno, manipulator koristi 11 ležajeva: 10 komada za osovinu od 3 mm i jedan za osovinu od 30 mm.

Karakteristike ruke manipulatora:

Visina: 300 mm.

Radna zona(s potpuno ispruženom rukom): 140 mm do 300 mm oko baze

Maksimalna nosivost po ispružena ruka: 200g

Potrošnja struje, ne više: 1A

Jednostavan za sklapanje. Puno je pažnje posvećeno tome da postoji takav redoslijed montaže manipulatora, u kojem bi bilo izuzetno prikladno zavrnuti sve dijelove. To je bilo posebno teško za snažne servo pogonske jedinice u bazi.

Upravljanje se ostvaruje pomoću promjenjivih otpornika, proporcionalna kontrola. Možete dizajnirati upravljanje tipa pantografa, poput onog kod nuklearnih znanstvenika i heroja u velikom robotu iz filma “Avatar”, njime se može upravljati i mišem, a pomoću primjera koda možete kreirati vlastite algoritme kretanja.

Otvorenost projekta. Svatko može izraditi vlastiti alat (vakumu ili štipaljku za olovku) i učitati program (skicu) potreban za dovršetak zadatka u kontroler.

    Faze izrade komponenti i sastavljanja manipulatora

      Materijali i alati

Za izradu ruke manipulatora korištena je kompozitna ploča debljine 3 mm i 5 mm. Riječ je o materijalu koji se sastoji od dva aluminijska lista debljine 0,21 mm, spojena slojem termoplastičnog polimera, dobre je krutosti, lagan je i jednostavan za obradu. Obrađene su preuzete fotografije manipulatora na internetu kompjuterski program Inkscape (uređivač vektorske grafike). Nacrti ruke manipulatora nacrtani su u programu AutoCAD (trodimenzionalni računalno potpomognuti sustav za projektiranje i crtanje).

Gotovi dijelovi za manipulator.

Gotovi dijelovi baze manipulatora.

      Mehanički sadržaj manipulatora

Za bazu manipulatora korišteni su servo MG-995. Riječ je o digitalnim servoima s metalnim zupčanicima i kugličnim ležajevima, omogućuju silu od 4,8 kg/cm, precizno pozicioniranje i prihvatljivu brzinu. Jedan servo pogon težak je 55,0 grama s dimenzijama 40,7 x 19,7 x 42,9 mm, naponom napajanja od 4,8 do 7,2 volta.

Servo MG-90S korišten je za držanje i rotiranje ruke. To su također digitalni servo motori s metalnim zupčanicima i kugličnim ležajem na izlaznom vratilu, daju silu od 1,8 kg/cm i preciznu kontrolu položaja. Jedan servo pogon je težak 13,4 grama s dimenzijama 22,8 x 12,2 x 28,5 mm, naponom napajanja od 4,8 do 6,0 volti.


Servo pogon MG-995 Servo pogon MG90S

Ležaj dimenzija 30x55x13 služi za olakšavanje rotacije baze ruke - manipulatora s teretom.


Montaža ležaja. Sklop rotirajućeg uređaja.

Baza sklopa ruke i manipulatora.


Dijelovi za sklapanje hvataljke. Sklop hvataljke.

      Elektronsko punjenje manipulatora

Postoji jedan otvoreni projekt, koji se zove Arduino. Osnova ovog projekta je osnovni hardverski modul i program u kojem možete napisati kod za kontroler na specijaliziranom jeziku, a koji vam omogućuje povezivanje i programiranje ovog modula.

Za rad s manipulatorom koristili smo pločicu Arduino UNO R 3 i kompatibilnu pločicu za proširenje za spajanje servo motora. Ima instaliran stabilizator od 5 volti za napajanje serva, PLS kontakte za spajanje serva i konektor za spajanje promjenjivih otpornika. Napajanje se napaja iz bloka 9V, 3A.

Arduino upravljačka ploča UNO R 3.

Shematski dijagram proširenja za Arduino upravljačku ploču UNO R 3 je razvijen uzimajući u obzir dodijeljene zadatke.

Shematski dijagram ploče za proširenje za regulator.

Ploča za proširenje za kontroler.

Arduino UNO R 3 ploču povezujemo USB A-B kabelom s računalom, postavljamo potrebne postavke u programskom okruženju te izrađujemo program (skicu) za rad servo motora pomoću Arduino biblioteka. Sastavljamo (provjeravamo) skicu, zatim je učitavamo u kontroler. S detaljne informacije o radu u okruženju Arduino možete pronaći na web stranici http://edurobots.ru/category/uroki/ (Arduino za početnike. Lekcije).

Prozor programa sa skicom.

    Zaključak

Ovaj model manipulatora odlikuje se niskom cijenom u usporedbi s jednostavnim konstrukcijskim setom „Dukrobot”, koji izvodi 2 pokreta i košta 1102 rublja, ili Lego konstrukcionim setom „Policijska postaja” koji košta 8429 rubalja. Naš konstruktor izvodi 5 pokreta i košta 2384 rublja.

Komponente i materijal

Količina

Servo pogon MG-995

Servo pogon MG90S

Ležaj 30x55x13

Ležaj 3x8x3

M3x27 mesingani ženski-ženski stalak

M3x10 vijak s golom. pod h/w

Kompozitna ploča veličine 0,6m2

Arduino UNO R 3 upravljačka ploča

Promjenjivi otpornici 100 kom.

Niska cijena pridonijela je razvoju tehničkog konstruktora za ruku manipulatora, na čijem je primjeru na razigran način jasno prikazan princip rada manipulatora i izvršavanje postavljenih zadataka.

Princip rada u Arduino programskom okruženju pokazao se na testovima. Ovakav način upravljanja i podučavanja programiranja na razigran način ne samo da je moguć, već je i učinkovit.

Inicijalna datoteka sa skicom, preuzeta sa službene stranice Arduino i otklonjena u programskom okruženju, osigurava ispravan i pouzdan rad manipulatora.

U budućnosti želim napustiti skupe servo i koristiti koračni motori, stoga će se kretati prilično točno i glatko.

Manipulatorom se upravlja pomoću pantografa putem Bluetooth radio kanala.

    Izvori informacija

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

Kurt E. D. Uvod u mikrokontrolere s prijevodom na ruski T. Volkov. 2012.

Belov A.V. Priručnik za samouputu za programere uređaja na AVR mikrokontrolerima. Znanost i tehnologija, St. Petersburg, 2008.

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

http://robocraft.ru/blog/electronics/660.html manipulator putem Bluetootha.

http://robocraft.ru/blog/mechanics/583.html poveznica na članak i video.

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

    Primjena

Crtež baze manipulatora

Nacrt grane i ručke manipulatora.

Pozdrav Giktimes!

Projekt uArm iz tvrtke uFactory prikupio je sredstva na Kickstarteru prije više od dvije godine. Od samog početka su govorili da će to biti otvoreni projekt, ali odmah nakon gašenja tvrtke nisu žurili s objavom izvornog koda. Htio sam samo izrezati pleksiglas prema njihovim crtežima i to je to, ali kako nije bilo izvornog materijala i nije bilo traga tome u dogledno vrijeme, počeo sam ponavljati dizajn po fotografijama.

Sada moja robotska ruka izgleda ovako:

Radeći polako u dvije godine uspio sam napraviti četiri verzije i stekao dosta iskustva. Možete pronaći opis, povijest projekta i sve projektne datoteke ispod.

Pokušaj i pogreška

Kad sam počeo raditi na crtežima, nisam želio samo ponoviti uArm, već ga i poboljšati. Činilo mi se da je u mojim uvjetima sasvim moguće bez ležajeva. Također mi se nije svidjela činjenica da se elektronika okreće zajedno s cijelim manipulatorom i htio sam pojednostaviti dizajn donjeg dijela šarke. Osim toga, odmah sam ga počeo crtati malo manjim.

S ovim ulaznim parametrima nacrtao sam prvu verziju. Nažalost, nemam fotografije te verzije manipulatora (koja je nastala god. žuta boja). Pogreške u njemu bile su jednostavno epske. Prvo, bilo ga je gotovo nemoguće sastaviti. U pravilu, mehanika koju sam nacrtao prije manipulatora bila je prilično jednostavna i nisam morao razmišljati o procesu sastavljanja. Ali ipak sam ga sastavio i pokušao pokrenuti, ali ruka mi se jedva pomaknula! Svi su se dijelovi vrtjeli oko vijaka i ako sam ih zategnuo da bude manje zračnosti, nije se mogla pomaknuti. Kad bih ga olabavio da se može pomaknuti, pojavio se nevjerojatan zračnost. Kao rezultat toga, koncept nije preživio ni tri dana. I počeo je raditi na drugoj verziji manipulatora.

Crvena je već bila sasvim prikladna za rad. Sastavljen je normalno i mogao se pomicati s podmazivanjem. Uspio sam testirati softver na njemu, ali ipak nedostatak ležajeva i veliki gubici na različitim potiscima učinili su ga vrlo slabim.

Tada sam na neko vrijeme odustao od rada na projektu, no ubrzo sam ga odlučio privesti kraju. Odlučio sam upotrijebiti snažnije i popularnije servose, povećati veličinu i dodati ležajeve. Štoviše, odlučio sam da neću pokušavati sve odjednom napraviti savršeno. Skicirao sam crteže na brze ruke, bez crtanja lijepih spojeva i naručenog rezanja od prozirnog pleksiglasa. Koristeći dobiveni manipulator, uspio sam otkloniti pogreške u procesu sastavljanja, identificirati područja koja su trebala dodatno ojačati i naučio kako koristiti ležajeve.

Nakon što sam se dobro zabavila s prozirnim manipulatorom, počela sam crtati konačnu bijelu verziju. Dakle, sada su sve mehanike potpuno otklonjene, odgovaraju mi ​​i spreman sam reći da ne želim ništa više mijenjati u ovom dizajnu:

Deprimira me što nisam mogao unijeti ništa bitno novo u projekt uArm. Dok sam počeo crtati konačnu verziju, već su izbacili 3D modele na GrabCad. Kao rezultat toga, samo sam malo pojednostavio pandžu, pripremio datoteke u prikladnom formatu i koristio vrlo jednostavne i standardne komponente.

Značajke manipulatora

Prije nego što se pojavio uArm, desktop manipulatori ovog razreda izgledao prilično tužno. Ili uopće nisu imali elektroniku, ili su imali neku vrstu kontrole s otpornicima, ili su imali vlastiti vlasnički softver. Drugo, obično nisu imali sustav paralelnih šarki, a sama je ručka mijenjala svoj položaj tijekom rada. Ako prikupite sve prednosti mog manipulatora, dobit ćete prilično dugačak popis:
  1. Sustav šipki koji omogućuje postavljanje snažnih i teških motora na bazu manipulatora, kao i držanje hvataljke paralelno ili okomito na bazu
  2. Jednostavan set komponenti koje je lako kupiti ili izrezati od pleksiglasa
  3. Ležajevi u gotovo svim komponentama manipulatora
  4. Jednostavan za sklapanje. Ovo se pokazalo kao stvarno težak zadatak. Posebno je teško bilo promišljati proces sastavljanja baze
  5. Položaj držanja može se mijenjati za 90 stupnjeva
  6. Otvoreni kod i dokumentacija. Sve je pripremljeno u pristupačnim formatima. Osigurat ću veze za preuzimanje za 3D modele, datoteke za rezanje, popis materijala, elektroniku i softver
  7. Arduino kompatibilan. Mnogo je onih koji klevetaju Arduino, ali vjerujem da je ovo prilika za širenje publike. Profesionalci mogu lako napisati svoj softver u C-u - ovo je obični kontroler iz Atmela!

Mehanika

Za sastavljanje potrebno je izrezati dijelove od pleksiglasa debljine 5 mm:

Naplatili su mi oko 10 dolara za rezanje svih ovih dijelova.

Baza je postavljena na veliki ležaj:

Bilo je posebno teško promišljati bazu sa stajališta procesa sklapanja, ali sam pazio na inženjere iz uArma. Klackalice se nalaze na klinu promjera 6 mm. Treba napomenuti da se moj potisak laktom temelji na Držač u obliku slova U, a uFactory ima jedan u obliku slova L. Teško je objasniti koja je razlika, ali mislim da sam bolje prošao.

Drška se sastavlja zasebno. Može se okretati oko svoje osi. Sama kandža sjedi izravno na osovini motora:

Na kraju članka dat ću poveznicu na super detaljne upute za montažu u fotografijama. Sve to možete pouzdano sastaviti za nekoliko sati ako imate sve što vam je potrebno pri ruci. Pripremio sam i 3D model u besplatan program SketchUp. Možete ga preuzeti, igrati i vidjeti što je i kako sklopljeno.

Elektronika

Da bi ruka radila, sve što trebate učiniti je spojiti pet servo uređaja na Arduino i opskrbiti ih strujom iz dobrog izvora. uArm koristi neku vrstu povratnih motora. Instalirao sam tri obična motora MG995 i dva mala metalna motora s zupčanicima za kontrolu hvataljke.

Ovdje je moj narativ usko isprepleten s prethodnim projektima. Prije nekog vremena počeo sam podučavati Arduino programiranje i čak pripremio vlastitu Arduino kompatibilnu ploču za te potrebe. S druge strane, jednog dana sam imao priliku jeftino napraviti ploče (o čemu sam također pisao). Na kraju je sve završilo tako što sam koristio vlastitu Arduino kompatibilnu ploču i specijalizirani štit za upravljanje manipulatorom.

Ovaj štit je zapravo vrlo jednostavan. Na njemu su četiri varijable otpornika, dva gumba, pet servo konektora i konektor za napajanje. Ovo je vrlo zgodno sa stajališta otklanjanja pogrešaka. Možete učitati testnu skicu i snimiti neki makro za kontrolu ili nešto slično. Također ću na kraju članka dati poveznicu za preuzimanje datoteke ploče, ali ona je pripremljena za proizvodnju s metaliziranim rupama, tako da je malo korisna za kućnu proizvodnju.

Programiranje

Najzanimljivije je upravljanje manipulatorom s računala. uArm ima praktičnu aplikaciju za upravljanje manipulatorom i protokol za rad s njim. Računalo šalje 11 bajtova na COM priključak. Prvi je uvijek 0xFF, drugi je 0xAA, a neki od preostalih su signali za servo. Zatim se ti podaci normaliziraju i šalju motorima na obradu. Moji servo uređaji su spojeni na digitalne ulaze/izlaze 9-12, ali to se može lako promijeniti.

uArmov terminalski program omogućuje promjenu pet parametara pri upravljanju mišem. Kako se miš kreće po površini, mijenja se položaj manipulatora u ravnini XY. Okretanje kotača mijenja visinu. LMB/RMB - stisnuti/dekompresirati kandžu. RMB + kotač - rotirajte hvat. Zapravo je vrlo zgodno. Ako želite, možete napisati bilo koji terminalski softver koji će komunicirati s manipulatorom koristeći isti protokol.

Ovdje neću davati skice - možete ih preuzeti na kraju članka.

Video rada

I za kraj, video samog manipulatora. Pokazuje kako upravljati mišem, otpornicima i unaprijed snimljenim programom.

Linkovi

Datoteke za rezanje pleksiglasa, 3D modeli, popis nabave, crteži ploča i softver mogu se preuzeti na kraju mog

Jedna od glavnih pokretačkih snaga automatizacije moderna proizvodnja su industrijski robotski manipulatori. Njihov razvoj i implementacija omogućili su poduzećima da dosegnu novu znanstvenu i tehničku razinu obavljanja zadataka, redistribuiraju odgovornosti između tehnologije i ljudi i povećaju produktivnost. U članku ćemo govoriti o vrstama robotskih pomoćnika, njihovoj funkcionalnosti i cijenama.

Pomoćnik br. 1 – robotski manipulator

Industrija je temelj većine svjetskih gospodarstava. O kvaliteti ponuđene robe, količinama i cijenama ovisi prihod ne samo pojedinačne proizvodnje, već i državnog proračuna.

U svjetlu aktivnog uvođenja automatiziranih linija i široke upotrebe pametna tehnologija zahtjevi za isporučenim proizvodima rastu. Danas je gotovo nemoguće izdržati konkurenciju bez upotrebe automatiziranih linija ili industrijskih robotskih manipulatora.

Kako radi industrijski robot?

Robotska ruka izgleda kao ogromna automatizirana "ruka" kojom upravlja električni sustav upravljanja. U dizajnu uređaja nema pneumatike ili hidraulike, sve je izgrađeno na elektromehanici. To je smanjilo troškove robota i povećalo njihovu trajnost.

Industrijski roboti mogu biti 4-osni (koriste se za polaganje i pakiranje) i 6-osni (za ostale vrste poslova). Osim toga, roboti se razlikuju ovisno o stupnju slobode: od 2 do 6. Što je veći, točnije manipulator rekreira kretanje ljudske ruke: rotaciju, kretanje, kompresiju / otpuštanje, naginjanje itd.
Princip rada uređaja ovisi o tome softver i opreme i ako je na početku njegova razvoja glavni cilj bio oslobađanje radnika od teških i opasnog izgleda rada, danas je opseg poslova koji se obavljaju značajno povećan.

Korištenje robotskih pomoćnika omogućuje vam da se nosite s nekoliko zadataka istovremeno:

  • smanjenje radnog prostora i oslobađanje stručnjaka (njihovo iskustvo i znanje mogu se koristiti u drugom području);
  • povećanje obujma proizvodnje;
  • poboljšanje kvalitete proizvoda;
  • Zahvaljujući kontinuitetu procesa proizvodni ciklus je skraćen.

U Japanu, Kini, SAD-u i Njemačkoj poduzeća zapošljavaju minimalno zaposlenih, čija je odgovornost samo kontrolirati rad manipulatora i kvalitetu proizvedenih proizvoda. Vrijedno je napomenuti da industrijski robotski manipulator nije samo funkcionalni pomoćnik u strojarstvu ili zavarivanju. Automatizirani uređaji predstavljeni su u širok raspon a koriste se u metalurgiji, lakoj i Industrija hrane. Ovisno o potrebama poduzeća, možete odabrati manipulatora koji odgovara funkcionalnim odgovornostima i proračunu.

Vrste industrijskih robotskih manipulatora

Danas postoji oko 30 vrsta robotskih ruku: od univerzalnih modela do visoko specijaliziranih pomoćnika. Ovisno o funkcijama koje obavljaju, mehanizmi manipulatora mogu se razlikovati: na primjer, to može biti zavarivanje, rezanje, bušenje, savijanje, sortiranje, slaganje i pakiranje robe.

Za razliku od postojećeg stereotipa o visokoj cijeni robotske tehnologije, svatko, čak i mala tvrtka, moći će kupiti takav mehanizam. Mali univerzalni robotski manipulatori male nosivosti (do 5 kg) iz ABB-a i FANUC-a koštat će od 2 do 4 tisuće dolara.
Unatoč kompaktnosti uređaja, oni su u mogućnosti povećati brzinu rada i kvalitetu obrade proizvoda. Za svakog robota bit će napisan jedinstveni softver koji precizno koordinira rad jedinice.

Visoko specijalizirani modeli

Roboti za zavarivanje najveću su primjenu pronašli u strojarstvu. Zbog činjenice da uređaji mogu zavarivati ​​ne samo ravne dijelove, već i učinkovito obavljati radove zavarivanja pod kutom, u teško dostupna mjesta instalirati cijele automatizirane linije.

Pokreće se sustav pokretne trake gdje svaki robot odradi svoj dio posla u određenom vremenu, a zatim se linija kreće u sljedeću fazu. Organizirati takav sustav s ljudima prilično je teško: nitko od radnika ne smije biti odsutan ni na sekundu, inače će cijeli proizvodni proces krenuti po zlu ili će se pojaviti nedostaci.

Zavarivači
Najčešće opcije su roboti za zavarivanje. Njihova izvedba i točnost su 8 puta veći od ljudskih. Takvi modeli mogu izvesti nekoliko vrsta zavarivanja: luk ili točka (ovisno o softveru).

Kuka industrijski robotski manipulatori smatraju se vodećima u ovom području. Trošak od 5 do 300 tisuća dolara (ovisno o nosivosti i funkcijama).

Berači, selidi i pakeri
Teška i štetna za ljudsko tijelo rada dovela je do pojave automatiziranih pomoćnika u ovoj industriji. Roboti za pakiranje pripremaju robu za otpremu u nekoliko minuta. Cijena takvih robota je do 4 tisuće dolara.

Proizvođači ABB, KUKA i Epson nude korištenje uređaja za dizanje teških tereta težih od 1 tone i njihov transport od skladišta do mjesta utovara.

Proizvođači industrijskih robotskih manipulatora

Japan i Njemačka smatraju se neupitnim liderima u ovoj industriji. Oni čine više od 50% ukupne robotske tehnologije. Međutim, nije lako natjecati se s divovima, au zemljama ZND-a postupno se pojavljuju vlastiti proizvođači i startupi.

KNN sustavi. Ukrajinska tvrtka je partner njemačkog Kuka i razvija projekte robotizacije zavarivanja, glodanja, rezanje plazmom i paletizacija. Zahvaljujući njihovom softveru, industrijski robot se može rekonfigurirati na nova vrsta zadataka u samo jednom danu.

Rozum Robotics (Bjelorusija). Stručnjaci tvrtke razvili su industrijski robotski manipulator PULSE koji se odlikuje lakoćom i jednostavnošću korištenja. Uređaj je pogodan za sastavljanje, pakiranje, lijepljenje i preslagivanje dijelova. Cijena robota je oko 500 dolara.

"ARKODIM-Pro" (Rusija). Bavi se proizvodnjom linearnih robotskih manipulatora (pokretnih duž linearnih osi) koji se koriste za brizganje plastike. Osim toga, roboti ARKODIM mogu raditi kao dio transportnog sustava i obavljati funkcije zavarivača ili pakirača.