Salut les giktimes !

Le projet UArm d'uFactory a levé des fonds sur kickstarter il y a plus de deux ans. Ils ont dit dès le début qu'il s'agirait d'un projet open source, mais immédiatement après la fin de l'entreprise, ils n'étaient pas pressés de télécharger le code source. Je voulais juste découper le plexiglas selon leurs dessins et c'est tout, mais comme il n'y avait pas de codes sources et que ce n'était pas prévu dans un avenir prévisible, j'ai commencé à répéter le design à partir des photographies.

Mon bras robotique ressemble maintenant à ceci :

En travaillant lentement pendant deux ans, j'ai réussi à faire quatre versions et j'ai acquis pas mal d'expérience. La description, l'historique du projet et tous les fichiers du projet se trouvent sous la coupe.

Essai et erreur

Avec ces entrées, j'ai dessiné la première version. Malheureusement, je n'ai conservé aucune photographie de cette version du manipulateur (qui a été réalisée en jaune). Les erreurs étaient tout simplement épiques. Premièrement, il était presque impossible de l'assembler. En règle générale, la mécanique que j'ai dessinée avant le manipulateur était assez simple et je n'ai pas eu à penser au processus d'assemblage. Mais tout de même, je l'ai monté et essayé de le démarrer, Et la main n'a presque pas bougé ! Toutes les pièces tournaient autour des vis et si je les serrais pour qu'il y ait moins de jeu, ça ne pouvait pas bouger. Si je m'affaiblissait pour qu'elle puisse bouger, un contrecoup incroyable apparaissait. En conséquence, le concept n'a même pas vécu trois jours. Et il a commencé à travailler sur la deuxième version du manipulateur.

Le rouge était déjà tout à fait apte au travail. Il s'est rassemblé normalement et pouvait se déplacer avec la lubrification. J'ai pu tester le logiciel dessus, mais tout de même, l'absence de roulements et les pertes élevées sur différentes tiges le rendaient très faible.

Ensuite, j'ai abandonné le travail sur le projet pendant un certain temps, mais j'ai rapidement pris la décision d'y penser. J'ai décidé d'utiliser des servos plus puissants et plus populaires, d'augmenter la taille et d'ajouter des roulements. Et j'ai décidé que je n'essaierais pas de tout rendre parfait à la fois. J'ai esquissé les plans sur main rapide sans dessiner de beaux compagnons et commandé la découpe dans du plexiglas transparent. À l'aide du manipulateur résultant, j'ai pu déboguer le processus d'assemblage, identifier les endroits nécessitant un renforcement supplémentaire et apprendre à utiliser des roulements.

Après avoir assez joué avec le manipulateur transparent, je me suis assis sur les plans de la version blanche finale. Donc, maintenant toutes les mécaniques sont complètement déboguées, ça me convient et je suis prêt à déclarer que je ne veux rien changer d'autre dans ce design :

Je suis déprimé par le fait que je n'ai rien pu apporter de fondamentalement nouveau au projet uArm. Au moment où j'ai commencé à dessiner la version finale, ils avaient déjà déployé les modèles 3D sur GrabCad. En conséquence, je n'ai que légèrement simplifié la griffe, préparé des fichiers dans un format pratique et utilisé des composants très simples et standard.

Caractéristiques du manipulateur

1. Système de liaison pour accueillir des moteurs puissants et lourds dans la base du bras et pour maintenir la pince parallèle ou perpendiculaire à la base
2. Un ensemble simple de composants faciles à acheter ou à découper dans du plexiglas
3. Roulements dans presque tous les nœuds du manipulateur
4. Facilité de montage. Il s'est avéré vraiment tâche difficile... Il était particulièrement difficile de réfléchir au processus d'assemblage de la base.
5. La position de préhension peut être modifiée de 90 degrés
6. Open source et documentation. Tout est préparé dans des formats accessibles. Je fournirai des liens de téléchargement pour les modèles 3D, les fichiers à découper, la liste des matériaux, l'électronique et les logiciels
7. Compatibilité Arduino. Il y a beaucoup d'opposants à Arduino, mais je pense que c'est l'occasion d'élargir l'audience. Les professionnels peuvent facilement écrire leur logiciel en C - c'est un contrôleur régulier d'Atmel !

Mécanique

On m'a facturé environ 10$ pour la découpe de toutes ces pièces.

La base est montée sur un gros roulement :

Il était particulièrement difficile de penser à la base en termes de processus de construction, mais j'espionnais les ingénieurs d'uArm. Les bascules reposent sur un axe de 6 mm de diamètre. Il convient de noter que ma traction de coude est maintenue sur un support en forme de U, et pour uFactory, sur un support en forme de L. C'est difficile d'expliquer quelle est la différence, mais je pense que j'ai fait mieux.

La capture est collectée séparément. Il peut tourner autour de son axe. La griffe elle-même repose directement sur l'arbre du moteur :

A la fin de l'article, je donnerai un lien vers les instructions de montage super détaillées en photos. En quelques heures, vous pouvez tout tordre en toute confiance, si tout ce dont vous avez besoin est à portée de main. J'ai également préparé un modèle 3D dans le programme gratuit SketchUp. Vous pouvez le télécharger, le faire tourner et voir quoi et comment il est assemblé.

Électronique

Ici, mon histoire est étroitement liée à des projets antérieurs. Depuis quelque temps maintenant j'ai commencé et même préparé ma carte compatible Arduino à cet effet. D'un autre côté, j'ai eu une fois l'occasion de faire des planches pas chères (ce que je veux dire aussi). En fin de compte, tout s'est terminé par le fait que j'ai utilisé ma propre carte compatible Arduino et un bouclier spécialisé pour contrôler le manipulateur.

Ce bouclier est en fait très simple. Il dispose de quatre résistances variables, de deux boutons, de cinq connecteurs servo et d'un connecteur d'alimentation. C'est très pratique du point de vue du débogage. Vous pouvez télécharger une esquisse de test et enregistrer une sorte de macro de contrôle ou quelque chose comme ça. Je donnerai également un lien pour télécharger le fichier PCB à la fin de l'article, mais il est préparé pour la fabrication avec des trous métallisés, il n'est donc pas très adapté à la production domestique.

La programmation

Le programme terminal de uArm vous permet de modifier cinq paramètres avec le contrôle de la souris. Déplacer la souris sur la surface change la position du manipulateur dans le plan XY. Faire tourner la roue - changer la hauteur. LMB / RMB - serrez / desserrez la griffe. RMB + roue - rotation de la poignée. Très pratique, en fait. Si vous le souhaitez, vous pouvez écrire n'importe quel logiciel de terminal qui communiquera avec le manipulateur en utilisant le même protocole.

Je ne fournirai pas de croquis ici - vous pouvez les télécharger à la fin de l'article.

Vidéo de travail

Liens

Salut!

Nous parlons de la gamme de manipulateurs robotiques collaboratifs Universal Robots.

La société Universal Robots, originaire du Danemark, est engagée dans la sortie de manipulateurs robotiques collaboratifs pour l'automatisation des processus de production cycliques. Dans cet article, nous présentons leurs principaux Caractéristiques et considérer les domaines d'application.

Qu'est-ce que c'est ça?

Les produits de la société sont représentés par une gamme de trois appareils de manipulation industriels légers à chaîne cinématique ouverte :
UR3, UR5, UR10.
Tous les modèles ont 6 degrés de mobilité : 3 portables et 3 orientables. Les appareils d'Universal Robots ne produisent que des mouvements angulaires.
Les robots manipulateurs sont divisés en classes, en fonction de la charge utile maximale autorisée. Les autres différences sont - le rayon zone de travail, poids et diamètre de la base.
Tous les manipulateurs UR sont équipés de capteurs de position absolue de haute précision qui simplifient l'intégration avec des appareils et équipements externes. Grâce à leur conception compacte, les bras UR ne prennent pas beaucoup de place et peuvent être installés dans des sections de travail ou des lignes de production où les robots conventionnels ne peuvent pas s'adapter. Caractéristiques:
Qu'est-ce qui est intéressantFacilité de programmation

La technologie de programmation spécialement développée et brevetée permet aux opérateurs non qualifiés de configurer et d'utiliser rapidement les bras robotiques UR à l'aide d'une technologie de visualisation 3D intuitive. La programmation s'effectue par une série de mouvements simples du corps de travail du manipulateur jusqu'aux positions souhaitées, ou en appuyant sur les flèches dans un programme spécial sur la tablette UR3 : UR5 : UR10 : Installation rapide

L'opérateur effectuant la première mise en service de l'équipement mettra moins d'une heure pour déballer, installer et programmer la première opération simple. UR3 : UR5 : UR10 : Collaboration et sécurité

Les manipulateurs UR sont capables de remplacer les opérateurs effectuant des tâches de routine dans des environnements dangereux et contaminés. Le système de contrôle garde une trace des influences perturbatrices externes exercées sur le bras robotique pendant le fonctionnement. Ainsi, les systèmes de manutention UR peuvent être exploités sans barrières de protection, à côté des postes de travail du personnel. Les systèmes de sécurité des robots sont approuvés et certifiés par le TÜV - l'Union allemande d'inspection technique.
UR3 : UR5 : UR10 : Variété d'organes de travail

A l'extrémité des manipulateurs industriels UR, un accessoire standardisé est prévu pour l'installation d'outils de travail spéciaux. Des modules supplémentaires de capteurs de force-couple ou de caméras peuvent être installés entre le corps de travail et la biellette d'extrémité du manipulateur. Possibilités d'application

Les manipulateurs robotiques industriels UR ouvrent la possibilité d'automatiser presque tous les processus de routine cycliques. Les appareils robots universels ont fait leurs preuves dans une variété d'applications.

Transfert

L'installation de manipulateurs UR dans les zones de transfert et d'emballage améliore la précision et réduit le retrait. La plupart des opérations de transfert peuvent être effectuées sans surveillance. Polissage, tamponnage, meulage

Le système de capteur intégré vous permet de contrôler la précision et l'uniformité de la force appliquée sur les surfaces courbes et inégales.

Moulage par injection

La haute précision des mouvements répétitifs rend les robots UR adaptés aux tâches de traitement des polymères et de moulage par injection.
Maintenance des machines CNC

La classe de protection de l'enveloppe permet l'installation de systèmes de manutention pour travailler ensemble avec des machines CNC. Emballage et empilage

Les technologies d'automatisation traditionnelles sont encombrantes et coûteuses. Les robots UR hautement personnalisables sont capables de fonctionner sans écrans de protection avec ou sans employés 24 heures sur 24, garantissant une précision et une productivité élevées. Contrôle de qualité

Le bras robotisé avec caméras vidéo est adapté aux mesures tridimensionnelles, ce qui est une garantie supplémentaire de la qualité des produits. Assemblée

Un simple dispositif de fixation permet aux robots UR d'être équipés des mécanismes auxiliaires appropriés nécessaires à l'assemblage du bois, du plastique, du métal et d'autres matériaux. Baise

Le système de contrôle permet de contrôler le couple développé afin d'éviter un serrage excessif et d'assurer la tension requise. Collage et soudage

La grande précision de positionnement du corps de travail vous permet de réduire la quantité de déchets lors du collage ou de l'application de substances.
Les manipulateurs robotiques industriels UR peuvent effectuer différents types soudage : arc, spot, ultrasons et plasma. Le total:

Les robots industriels d'Universal Robots sont compacts, légers, faciles à apprendre et à utiliser. Les robots UR sont une solution flexible pour un large éventail de tâches. Les manipulateurs peuvent être programmés pour toute action inhérente aux mouvements d'une main humaine, et les mouvements de rotation sont bien meilleurs pour eux. Les manipulateurs ne sont pas caractérisés par la fatigue et la peur des blessures ; ils n'ont pas besoin de pauses et de week-ends.
Les solutions d'Universal Robots vous permettent d'automatiser tout processus de routine, ce qui augmente la vitesse et la qualité de la production.

Discutez de l'automatisation de vos processus de production à l'aide des robots manipulateurs Universal avec un revendeur agréé -

Le bras robotique MeArm est une version de poche du bras industriel. MeArm est un robot facile à assembler et à utiliser, bras mécanique... Le manipulateur a quatre degrés de liberté, ce qui permet de saisir et de déplacer facilement divers petits objets.

Ce produit est présenté sous forme de kit de montage. Comprend les pièces suivantes :

• un ensemble de pièces en acrylique transparent pour l'assemblage d'un manipulateur mécanique ;
• 4 servomoteurs ;
• la carte de contrôle, qui abrite le micro-microcontrôleur Arduino Pro et l'écran graphique Nokia 5110 ;
• carte de joystick contenant deux joysticks analogiques sur l'axe x ;
• Câble d'alimentation USB.

Avant d'assembler le bras mécanique, il est nécessaire de calibrer les servos. Pour l'étalonnage, nous utiliserons un contrôleur Arduino. Nous connectons les servos à la carte Arduino (une alimentation externe 5-6V 2A est requise).

Servo milieu, gauche, droite, griffe; // créer 4 objets Servo

Void setup ()
{
Serial.begin (9600);
attache.du.milieu (11) ; // connecte le servo à la broche 11 pour faire pivoter la plate-forme
attache.gauche (10) ; // attache le servo à la broche 10 sur l'épaule gauche
attache.droite (9) ; // attache le servo à la broche 11 sur l'épaule droite
griffe.attache (6) ; // attache le servo à la griffe de la broche 6
}

Boucle vide ()
{
// définit la position du servo en magnitude (en degrés)
milieu.écriture (90);
écriture.gauche (90);
écriture.droite (90);
griffe.écriture (25);
retard (300);
}
À l'aide d'un marqueur, tracez une ligne à travers le boîtier du servomoteur et la broche. Connectez la bascule en plastique fournie au servo comme indiqué ci-dessous à l'aide de la petite vis fournie avec les supports de servo. Nous les utiliserons dans cette position lors du montage de la partie mécanique du MeArm. Attention à ne pas déplacer la position de la broche.


Le bras mécanique peut maintenant être assemblé.
Prenez la base et attachez les pieds à ses coins. Ensuite, installez quatre boulons de 20 mm et vissez-y des écrous (la moitié de la longueur totale).

Fixez maintenant le servo central avec deux boulons de 8 mm à la petite plaque et fixez la structure résultante à la base avec des boulons de 20 mm.

Assemblage de la partie gauche de la structure.

Assembler la bonne section de la structure.

Vous devez maintenant connecter les sections gauche et droite. Première à gauche à la plaque d'adaptation

Ensuite, le bon, et nous obtenons

Nous connectons la structure à la plateforme

Et nous récupérons la "griffe"

Nous réparons la "griffe"

Pour l'assemblage, vous pouvez utiliser le manuel suivant (en anglais) ou le manuel d'assemblage d'un tel manipulateur (en russe).

Schéma de brochage

Vous pouvez maintenant commencer à écrire du code Arduino. Pour contrôler les manipulateurs, ainsi que la possibilité de contrôler le contrôle du joystick, il serait bien de diriger le manipulateur vers un point spécifique des coordonnées cartésiennes (x, y, z). Il existe une bibliothèque connexe qui peut être téléchargée à partir de github - https://github.com/mimeindustries/MeArm/tree/master/Code/Arduino/BobStonesArduinoCode.
Les coordonnées sont mesurées en mm à partir du centre de rotation. La position de départ est au point (0, 100, 50), c'est-à-dire à 100 mm en avant de la base et à 50 mm du sol.
Un exemple d'utilisation de la bibliothèque pour définir un manipulateur à un point spécifique en coordonnées cartésiennes :

#include "meArm.h"
#inclure

Void setup () (
arm.begin (11, 10, 9, 6);
arm.openGripper ();
}

Boucle vide () (
// en haut et à gauche
arm.gotoPoint (-80 100 140);
// attraper
arm.closeGripper ();
// bas, mal et droit
arm.gotoPoint (70 200 10) ;
// relâcher la capture
arm.openGripper ();
// renvoie w au point de départ
arm.gotoPoint (0,100,50);
}

Méthodes de la classe meArm :

annuler commencer(entier brocheBase, entier épingleÉpaule, entier épingleCoude, entier pinGripper) - démarrez meArm, les broches de connexion pour les servos du milieu, gauche, droite, griffes sont indiquées. Doit être appelé dans setup ();
annuler openGripper() - ouvrir la capture ;
annuler fermerGripper() - capturer;
annuler gotoPoint(flotter X, flotter oui, flotter z) - déplacer le manipulateur à la position des coordonnées cartésiennes (x, y, z) ;
flotter obtenirX() - la coordonnée X courante ;
flotter obtenirY() - la coordonnée Y courante ;
flotter getZ() est la coordonnée Z actuelle.

Guide de montage

Bonjour à tous!
Il y a quelques années, un projet très intéressant de uFactory est apparu sur kickstarter - le bras robotique de bureau uArm. Ils ont promis de rendre le projet ouvert au fil du temps, mais je ne pouvais pas attendre et j'ai commencé à faire de la rétro-ingénierie à partir de photographies.
Au fil des ans, j'ai fait quatre versions de ma vision de ce manipulateur, et en conséquence j'ai développé le design suivant :
C'est un bras robotique avec un contrôleur intégré, entraîné par cinq servos. Son principal avantage est que toutes les pièces peuvent être achetées ou retirées du plexiglas à moindre coût et rapidement avec un laser.
Depuis que j'ai pris un projet open source comme source d'inspiration, je partage tous mes résultats dans leur intégralité. Vous pouvez télécharger toutes les sources à partir des liens en fin d'article et, si vous le souhaitez, récupérer la même (tous les liens en fin d'article).

Mais il est plus facile de lui montrer une fois au travail que de dire longtemps ce qu'elle est :

Passons donc à la description.
Caractéristiques

1. Hauteur : 300 mm.
2. Zone de travail (bras complètement étendu) : 140 mm à 300 mm autour de la base
3. Capacité de levage maximale au bras tendu, pas moins : 200g
4. Courant de consommation, pas plus : 6A

1. Roulements dans toutes les parties mobiles du bras. Il y en a onze au total : 10 pièces pour une tige de 3 mm et une pour une tige de 30 mm.
2. Facilité de montage. J'ai fait très attention à ce qu'il y ait une telle séquence d'assemblage du manipulateur dans laquelle toutes les pièces sont extrêmement pratiques à visser. Cela était particulièrement difficile pour les puissants servomoteurs de la base.
3. Tous les servos puissants sont situés à la base. C'est-à-dire que les servos "inférieurs" ne traînent pas les servos "supérieurs".
4. Les joints parallèles maintiennent toujours l'outil parallèle ou perpendiculaire au sol.
5. La position du manipulateur peut être modifiée de 90 degrés.
6. Logiciel prêt à l'emploi compatible Arduino. À droite main ramassée peut être contrôlé par la souris, et en utilisant les exemples de code, vous pouvez créer vos propres algorithmes de mouvement

Bonne journée! Devant vous, très chers, un robot d'art qui peut peindre divers objets sphériques ou en forme d'œuf allant de 4 à 9 cm.

Pour le réaliser, il vous faut une imprimante 3D, un ensemble d'outils standards + Arduino.

Remarque : n'abandonnez pas les projets utilisant une imprimante 3D. Si vous le souhaitez, vous pouvez toujours trouver un endroit ou un moyen où vous pouvez commander l'impression des détails nécessaires au projet.

Étape 1 : Un peu sur le robot

Robot d'art - à deux axes fait maison qui peut peindre sur la plupart des surfaces sphériques. Le robot s'adapte à un certain type d'objet (balles de ping-pong, décorations de Noël, ampoules et œufs (canard, oie, poulet...).

Des moteurs pas à pas de haute précision et à couple élevé sont utilisés pour faire tourner l'objet sphérique et déplacer le manipulateur, et le servomoteur SG90 silencieux et fiable est utilisé pour soulever le mécanisme de la poignée.

Étape 2 : Détails requis

Pour faire fais le toi-même nous avons besoin:

• 2x roulements 623 ;
• Épingle à cheveux d'un diamètre de 3 mm et d'une longueur de 80-90 mm;
• 1x ressort (10 mm de long et 4,5 mm de diamètre);
• 2x moteurs pas à pas NEMA 17 (couple de 4,4 kg / cm);
• Câbles moteur (longueur 14 + 70 cm) ;
• Cable USB;
• 1x servomoteur SG90 ;
• Arduino Leonardo ;
• bouclier JJRobots;

• 2xA4988 pilotes pour moteurs pas à pas;
• Alimentation 12V/2A;
• 11x vis M3 6 mm ;
• 4x vis M3 16 mm ;
• 4x écrous M3 ;
• 2 ventouses de 20 mm ;
• 1x écrou à oreilles M3 ;
• 1x marqueur ;

Étape 3 : Schéma général

Vous pouvez utiliser ce schéma comme « aide-mémoire ».

Étape 4 : Commençons !

Le robot déplace un manipulateur auquel est attaché un marqueur, qui est entraîné par un moteur pas à pas. Un autre moteur pas à pas est chargé de faire tourner l'objet sur lequel le dessin est appliqué (œuf, boule...). Deux ventouses sont utilisées pour maintenir l'objet en place : une attachée au moteur pas à pas et l'autre attachée à le côté opposé matière. Le petit ressort va appuyer sur la ventouse pour l'aider à tenir l'article. Le servo SG90 est utilisé pour monter/abaisser le marqueur.

Étape 5 : manipulateur

Placez l'écrou dans le trou préparé pour cela et serrez la vis de 16 mm. Faisons de même pour le porte-objet (à droite dans l'image ci-dessus). Lors de la création de la charnière du bras, 2 vis de 16 mm ont été utilisées. Cette charnière doit tourner librement après avoir serré les vis.

Étape 6 : ventouses

Placez l'une des ventouses à l'intérieur du trou du porte-objet.

Étape 7 : monter les moteurs pas à pas

Fixez les deux moteurs pas à pas au châssis principal avec 8 vis.

Étape 8 : axe de rotation

Placez tous les éléments comme indiqué dans l'image ci-dessus.

• Ventouse;
• Vis;
• Partie supérieure;
• Printemps;
• Roulement 623 (doit être intégré dans la coupelle gauche) ;
• Coupe gauche;
• Espace libre pour le cadre principal ;
• Coupe droite ;
• Roulement 623 ;
• Bague d'espacement ;
• Écrou à oreilles (M3).

Étape 9 : remettre tout à sa place

Insérez le manipulateur assemblé sur l'axe du moteur pas à pas.

Installez le support gauche sur l'axe du moteur pas à pas.

Le marqueur et l'œuf sont donnés à titre d'exemple (vous n'avez pas besoin de les placer maintenant).

REMARQUE : le servo aura besoin d'ajustements. Vous devrez redéfinir son angle pendant le processus d'étalonnage.

Étape 10 : l'électronique

Fixons l'électronique à l'arrière du châssis principal avec des vis (2 suffiront).

Connectons les câbles.

Si vous inversez les polarités lors de la connexion des moteurs pas à pas, ils tourneront simplement dans le sens opposé, mais avec un servo, la situation ne sera pas si anodine ! Par conséquent, vérifiez la polarité avant de vous connecter !

Étape 11 : programmation de l'Arduino Leonardo

Programmons l'Arduino Leonardo à l'aide de l'IDE Arduino (v 1.8.1).

• Téléchargez Arduino IDE (v 1.8.1) et installez le programme ;
• Commençons le logiciel. Choisissons carte Arduino Leonardo et le COM-PORT correspondant dans le menu "outils-> carte" ;
• Ouvrons et téléchargeons le code Sphere-O-Bot. Décompressez tous les fichiers dans un dossier et nommez-le "Ejjduino_ARDUINO".

Étape 12 : le robot d'art est prêt à créer des œuvres d'art

Étape 13 : contrôler le robot

Logiciel Inkscape. Téléchargez et installez le logiciel Inkscape (version stable 0.91 recommandée).

Téléchargez et installez l'extension EggBot Control (la version 2.4.0 a été entièrement testée).

L'extension de contrôle EggBot pour Inkscape est un outil que vous devez utiliser pour tester et calibrer votre EggBot et transférer des dessins vers un œuf. Vous devez d'abord démarrer Inkscape. Après avoir démarré Inkscape, le menu "Extensions" apparaîtra, et vous devez déjà sélectionner le sous-menu "Eggbot" dans celui-ci. Si vous ne voyez pas le sous-menu Eggbot, c'est que vous avez mal installé les extensions. Sauvegardez et suivez attentivement les instructions pour installer les extensions.

C'est tout, merci de votre attention !)