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

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 sklapanja. 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

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. Pokazalo se točnim izazovan 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

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 moje povlačenje laktom drži na držaču u obliku slova U, dok se uFactoryjevo drži na držaču 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 s pouzdanjem možete 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

Ovdje je moj narativ usko isprepleten s prethodnim projektima. Počeo sam prije nekog vremena i čak pripremio vlastitu Arduino-kompatibilnu ploču za ove potrebe. S druge strane, jednog dana sam imao priliku jeftino napraviti ploče (o čemu i pričam). 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. Ima četiri promjenjiva 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

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 o radu

Linkovi

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 radno područje, težinu i promjer baze.
Svi UR manipulatori opremljeni su visokopreciznim senzorima apsolutne pozicije, koji pojednostavljuju integraciju s vanjskim uređajima i opremom. 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 ste zainteresirani?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 sposobni su 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 školjke omogućuje ugradnju sustava za rukovanje suradnja sa CNC strojevima. Pakiranje i slaganje

Tradicionalne tehnologije automatizacije su glomazne i skupe. Lako prilagodljiv, UR roboti mogu raditi bez njega zaštitni ekrani sa ili bez zaposlenika 24 sata dnevno, osiguravajući visoku točnost 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 sve radnje svojstvene pokretima ljudske ruke, i rotacijski pokreti rade puno bolje. 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 -

MeArm robotska ruka je džepna verzija industrijske ruke. MeArm je robot koji se lako sastavlja i kontrolira, mehanička ruka. Manipulator ima četiri stupnja slobode, što olakšava hvatanje i pomicanje raznih malih predmeta.

Ovaj proizvod je predstavljen kao komplet za sastavljanje. Uključuje sljedeće dijelove:

• set prozirnih akrilnih dijelova za sastavljanje mehaničkog manipulatora;
• 4 servo;
• kontrolna ploča na kojoj se nalazi mikro mikrokontroler Arduino Pro i grafički zaslon Nokia 5110;
• joystick ploča koja sadrži dvije dvoosne analogne joystickove;
• USB kabel za napajanje.

Prije sastavljanja mehaničkog manipulatora potrebno je kalibrirati servo motore. Za kalibraciju ćemo koristiti Arduino kontroler. Spajamo servo na Arduino ploču (potrebno je vanjsko napajanje od 5-6V 2A).

Servo srednji, lijevi, desni, pandža; // kreiraj 4 Servo objekta

Postavljanje praznine()
{
Serial.begin(9600);
srednji.priloži(11); // pričvršćuje servo na pin 11 za okretanje platforme
lijevo.priloži(10); // pričvršćuje servo na iglu 10 na lijevom ramenu
desno.priloži(9); // pričvršćuje servo na zatik 11 na desnom ramenu
pandža.pričvrstiti(6); // pričvršćuje servo na pin 6 pandžu (hvatanje)
}

void petlja()
{
// postavlja položaj servo po veličini (u stupnjevima)
middle.write(90);
lijevo.pisati(90);
right.write(90);
claw.write(25);
kašnjenje (300);
}
Pomoću markera nacrtajte liniju kroz tijelo servo motora i vreteno. Spojite plastičnu klackalicu uključenu u komplet na servo kao što je prikazano ispod pomoću malog vijka uključenog u komplet za montažu servo uređaja. Koristit ćemo ih u ovom položaju prilikom sastavljanja mehaničkog dijela MeArma. Pazite da ne pomaknete položaj vretena.


Sada možete sastaviti mehanički manipulator.
Uzmite bazu i pričvrstite noge na njezine kutove. Zatim ugradite četiri vijka od 20 mm i na njih privijte matice (polovica ukupne duljine).

Sada pričvršćujemo središnji servo s dva vijka od 8 mm na malu ploču i pričvršćujemo dobivenu strukturu na bazu pomoću vijaka od 20 mm.

Sastavljamo lijevi dio konstrukcije.

Sastavljamo desni dio konstrukcije.

Sada morate spojiti lijevi i desni dio. Prvo idem na adaptersku ploču

Onda desno, i dobivamo

Povezivanje konstrukcije s platformom

I skupljamo "kandže"

Pričvršćujemo "kandžu"

Za sastavljanje možete koristiti sljedeći priručnik (na engleskom) ili priručnik za sastavljanje sličnog manipulatora (na ruskom).

Pinout dijagram

Sada možete početi pisati Arduino kod. Za upravljanje manipulatorom, uz mogućnost upravljanja upravljanjem pomoću joysticka, bilo bi lijepo usmjeriti manipulator na određenu točku u kartezijevim koordinatama (x, y, z). Postoji odgovarajuća biblioteka koja se može preuzeti s githuba - https://github.com/mimeindustries/MeArm/tree/master/Code/Arduino/BobStonesArduinoCode.
Koordinate se mjere u mm od središta rotacije. Početna pozicija je u točki (0, 100, 50), odnosno 100 mm naprijed od baze i 50 mm od tla.
Primjer korištenja knjižnice za instaliranje manipulatora na određenoj točki u kartezijevim koordinatama:

#include "meArm.h"
#uključi

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

Void petlja() (
// gore i lijevo
arm.gotoPoint(-80,100,140);
// zgrabiti
arm.closeGripper();
// dolje, šteta i pravo
arm.gotoPoint(70,200,10);
// osloboditi stisak
arm.openGripper();
// povratak na početnu točku
arm.gotoPoint(0,100,50);
}

Metode klase meArm:

poništiti početi(int pinBase, int iglaRame, int iglaLakat, int pinGripper) - pokrenite meArm, odredite spojne pinove za srednji, lijevi, desni, servo s kandžama. Mora se pozvati u setup();
poništiti openGripper() - otvoriti hvat;
poništiti closeGripper() - uhvatiti;
poništiti gotoPoint(plutati x, plutati g, plutati z) - pomaknuti manipulator u položaj kartezijevih koordinata (x, y, z);
plutati dobitiX() - trenutna X koordinata;
plutati getY() - trenutna Y koordinata;
plutati getZ() - trenutna Z koordinata.

Vodič za sastavljanje (engleski)

Bok svima!
Prije par godina na kickstarteru se pojavio vrlo zanimljiv projekt uFactoryja - uArm desktop robotska ruka. Obećali su da će s vremenom projekt učiniti otvorenim kodom, ali nisam mogao čekati i počeo sam raditi obrnuti inženjering iz fotografija.
Tijekom godina napravio sam četiri verzije svoje vizije ovog manipulatora i na kraju razvio ovaj dizajn:
Ovo je robotska ruka s integriranim kontrolerom, koju pokreće pet servo motora. Njegova glavna prednost je što se svi dijelovi mogu kupiti ili jeftino i brzo laserom izrezati od pleksiglasa.
Budući da sam uzeo projekt otvorenog koda kao izvor inspiracije, dijelim sve svoje rezultate u cijelosti. Sve izvore možete preuzeti sa linkova na kraju članka i po želji sastaviti isti (svi linkovi su na kraju članka).

Ali lakše je jednom pokazati na djelu nego dugo pričati što je to:

Dakle, prijeđimo na opis.
Tehnički podaci

1. Visina: 300 mm.
2. Radno područje (s potpuno ispruženom rukom): od 140 mm do 300 mm oko baze
3. Maksimalna nosivost na duljini ruke, ne manje od: 200g
4. Potrošnja struje, ne više: 6A

1. Ležajevi u svim pokretnim dijelovima manipulatora. Ima ih ukupno jedanaest: 10 komada za osovinu od 3 mm i jedan za osovinu od 30 mm.
2. Jednostavan za sklapanje. Mnogo sam pažnje posvetio osiguranju da postoji takav redoslijed sastavljanja manipulatora u kojem bi bilo izuzetno zgodno zavrnuti sve dijelove. To je bilo posebno teško za snažne servo pogonske jedinice u bazi.
3. Svi snažni servo motori nalaze se u bazi. Odnosno, "donji" servo ne povlače "gornje".
4. Zahvaljujući paralelnim šarkama, alat uvijek ostaje paralelan ili okomit na tlo.
5. Položaj manipulatora može se mijenjati za 90 stupnjeva.
6. Spreman za Arduino kompatibilan softver. Pravo sabrana ruka može se kontrolirati mišem, a pomoću primjera koda možete izraditi vlastite algoritme kretanja

Dobar dan! Dragi moji, pred vama je umjetnički robot koji može oslikavati razne sferne ili jajolike predmete veličine od 4 do 9 cm.

Za izradu će vam trebati 3D printer, set standardnih alata + Arduino.

Napomena: Nemojte odustati od projekata koji koriste 3D printer. Ukoliko želite, uvijek možete pronaći mjesto ili način gdje možete naručiti tisak dijelova potrebnih za projekt.

Korak 1: Malo o robotu

Art robot - dvoosni domaća izrada, koji može imati uzorak na većini sfernih površina. Robot je prilagođen za određenu vrstu predmeta (ping pong loptice, božićni ukrasi, žarulje i jaja (patka, guska, kokoš...).

Koračni motori visoke preciznosti s velikim okretnim momentom koriste se za rotaciju sferičnog objekta i pomicanje manipulatora, a tihi i pouzdani servo pogon SG90 koristi se za podizanje mehanizma ručke.

Korak 2: Potrebni dijelovi

Kako bi se DIY rukotvorine trebamo:

• 2x ležajevi 623;
• Ukosnica promjera 3 mm i duljine 80-90 mm;
• 1x opruga (duljina 10 mm i promjer 4,5 mm);
• 2x NEMA 17 koračna motora (okretni moment 4,4 kg/cm);
• Kabeli za motore (dužine 14 + 70 cm);
• USB kabl;
• 1x servo SG90;
• Arduino Leonardo;
• štit JJRobots;

• 2xA4988 upravljački programi za koračni motori;
• Napajanje 12V/2A;
• 11x M3 6 mm vijaka;
• 4x M3 16 mm vijka;
• 4x M3 matice;
• 2x 20 mm vakuumske čašice;
• 1x krilasta matica M3;
• 1x marker;

Korak 3: Opći pregled

Možete upotrijebiti ovaj dijagram kao "varku".

Korak 4: Započnimo!

Robot pomiče manipulator na koji je pričvršćen marker, a pokreće ga koračni motor. Drugi koračni motor zadužen je za rotaciju predmeta na koji se nanosi crtež (jaje, lopta...). Dvije vakuumske čašice koriste se za držanje predmeta na mjestu: jedna je pričvršćena na koračni motor, a druga na suprotna strana subjekt. Mala opruga će pritisnuti vakuumsku čašicu, pomažući joj da drži predmet. SG90 servo pogon se koristi za podizanje/spuštanje markera.

Korak 5: Manipulator

Postavite maticu u rupu pripremljenu za nju i zategnite vijak od 16 mm. Učinimo isto za držač predmeta (desno na gornjoj slici). Prilikom izrade šarke za manipulator korištena su 2 vijka od 16 mm. Ova šarka bi se trebala slobodno okretati nakon zatezanja vijaka.

Korak 6: Naivčine

Stavite jednu od vakuumskih čašica u rupu u držaču predmeta.

Korak 7: Montaža koračnih motora

Oba koračna motora pričvršćujemo na glavni okvir pomoću 8 vijaka.

Korak 8: Os rotacije

Postavimo sve elemente kao što je prikazano na gornjoj slici.

• usisivač;
• Vijak;
• Gornji dio;
• Proljeće;
• Ležaj 623 (mora biti ugrađen u lijevu čašicu);
• Lijeva šalica;
• Slobodan prostor za glavni okvir;
• Desna šalica;
• Ležaj 623;
• Odstojni prsten;
• Krilasta matica (M3).

Korak 9: Stavite sve na svoje mjesto

Umetnimo sastavljeni manipulator na os koračnog motora.

Postavimo lijevi nosač na os koračnog motora.

Marker i jaje postavljeni su kao primjer (nema potrebe da ih sada stavljate).

NAPOMENA: Servo će zahtijevati podešavanja. Morat ćete ponovno postaviti njegov kut tijekom postupka kalibracije.

Korak 10: Elektronika

Pričvrstimo elektroniku na stražnju stranu glavnog okvira pomoću vijaka (2 će biti dovoljno).

Spojimo kablove.

Obrnete li polaritete kod spajanja koračnih motora, oni će se jednostavno okretati u suprotnom smjeru, ali sa servo pogonom situacija neće biti tako bezazlena! Stoga dobro provjerite polaritet prije spajanja!

Korak 11: Programiranje Arduino Leonardo

Programirajmo Arduino Leonardo koristeći Arduino IDE (v 1.8.1).

• Preuzmite Arduino IDE (v 1.8.1) i instalirajte program;
• Pokrenimo softver. Izaberimo Arduino ploča Leonardo i odgovarajući COM PORT u izborniku “tools->board”;
• Otvorimo i preuzmimo Sphere-O-Bot kod. Raspakirajmo sve datoteke unutar jedne mape i nazovimo je “Ejjduino_ARDUINO”.

Korak 12: Umjetnički robot je spreman za stvaranje umjetničkih djela

Korak 13: Upravljanje robotom

Softver Inkscape. Preuzmite i instalirajte softver Inkscape (preporučam stabilnu verziju 0.91).

Preuzmite i instalirajte proširenje EggBot Control (verzija 2.4.0 je u potpunosti testirana).

Proširenje EggBot Control za Inkscape je alat koji trebate koristiti kada testirate i kalibrirate svoj EggBot i prenosite svoj dizajn na jaje. Prvo morate pokrenuti Inkscape. Nakon pokretanja Inkscapea pojavit će se izbornik “Extensions” u kojem je potrebno odabrati podizbornik “Eggbot”. Ako ne vidite podizbornik Eggbot, niste ispravno instalirali proširenja. Napravite sigurnosnu kopiju i pažljivo slijedite upute za instaliranje proširenja.

To je sve, hvala na pažnji!)