SCARA -robot: leer oor Foward en omgekeerde kinematika !!! (Plot Twist Leer hoe om 'n intydse koppelvlak in ARDUINO te maak met behulp van verwerking !!!!): 5 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

'N SCARA -robot is 'n baie gewilde masjien in die nywerheidswêreld. Die naam staan vir beide Selective Compliant Assembly Robot Arm of Selective Compliant Articulated Robot Arm. Dit is basies 'n robot van drie grade, wat die eerste twee rotasies in die XY -vlak is en die laaste beweging word uitgevoer deur 'n skuifbalk in die Z -as aan die einde van die arm. Die twee grade van vryheid was beplan om meer presisie te bied; As gevolg van die kwaliteit van die servo's wat ons kan gebruik, het die ingeboude arm egter nie soveel mobiliteit as wat 'n mens sou verwag nie. Die elektroniese deel is maklik om te verstaan. Dit is egter moeilik om te bou. Aangesien die arm drie aandrywers benodig, het ons drie kanale. In plaas daarvan om te programmeer met die gewone Arduino -koppelvlak, het ons besluit om Processing te gebruik, 'n sagteware wat baie ooreenstem met die Arduino.

Voorrade

Materiaalwetsontwerpe: Vir die opstel van die prototipe is verskeie materiaal gebruik, in die opvolglys word al die materiaal genoem:

• 3 Servomotors MG 996R
• 1 Arduino Uno
• MDF (3 mm dik)
• Tandriem GT2 profiel (6 mm spits)
• Epoksie
• Boute en moere
• 3 laers

Stap 1: Die prototipe

Die eerste stap was om die model in 'n CAD -sagteware te maak, in hierdie geval is Solid works 'n redelike goeie sagteware; 'n ander opsie kan Fusion 360 of ander CAD -sagteware van u voorkeur wees. Die foto's wat in stap 1 aangeheg is, was die eerste prototipe as gevolg van 'n aantal foute wat ons moes aanpas, en ons eindig met die modelvertoning in die video en inleiding.

Laser Cut is gebruik om die prototipe te maak; ek het geen video van die vervaardigingsproses nie, maar ek het die lêers wat ek gebruik het. Die belangrikste deel van hierdie projek is die kodering van die koppelvlak, sodat u u eie model kan maak en ons kode in u eie SCARA -robot kan gebruik

Stap 2: Motors verbindings

Die elektronika is eenvoudig soos om graan te kook. Verbind alles net soos op die foto verskyn (in die hoofkode kom die sein wat na die servo's gestuur word, uit die penne (11, 10 en 11))

Stap 3: Ophaal Foward en keer Kinematics om

Voorwaartse kinematika

Die manier waarop die kode vir die trajekte werk, is die volgende: Nadat u hierdie modus gekies het, moet u 'n vorm kies om te teken. U kan kies tussen Line, Triangle, Square en Ellipse. Afhangende van die keuse, word 'n veranderlike verander wat dan funksioneer as 'case' argument vir 'n selekteertipe wat later in die volgorde geprogrammeer word. Danksy die buigsaamheid van verwerking, kan ons interaksie hê met die koppelvlak met opdragte wat deur Windows en ander bedryfstelsels bekend is, waardeur die posisie van die wyser (muis) toegewys kan word aan 'n veranderlike in die program, wat deur die verbinding met Arduino die servomotore opdrag gee watter hoeke om te ry in watter volgorde.

Die algoritme vir teken kan in die pseudokode verminder word: ken waarde toe aan x1, y1 waarde toe aan x2, y2 bereken verskil tussen x1 en x2 bereken verskil tussen y1 en y2 bereken punte waardeur die afwaarts sal gaan (driehoek, vierkant, sirkel) (meetkunde word gebruik met hierdie twee punte) as (botondibujar == true) volledige volgorde in die geval van opname, word die veranderlikes wat na die servomotor gestuur word in 'n skikking van 60 eenhede gestoor, wat deur op die 'rekord' -knoppie te druk, ons toelaat om stoor die gegewens verkry met enige modus (Handmatig, Vooruit, Inverse, Trajectories) en word dan herhaal as u op die startknoppie druk met 'n eenvoudige veranderlike veranderlike.

Omgekeerde kinematika

Die omgekeerde kinematiese probleem bestaan uit die vind van die nodige insette vir die robot om 'n punt op sy werkruimte te bereik. Gegewe die meganisme, kan die hoeveelheid moontlike oplossings vir 'n gewenste posisie 'n oneindige getal wees. Die robot wat ons gebou het, is 'n seriemeganisme met twee grade van vryheid. Na 'n meetkundige ontleding is twee oplossings vir hierdie spesifieke meganisme gevind. Figuur 13. Inverse kinematiese voorbeeld Waar: θ1 en θ2 die invoerhoeke van die twee DoF -seriemeganisme -robot is en X1 en X2 die posisie in die vlak van die gereedskap in die finale arm is. Uit die prent hierbo:

Dit bestaan ook en 'n elmboog -UP -konfigurasie, maar vir die doel van die program wat geskryf is, is dit slegs die elmboog -omlaag -konfigurasie gebruik. Sodra die invoerhoeke gevind is, loop die inligting oor die direkte kinematiese program en word die gewenste posisie bereik met 'n fout van minder as 'n sentimeter as gevolg van die servo's en die rieme.

Stap 4: Handleiding, trajek en leermodus

Handleiding

Vir hierdie modus hoef u slegs die muis in die koppelvlak te skuif, en die robot volg die wyser van die koppelvlak; u kan dit programmeer in programmeer wat 'n ontsaglike platvorm is

Trajekte Vir hierdie model gebruik ons die hulpbronne van die inverse kinematika en maak die syfers wat die kliënt versoek: 'n Reguitlyn Vierkantige driehoek Sirkel Die figure kan op die koppelvlak geteken word met die vorms wat u wil hê. Die baan gebruik die omgekeerde modus om elke punt van die lyne van elke figuur te bereken, sodat dit maklik is om die syfers te volg as u op speel klik nadat u die figuur geteken het wat u as invoer in die koppelvlak geplaas het

Leermodus

Die leermodus oorweeg alle ander maniere, insluitend die handmatige, voorwaartse, omgekeerde en trajekte, sodat u enige beweging wat u wil in die koppelvlak kan neem en dan kan vervang met dieselfde beweging as voorheen, maar stadig soos dit reproduseer, en probeer om dit meer te doen presies.

Stap 5: Die kode

Die kode is eintlik moeilik om uit te lig, so ek het die kode gelos sodat u kan lees As u daaraan twyfel, kan u dit in die kommentaar vra, en ek sal u verduidelik (ek sal hierdie stap opdateer met 'n volledige verduideliking van die kode moet geduldig wees) vir die oomblik dat u my kan e -pos vir enige twyfel: [email protected]