ربات SCARA: یادگیری درباره سینماتیک دور و معکوس !!! (Plot Twist بیاموزید که چگونه با استفاده از پردازش یک رابط زمان واقعی در ARDUINO بسازید !!!!): 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

ربات SCARA یک ماشین بسیار محبوب در جهان صنعت است. این نام مخفف هر دو بازوی روبات انتخابی سازگار مجمع یا بازوی ربات مفصل انتخابی است. این ربات در اصل سه درجه آزادی است ، دو حرکت اول چرخشی در صفحه XY و آخرین حرکت توسط یک لغزنده در محور Z در انتهای بازو انجام می شود. دو درجه آزادی برای ارائه دقت بیشتر برنامه ریزی شده بود. با این وجود ، با توجه به کیفیت سرویس هایی که برای استفاده ما در دسترس است ، بازوی ساخته شده به دلیل دو درجه آزادی آنچنان که انتظار می رود تحرک نداشت. بخش الکترونیکی به راحتی قابل درک است. هر چند ساخت آن سخت است. از آنجا که بازو به سه محرک نیاز دارد ، ما سه کانال داریم. به جای برنامه نویسی با رابط کاربری معمول آردوینو ، تصمیم گرفتیم از Processing که نرم افزاری بسیار شبیه به نرم افزار آردوینو است ، استفاده کنیم.

تدارکات

صورتحساب مواد: برای ساخت نمونه اولیه از چندین ماده استفاده شد ، در لیست زیر همه آن مواد ذکر شده است:

• 3 سروو موتورز MG 996R
• 1 آردوینو اونو
• MDF (ضخامت 3 میلی متر)
• تسمه تایم مشخصات GT2 (ارتفاع 6 میلی متر)
• اپوکسی
• پیچ و مهره
• 3 بلبرینگ

مرحله 1: نمونه اولیه

اولین قدم ساختن مدل در یک نرم افزار CAD بود در این صورت Solid works یک نرم افزار بسیار خوب برای آن است ، گزینه دیگر می تواند Fusion 360 یا سایر نرم افزارهای CAD به دلخواه شما باشد. تصاویر پیوست شده در مرحله 1 اولین نمونه اولیه به دلیل خطای مختلفی بود که باید تغییر دهیم ، و در نهایت به نمایش مدل در ویدئو و معرفی می پردازیم.

از Laser Cut برای ساخت نمونه اولیه استفاده شد ، من هیچ ویدئویی از روند تولید ندارم ، اما فایلهایی را که استفاده کردم دارم. بخش مهم این پروژه ، کدگذاری رابط است ، بنابراین می توانید مدل خود را بسازید و از کد ما در روبات SCARA خود استفاده کنید.

مرحله 2: اتصالات موتور

وسایل برقی ساده مانند غلات پخته شده است. فقط همه چیز را همانطور که در تصویر نشان داده شده است وصل کنید (در کد اصلی سیگنال ارسال شده به سرووها از پین ها (11 ، 10 و 11) می آید)

مرحله 3: Undestand Foward و Inverts Kinematics

Forward Kinematics

نحوه عملکرد کد برای مسیرها به شرح زیر است: پس از انتخاب این حالت ، باید شکلی را برای ترسیم انتخاب کنید. شما می توانید بین خط ، مثلث ، مربع و بیضی یکی را انتخاب کنید. بسته به انتخاب ، یک متغیر تغییر می کند که سپس به عنوان یک آرگومان 'case' برای یک نوع انتخابی که بعداً در دنباله برنامه ریزی شده عمل می کند. به لطف انعطاف پذیری پردازش ، ما می توانیم با رابط کاربری با دستوراتی که توسط ویندوز و سایر سیستم عامل ها شناخته شده است ، تعامل داشته باشیم ، که به شما اجازه می دهد موقعیت مکان نما (ماوس) را به یک متغیر در برنامه اختصاص دهید ، که از طریق اتصال به آردوینو به سرو موتورها فرمان می دهد. چه زاویه هایی را در چه سکانسی حرکت دهیم

الگوریتم ترسیم را می توان در شبه کد کاهش داد: مقدار را به x1 اختصاص دهید ، y1 مقدار را به x2 اختصاص دهید ، y2 تفاوت بین x1 و x2 را محاسبه کنید تفاوت بین y1 و y2 نقاط محاسبه کنید که پایین از آنها عبور می کند (مثلث ، مربع ، دایره) (هندسه با این دو نقطه استفاده می شود) اگر (botondibujar == true) دنباله کامل در مورد ضبط ، متغیرهای ارسال شده به سرو موتور در یک آرایه 60 واحدی ذخیره می شود ، که با فشار دادن دکمه "record" به ما اجازه می دهد داده های به دست آمده را با هر حالت (دستی ، رو به جلو ، معکوس ، مسیرها) ذخیره کنید و هنگامی که دکمه شروع را با تغییر ساده متغیر فشار می دهید ، تکرار شود.

سینماتیک معکوس

مشکل سینماتیک معکوس شامل یافتن ورودی های لازم برای رسیدن ربات به نقطه ای در فضای کار است. با توجه به مکانیسم ، مقدار راه حل های ممکن برای موقعیت مورد نظر ممکن است یک عدد بی نهایت باشد. رباتی که ساخته ایم یک مکانیسم سریالی با دو درجه آزادی است. پس از تجزیه و تحلیل هندسی ، دو راه حل برای این مکانیسم خاص پیدا شده است. شکل 13. مثال سینماتیک معکوس جایی که: θ1 و θ2 زاویه های ورودی دو ربات مکانیسم سریال DoF و X1 و X2 موقعیت در صفحه ابزار در بازوی نهایی هستند. از تصویر بالا:

همچنین وجود دارد و پیکربندی آرنج UP ، اما برای منظور برنامه ای که نوشته شده است ، فقط از پیکربندی آرنج DOWN استفاده شده است. هنگامی که زوایای ورودی پیدا می شوند ، آن اطلاعات بر روی برنامه سینماتیک مستقیم اجرا می شوند و موقعیت مطلوب با خطای کمتر از یک سانتی متر به دلیل سرویس و کمربندها بدست می آید.

مرحله 4: کتابچه راهنمای کاربر ، مسیر حرکت و حالت یادگیری

کتابچه راهنمای

برای این حالت فقط باید mause را در رابط کاربری حرکت دهید و ربات اشاره گر رابط را دنبال می کند ، می توانید این را در برنامه نویسی که یک پلاتفرم عالی است برنامه ریزی کنید.

مسیرها برای این مدل ما از منابع سینماتیک معکوس استفاده می کنیم و ارقام را توسط مشتری درخواست می کنیم: مسیر از حالت معکوس برای محاسبه هر نقطه از خطوط هر یک از شکل ها استفاده می کند ، بنابراین هنگامی که روی play کلیک می کنید ، پس از رسم رقمی که به عنوان ورودی در رابط قرار داده اید ، پیگیری اعداد آسان می شود.

حالت یادگیری

حالت یادگیری همه حالت های دیگر را که دستی ، رو به جلو ، معکوس و مسیر هستند در نظر می گیرد ، بنابراین می توانید هر حرکتی را که می خواهید در رابط کاربری انجام دهید و سپس با همان حرکت قبلی جایگزین کنید ، اما با تکثیر آهسته و سعی کنید آن را بیشتر انجام دهید. دقیقا.

مرحله 5: کد

در واقع توضیح کد بسیار سخت است بنابراین من کد را گذاشتم تا بتوانید ir را بخوانید اگر در مورد آن شک دارید ، می توانید در نظرات بپرسید و من برای شما توضیح خواهم داد (این مرحله را با توضیح کامل به روز می کنم) کد صبور باشید) در حال حاضر می توانید برای هر گونه شک به من ایمیل بزنید: [email protected]