DIY робот қолы 6 ось (қадамдық қозғалтқыштармен): 9 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Бір жылдан астам зерттеулерден, прототиптерден және әр түрлі сәтсіздіктерден кейін мен қадамдық қозғалтқыштармен басқарылатын еркіндіктің 6 дәрежесі бар темір / алюминий роботын құра алдым.

Ең қиыны дизайн болды, себебі мен 3 негізгі мақсатқа қол жеткізгім келді:

• Өткізудің төмен құны
• Кішкене қондырғылармен де оңай құрастыру
• Қозғалыс кезінде жақсы дәлдік

Мен 3D моделін Rhino -мен бірнеше талаптарға сәйкес келетін жақсы ымыраға келгенше бірнеше рет жасадым.

Мен инженер емеспін және бұл жобаға дейін робототехникада ешқандай тәжірибем болмады, сондықтан меннен тәжірибелі адам мен жасаған істе дизайндағы кемшіліктерді таба алады, бірақ мен қол жеткізген соңғы нәтижеге қанағаттандым деп айта аламын.

Жабдықтар

қосымша ақпарат алу үшін менің жеке блогыма кіріңіз

1 -қадам: АЖЖ дизайны

Соңғы модельге келмес бұрын мен әр түрлі трансмиссиялық жүйелері бар кем дегенде 8 түрлі прототиптерді ойлап таптым, бірақ олардың ешқайсысы жоғарыда сипатталған 3 талапты қанағаттандыра алмады.

Жасалған барлық прототиптердің механикалық шешімдерін біріктіру (сонымен қатар кейбір ымыраға келу) соңғы модель болды. Мен АЖЖ алдында өткізген сағаттарымды санамадым, бірақ сендіре аламын, олар шынымен де көп.

Дизайн кезеңінде есте сақтау керек бір нәрсе - роботтың білегінің соңына қосылатын бір грамм да негіздегі қозғалтқыштардың айналу моментінің кедергісі есебінен көбейтіледі, демек салмақ қосылады және қозғалтқыш соғұрлым көп болады. күш -жігерге төтеп беру үшін есептелуі керек.

Қозғалтқыштарға кернеуге төтеп беруге «көмектесу» үшін мен 250N және 150N газ поршендерін қолдандым.

Мен роботты қалыңдығы 2, 3, 5, 10 мм болатын лазерлік кесілген темір табақшалармен (C40) және алюминиймен жасау арқылы шығындарды азайтуды ойладым; лазерлік кесу 3D металды фрезерлеуге қарағанда әлдеқайда арзан.

Әрбір жеке компонентті құрастырғаннан кейін мен кесектердің пішіндерін.dxf форматында жасап, оларды кесу орталығына жібердім. Қалған компоненттерді токарлық станокта өзім жасадым.

2 -қадам: Дайындық және құрастыру

Ақырында қолымды кірлейтін уақыт келді (мен мұны жақсы істеймін) …

Құрылыс кезеңі кесектерді дайындауға, тесіктерді, түйістерді, жіптерді және түйіндерді қолмен толтыруға арналған көптеген сағатты алып тастады. Бірнеше жұмыс құралдарымен жұмыс істеу үшін әрбір компонентті құрастыру фактісі мені үлкен тосынсыйлар мен механикалық ақауларға ұшыратпады.

Ең бастысы - жұмысты аяқтауға асықпау, бірақ мұқият болу және жобаның әрбір жолын ұстану, бұл кезеңде импровизация ешқашан жақсы нәтижеге әкелмейді.

Мойынтірек орындықтарын іске асыру өте маңызды, себебі әрбір буын оларға тіреледі және тіпті бірнеше пайыздық шағын ойын жобаның табысына нұқсан келтіруі мүмкін.

Мен түйреуіштерді қайта жасауға мәжбүр болдым, себебі токарлық станокпен мойынтіректің тесігінен шамамен 5 цент алып тастадым, мен оны орнатуға тырысқанда ойын өте айқын болды.

Барлық бөлшектерді дайындау үшін мен қолданған құралдар:

• бұрғылау прессі
• ұнтақтағыш / дремель
• ұнтақталған тас
• қолмен жұмыс істейтін файл
• токарлық станок
• Ағылшын кілттері

Мен білемін, әркімнің де үйінде токарлық станок бола алмайды және бұл жағдайда бөлшектерді мамандандырылған орталыққа тапсыру қажет болады.

Мен бөлшектерді қолмен жетілдіру үшін оларды әлдеқайда көп қосылыстармен лазермен кесу үшін жобаладым, себебі лазер, ол қаншалықты дәл болса да, конустық кесінді жасайды және оны ескеру қажет.

Бөліктер арасында өте дәл байланыс орнату үшін мен жасаған әрбір түйінмен қолмен жұмыс жасау.

Тіпті мойынтіректердегі саңылауларды мен кішірейтіп қойдым, содан кейін оларды қолмен дремельмен және шынымен де шыдамдылықпен орадым.

Бұрғылау прессінде қолмен жасаған барлық жіптер, себебі аспап пен бөлшек арасындағы максималды перпендикулярлық алынған. Әр бөлікті дайындағаннан кейін көптен күткен шындық сәті келді, бүкіл роботты жинау. Мен әр бөліктің дұрыс төзімділікпен екіншісіне сәйкес келетінін көріп таң қалдым.

Енді роботтың барлығы жиналды

Басқа ештеңе жасамас бұрын, мен қозғалтқыштардың дұрыс жобаланғанына көз жеткізу үшін кейбір қозғалыс сынақтарын жүргізуді жөн көрдім, егер мен қозғалтқыштарда, әсіресе олардың қату моментінде қандай да бір проблемалар тапсам, жобаның жақсы бөлігін қайта жасауға мәжбүр боламын.

Сонымен қатар, 6 қозғалтқышты орнатқаннан кейін мен ауыр роботты бірінші сынақтарға тапсыру үшін мансарда зертханасына апардым.

3 -қадам: Бірінші қозғалыс тесттері

Роботтың механикалық бөлігін аяқтағаннан кейін мен электрониканы тез жинадым және тек 6 қозғалтқыштың кабелін қостым. Сынақ нәтижелері өте оң болды, буындар жақсы қозғалады және алдын ала белгіленген бұрыштарда мен шешілетін бірнеше мәселені таптым..

Бірінші мәселе бірлескен нөмірге қатысты. 3 ол максималды ұзартуда белдікті шамадан тыс жүктеп, кейде қадамдардың жоғалуына әкелді. Бұл мәселенің шешімі мені әр түрлі дәлелдерге алып келді, біз оларды келесі қадамда көреміз.

Екінші мәселе № № ортақ буынға қатысты. 4, белдеудің бұралуының шешімі тым сенімді емес және проблемаларды тудырды. Осы кезде роботтың темір бөлшектері тоттан ұсақ нүктелер жасай бастады, сондықтан мен оларды шешуге мүмкіндік алдым.

4 -қадам: Бояу және қайта жинау

Маған бояу кезеңі ұнамайды, бірақ бұл жағдайда мен мұны жасауға міндеттімін, себебі мен оны одан да жақсы көремін.

Үтікке мен бірінші кезекте қызыл флуо бояуы үшін фон ретінде қызмет ететін праймерді қоямын.

5 -қадам: Қатені түзету N.1

Тест нәтижелерінен кейін мен роботтың дәлдігін жақсарту үшін кейбір өзгерістер енгізуге тура келді. Бірінші модификация №3 буынға қатысты, әсіресе ол ең қолайсыз жағдайда белбеудің шамадан тыс тартылуына әкелді, демек қозғалтқыш үнемі астында болды стресс Шешім айналу бағытына қарама -қарсы күш қолдану арқылы көмектесу болды.

Мен түні бойы бәрін қайталамай, ең жақсы шешім қандай болатынын ойладым. Бастапқыда мен үлкен бұралу серіппесін қолдануды ойладым, бірақ желіден іздегенде қанағаттанарлық ештеңе таппадым, сондықтан мен газ поршенін таңдадым (мен №2 буынға арналған), бірақ мен оны қайда қою керектігін шешуге тура келді, себебі мен орын жеткіліксіз болды.

Эстетикадан біршама бас тартып, поршеньді орналастырудың ең жақсы жері бүйірінде деп шештім.

Мен поршеньнің қажетті қуаты бойынша есептеулер жүргіздім, ол күш жұмсау керек болатын жерді ескере отырып, содан кейін ebay -ге 340 мм ұзындығы 150 Н поршеньге тапсырыс бердім, содан кейін оны бекіту үшін жаңа тіректерді жасадым.

6 -қадам: Қатені түзету N.2

Екінші өзгеріс бірлескен нөмірге қатысты. 4, мен бастапқыда бұралған белбеу арқылы берілісті жоспарладым, бірақ мен кеңістіктердің қысқарғанын және белбеу күткендей жұмыс істемейтінін түсіндім.

Мен қозғалтқышты оларға қатысты параллель бағытта алу үшін иықтарды жобалау арқылы бүкіл буындарды толығымен өзгертуге шешім қабылдадым. Бұл жаңа модификациямен енді белбеу дұрыс жұмыс істейді, сонымен қатар оны керу оңайырақ, себебі мен белдікті оңай тартатын негізгі жүйені ойлап таптым.

7 -қадам: электроника

Қозғалтқышты басқару электроникасы классикалық 3 осьті CNC үшін қолданылады, айырмашылығы-тағы 3 драйвер және тағы 3 қозғалтқыш. Барлық осьтерді басқару логикасы қосымшамен есептеледі, электрониканың жалғыз міндеті бар түйіспе қажетті орынға жетпеуі үшін қозғалтқыштардың қанша градусқа айналуы керек екендігі туралы нұсқауларды алу.

Электрониканы құрайтын бөліктер:

• Ардуино Мега
• n. 6 драйвер DM542T
• n. 4 Relè
• n. 1 24 В қуат көзі
• n. 2 электромагниттік клапандар (пневматикалық қысқыш үшін)

Arduino -да мен қозғалтқыштардың қозғалысын бір мезгілде басқарумен айналысатын эскизді жүктедім, мысалы, үдету, баяулау, жылдамдық, қадамдар мен максималды шектер және сериялық (USB) арқылы орындалатын командаларды қабылдауға бағдарламаланған.

Бағасы бірнеше мың еуроға дейін болатын кәсіби қозғалыс контроллерлерімен салыстырғанда, Arduino өзін тым күрделі операциялардан қорғай алады, мысалы, көп ағынды, мысалы, бір мезгілде бірнеше қозғалтқышты басқару қажет болғанда, басқара алмайды..

8 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз етуді қарастыру

Әр роботтың өзіндік пішіні мен әр түрлі қозғалыс бұрыштары бар және олардың әрқайсысы үшін кинематика әр түрлі. Сынақтарды орындау үшін мен Крис Анниннің бағдарламалық жасақтамасын қолданамын (www.anninrobotics.com), бірақ оның роботы үшін жазылған математика мен жұмыс жасай алмайтын кейбір аймақтарға сәйкес келмейді. олар бұрыштардың есептеулері аяқталмағандықтан.

Анниннің бағдарламалық жасақтамасы қазір эксперимент жасау үшін жақсы, бірақ мен өз роботымның физикасына 100% сәйкес келетін жеке бағдарламалық қамтамасыз етуді жазу туралы ойлануым керек. Мен қазірдің өзінде Blender -ды қолдана отырып және қозғалыс контроллерінің Python бөлігін жаза отырып, бірнеше тесттер жасай бастадым және бұл жақсы шешім сияқты, оны әзірлеудің кейбір аспектілері бар, бірақ бұл комбинацияны (Blender + Ptyhon) іске асыру өте оңай, әсіресе оңай сіздің алдыңызда роботсыз қозғалыстарды жоспарлау және модельдеу.

9 -қадам: пневматикалық қысқыш

Роботқа заттарды алу үшін мен оны пневматикалық қысқышпен жабдықтадым.

Мен өзіме сервосы бар қысқыштарды ұнатпаймын, олар маған пломбаға үлкен сенімділік бермейді, сондықтан қысымды реттейтін пневматикалық қысқыш барлық қажеттіліктерді қанағаттандырады деп ойладым.

Квадрат алюминий профильдерімен қысқышты кіші заттарды да, үлкен заттарды алу үшін өзгерттім.

Кейін уақыт табылғанда, мен оны жүктеу үшін жоба туралы барлық ақпаратты жинаймын.

Сізге бұл нұсқаулық ұнады деп сенемін.