SCARA -robotti: oppia Foward- ja käänteiskinematiikasta !!! (Plot Twist Opi tekemään reaaliaikainen käyttöliittymä ARDUINOssa KÄSITTELYÄ käyttäen !!!!): 5 vaihetta (kuvien kanssa)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-13 06:57

SCARA -robotti on erittäin suosittu kone teollisuusmaailmassa. Nimi tarkoittaa sekä valikoivasti yhteensopivaa kokoonpanorobottivartta että valikoivasti yhteensopivaa nivelletty robottivartta. Se on pohjimmiltaan kolmen vapauden asteen robotti, joka on kaksi ensimmäistä XY -tason rotaatiota ja viimeinen liike suoritetaan liukusäätimellä Z -akselilla käsivarren päässä. Kahden vapausasteen oli tarkoitus tarjota enemmän tarkkuutta; kuitenkin, koska meillä on käytettävissamme olevien servojen laatu, rakennetulla käsivarrella ei ollut niin suurta liikkuvuutta kuin voisi odottaa sen kahden vapausasteen vuoksi. sähköinen osa on helppo ymmärtää. Rakentaminen on kuitenkin vaikeaa. Koska varsi tarvitsee kolme toimilaitetta, meillä on kolme kanavaa. Yleisen Arduino -käyttöliittymän kanssa ohjelmoinnin sijaan päätimme käyttää Processingia, joka on hyvin samanlainen ohjelmisto kuin Arduino.

Tarvikkeet

Materiaalilaskut: Prototyyppien rakentamiseen käytettiin useita materiaaleja, seuraavassa luettelossa mainitaan kaikki nämä materiaalit:

• 3 servomoottoria MG 996R
• 1 Arduino Uno
• MDF (paksuus 3 mm)
• Hammashihnat GT2 -profiili (6 mm: n nousu)
• Epoksi
• Mutterit ja pultit
• 3 Laakerit

Vaihe 1: Prototyyppi

Ensimmäinen askel oli mallin tekeminen CAD -ohjelmistoon, tässä tapauksessa Solid works on siihen varsin hyvä ohjelmisto, toinen vaihtoehto voi olla Fusion 360 tai muu haluamasi CAD -ohjelmisto. Vaiheessa 1 liitetyt kuvat olivat ensimmäinen prototyyppi, joka johtui erilaisesta virheestä, jota meidän on muutettava, ja päädymme malliesitykseen videossa ja esittelyssä.

Prototyypin valmistuksessa käytettiin laserleikkausta, minulla ei ole videota valmistusprosessista, mutta minulla on käytetyt tiedostot. Tämän projektin tärkein osa on rajapinnan koodaus, jotta voit tehdä oman mallisi ja käyttää koodiamme omaksi SCARA -robotiksi

Vaihe 2: Moottoriliitännät

Elektroniikka on yksinkertaista kuin ruoanlaittovilja. Liitä vain kaikki kuvan osoittamalla tavalla (Pääkoodissa servoille lähetettävä signaali tulee nastoista (11, 10 ja 11))

Vaihe 3: Ymmärtäkää Foward ja käännä kinematiikka

Eteenpäin kinematiikka

Koodi toimii radoilla seuraavasti: Kun olet valinnut tämän tilan, sinun on valittava piirrettävä muoto. Voit valita suoran, kolmion, neliön tai ellipsin. Valinnasta riippuen muuttuja muuttuu, joka toimii "tapaus" -argumenttina valitulle tyypille, joka on ohjelmoitu myöhemmin järjestyksessä. Käsittelyn joustavuuden ansiosta voimme olla vuorovaikutuksessa käyttöliittymän kanssa Windowsissa ja muissa käyttöjärjestelmissä tunnetuilla komennoilla, mikä mahdollistaa kohdistimen (hiiren) sijainnin määrittämisen ohjelman sisällä olevalle muuttujalle, joka Arduino -yhteyden kautta ohjaa servomoottoreita mitä kulmia ajaa missä järjestyksessä.

Piirtämisalgoritmia voidaan pienentää pseudokoodissa: määritä arvo x1: lle, y1 määritä arvo x2: lle, y2 laske ero x1: n ja x2: n välillä laske ero y1: n ja y2: n välillä laske pisteet, joiden kautta alaspäin kulkee (kolmio, neliö, ympyrä) (geometriaa käytetään näiden kahden pisteen kanssa), jos (botondibujar == true) on täydellinen sekvenssi tallennuksen tapauksessa, servomoottorille lähetetyt muuttujat tallennetaan 60 yksikön matriisiin, mikä mahdollistaa tallennuspainikkeen painamisen tallentaa missä tahansa tilassa (manuaalinen, eteenpäin, käänteinen, liikeradat) saadut tiedot ja kopioidaan sitten, kun painat käynnistyspainiketta yksinkertaisella muuttujan muutoksella.

Käänteinen kinematiikka

Käänteinen kinematiikkaongelma on löytää tarvittavat syötteet, jotta robotti saavuttaa työtilansa pisteen. Kun otetaan huomioon mekanismi, mahdollisten ratkaisujen määrä haluttuun paikkaan voi olla ääretön määrä. Rakennettu robotti on sarjamekanismi, jolla on kaksi vapausastetta. Geometrisen analyysin jälkeen tälle mekanismille on löydetty kaksi ratkaisua. Kuva 13. Esimerkki käänteisestä kinematiikasta Missä: θ1 ja θ2 ovat kahden DoF -sarjamekanismirobotin tulokulmat ja X1 ja X2 ovat työkalun tason sijainti viimeisessä varressa. Yllä olevasta kuvasta:

Se on myös olemassa ja kyynärpää YLÖS -kokoonpano, mutta kirjoitettua ohjelmaa varten sitä käytettiin vain kyynärpää DOWN -kokoonpanossa. Kun syöttökulmat on löydetty, tieto kulkee suoralla kinematiikkaohjelmalla ja haluttu asema saavutetaan alle senttimetrin virheellä servojen ja hihnojen vuoksi.

Vaihe 4: Manuaalinen, liikerata ja oppimistila

Manuaalinen

Tässä tilassa sinun tarvitsee vain siirtää mause käyttöliittymässä ja robotti seuraa käyttöliittymän osoitinta, voit ohjelmoida tämän ohjelmoinnissa, joka on upea plataform

Radat Tässä mallissa käytämme käänteisen kinematiikan resursseja ja teemme asiakkaan pyynnöstä luvut, jotka olivat: Suora Suorakulmainen kolmio Ympyrä Luvut voidaan piirtää rajapinnalle haluamillasi muodoilla. Trajektoori käyttää käänteistilaa jokaisen luvun viivan jokaisen pisteen laskemiseen, joten lukujen seuraaminen on helppoa, kun napsautat Toista, kun olet piirtänyt käyttöliittymään syötetyn kuvan

Oppitila

Oppimistila ottaa huomioon kaikki muut tilat, jotka ovat manuaalinen, eteenpäin, käänteinen ja liikeradat, joten voit tehdä minkä tahansa haluamasi liikkeen käyttöliittymään ja korvata sen samalla liikkeellä kuin ennen, mutta hidastaa sen toistumista ja yrittää tehdä sitä enemmän tarkalleen.

Vaihe 5: Koodi

Itse asiassa koodi on jotenkin vaikea selittää, joten jätin koodin, jotta voit lukea sen. Jos sinulla on epäilyksiä siitä, voit kysyä kommenteissa ja selitän sinulle (päivitän tämän vaiheen täydellisellä selityksellä koodi voi olla kärsivällinen) toistaiseksi voit lähettää minulle sähköpostia epäilyttäessäsi: [email protected]