Robot SCARA: učenie o Fowardovej a inverznej kinematike !!! (Plot Twist Naučte sa, ako vytvoriť rozhranie v reálnom čase v ARDUINO pomocou SPRACOVANIA !!!!): 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Robot SCARA je vo svete priemyslu veľmi obľúbeným strojom. Názov je skratkou pre kĺbové robotické rameno so selektívnou zhodou a pre montážne rameno. Je to v zásade robot s tromi stupňami voľnosti, pričom ide o prvé dva posuny rotačné v rovine XY a posledný pohyb sa vykonáva posuvníkom v osi Z na konci ramena. Dva stupne voľnosti boli naplánované tak, aby poskytovali väčšiu presnosť; napriek tomu kvôli kvalite serv, ktoré sú k dispozícii na použitie, postavené rameno nemalo takú pohyblivosť, ako by sa dalo očakávať, pretože mal dva stupne voľnosti. Elektronická časť je ľahko zrozumiteľná. Je však ťažké ho postaviť. Pretože rameno potrebuje tri ovládače, máme tri kanály. Namiesto programovania s bežným rozhraním Arduino sme sa rozhodli použiť Processing, čo je veľmi podobný softvér ako Arduino.

Zásoby

Zoznamy materiálov: Na stavbu prototypu bolo použitých niekoľko materiálov. V nasledujúcom zozname sú uvedené všetky tieto materiály:

• 3 servomotory MG 996R
• 1 Arduino Uno
• MDF (hrúbka 3 mm)
• Profil rozvodových remeňov GT2 (rozstup 6 mm)
• Epoxid
• Skrutky a matice
• 3 ložiská

Krok 1: Prototyp

Prvým krokom bolo vytvorenie modelu v softvéri CAD. V tomto prípade je Solid Works na to celkom dobrý softvér, ďalšou možnosťou môže byť Fusion 360 alebo iný softvér CAD podľa vášho výberu. Obrázky priložené v Kroku 1 boli prvým prototypom kvôli rôznym chybám, ktoré musíme upraviť, a skončíme s predvádzaním modelov vo videu a v úvode.

Na výrobu prototypu bol použitý Laser Cut, nemám žiadne video z výrobného postupu, ale mám súbory, ktoré som použil. Dôležitou súčasťou tohto projektu je kódovanie rozhrania, aby ste si mohli vytvoriť svoj vlastný model a použiť náš kód do svojho vlastného robota SCARA

Krok 2: Pripojenie motorov

Elektronika je jednoduchá ako varené cereálie. Stačí pripojiť všetko, ako je znázornené na obrázku (V hlavnom kóde pochádza signál odoslaný na servá z pinov (11, 10 a 11))

Krok 3: Nechápte Fowarda a obráťte kinematiku

Kinematika dopredu

Kód pracuje pre trajektórie nasledujúcim spôsobom: Po výbere tohto režimu musíte vybrať tvar, ktorý chcete nakresliť. Môžete si vybrať medzi čiarou, trojuholníkom, štvorcom a elipsou. V závislosti od výberu sa zmení premenná, ktorá potom funguje ako argument „prípad“pre typ výberu naprogramovaný neskôr v sekvencii. Vďaka flexibilite spracovania môžeme komunikovať s rozhraním pomocou príkazov známych z Windows a iných operačných systémov, čo umožňuje priradiť polohu kurzora (myši) premennej v rámci programu, ktorá prostredníctvom pripojenia k príkazom Arduino servomotory aké uhly jazdiť v akom poradí.

Algoritmus kreslenia je možné v pseudokóde zredukovať: priradiť hodnotu x1, y1 priradiť hodnotu x2, y2 vypočítať rozdiel medzi x1 a x2 vypočítať rozdiel medzi y1 a y2 vypočítať body, ktorými bude prechádzať nadol (trojuholník, štvorec, kruh) (s týmito dvoma bodmi sa používa geometria), ak (botondibujar == true) úplná postupnosť v prípade záznamu, premenné odoslané do servomotora sú uložené v poli 60 jednotiek, ktoré nám stlačením tlačidla „zaznamenať“umožňujú uložte údaje získané v ľubovoľnom režime (manuálne, vpred, inverzné, trajektórie) a potom sa budú replikovať po stlačení tlačidla štart s jednoduchou zmenou premennej.

Inverzná kinematika

Problém inverznej kinematiky spočíva v nájdení potrebných vstupov, aby robot dosiahol bod vo svojom pracovnom priestore. Vzhľadom na mechanizmus môže byť množstvo možných riešení pre požadovanú polohu nekonečné množstvo. Robot, ktorý sme zostrojili, je sériový mechanizmus s dvoma stupňami voľnosti. Po geometrickej analýze boli pre tento konkrétny mechanizmus nájdené dve riešenia. Obrázok 13. Príklad inverznej kinematiky Kde: θ1 a θ2 sú vstupné uhly dvoch robotov so sériovým mechanizmom DoF a X1 a X2 je poloha v rovine nástroja v koncovom ramene. Z obrázku vyššie:

Existuje tiež konfigurácia UP na lakte, ale na účel programu, ktorý bol napísaný, bola použitá iba konfigurácia DOLE na lakte. Hneď ako sa nájdu vstupné uhly, tieto informácie sa spustia v programe priamej kinematiky a do požadovanej polohy sa dosiahne s chybou menšou ako centimeter v dôsledku serv a pásov.

Krok 4: Manuálny, trajektória a režim učenia

Manuálny

V tomto režime stačí presunúť myš v rozhraní a robot bude nasledovať ukazovateľ rozhrania, môžete to naprogramovať v úžasnom plataforme

Trajektorie Pre tento model používame zdroje inverznej kinematiky a vytvárame požiadavky na obrázky, ktoré klient požaduje: Rovná čiara Štvorcový trojuholník Kruh Obrázky je možné kresliť na rozhraní s tvarmi, ktoré chcete. Dráha používa inverzný režim na výpočet každého bodu čiar každej z figúrok, takže je ľahké sledovať figúrky po kliknutí na hru po nakreslení figúry, ktorú vložíte ako vstup do rozhrania.

Režim učenia

Režim učenia zohľadňuje všetky ostatné režimy, ktoré sú manuálne, vpred, inverzné a trajektórie, takže do rozhrania môžete vykonať ľubovoľný pohyb, ktorý chcete, a potom ho nahradiť rovnakým pohybom ako predtým, ale pri reprodukcii pomaly a pokúste sa to urobiť viac. presne tak.

Krok 5: Kód

V skutočnosti sa kód ťažko vysvetľuje, takže som ho nechal, aby ste si ho mohli prečítať. Ak máte akékoľvek pochybnosti, môžete sa opýtať v komentároch a ja vám to vysvetlím (tento krok aktualizujem úplným vysvetlením kód buďte trpezliví) v tejto chvíli mi môžete v prípade akýchkoľvek pochybností poslať e -mail: [email protected]