سلام giktimes!

پروژه UArm از uFactory بیش از دو سال پیش در کیک استارتر سرمایه جمع آوری کرد. آنها از همان ابتدا گفتند که این یک پروژه منبع باز خواهد بود، اما بلافاصله پس از پایان شرکت، عجله ای برای آپلود کد منبع نداشتند. من فقط می خواستم پلکسی را طبق نقشه های آنها برش دهم و تمام، اما از آنجایی که هیچ کد منبعی وجود نداشت و در آینده قابل پیش بینی پیش بینی نشده بود، شروع به تکرار طرح از روی عکس ها کردم.

بازوی رباتیک من اکنون به این شکل است:

در طی دو سال آهسته کار کردم، موفق به ساخت چهار نسخه شدم و تجربه بسیار زیادی به دست آوردم. توضیحات، تاریخچه پروژه و تمام فایل های پروژه را می توان در زیر برش یافت.

ازمایش و خطا

وقتی کار روی نقاشی ها را شروع کردم، می خواستم نه فقط uArm را تکرار کنم، بلکه آن را بهبود بخشم. به نظرم رسید که در شرایط من انجام بدون بلبرینگ کاملاً امکان پذیر است. من همچنین این واقعیت را دوست نداشتم که الکترونیک با کل دستکاری کننده می چرخد ​​و می خواستم طراحی قسمت پایین لولا را ساده کنم. بعلاوه، بلافاصله شروع به رنگ آمیزی آن کمی کوچکتر کردم.

با این ورودی ها نسخه اول رو رسم کردم. متأسفانه، من هیچ عکسی از آن نسخه دستکاری کننده (که در آن ساخته شده است) حفظ نکرده ام رنگ زرد). اشتباهات در آن به سادگی حماسی بود. اولاً، مونتاژ آن تقریباً غیرممکن بود. به عنوان یک قاعده، مکانیکی که من قبل از دستکاری ترسیم کردم بسیار ساده بود و من مجبور نبودم به روند مونتاژ فکر کنم. اما با این وجود، من آن را مونتاژ کردم و سعی کردم آن را راه اندازی کنم، و دست تقریباً حرکت نکرد! تمام قطعات دور پیچ ها می چرخیدند و اگر آنها را سفت می کردم که واکنش کمتری داشته باشد، نمی توانست حرکت کند. اگر من ضعیف می شدم تا او بتواند حرکت کند، عکس العمل باورنکردنی ظاهر شد. در نتیجه، این مفهوم حتی سه روز هم دوام نیاورد. و او شروع به کار بر روی نسخه دوم دستکاری کرد.

قرمز قبلاً برای کار کاملاً مناسب بود. او به طور معمول جمع آوری می کرد و می توانست با روغن کاری حرکت کند. تونستم نرم افزار رو رویش تست کنم ولی باز هم نبود بلبرینگ و تلفات زیاد روی میله های مختلف باعث شد خیلی ضعیف بشه.

سپس برای مدتی کار روی پروژه را رها کردم، اما خیلی زود تصمیم گرفتم آن را به ذهنم بیاورم. تصمیم گرفتم از سرووهای قدرتمندتر و محبوب تر استفاده کنم، اندازه را افزایش دهم و یاتاقان ها را اضافه کنم. و من تصمیم گرفتم که سعی نکنم همه چیز را یکباره کامل کنم. من با عجله و بدون ترسیم جفت های زیبا، نقاشی ها را ترسیم کردم و سفارش دادم از پلکسی شفاف برش بزنم. با استفاده از دستکاری کننده به دست آمده، توانستم فرآیند مونتاژ را اشکال زدایی کنم، مکان هایی را که نیاز به تقویت بیشتری دارند شناسایی کردم و نحوه استفاده از بلبرینگ را یاد گرفتم.

بعد از اینکه به اندازه کافی با دستکاری‌کننده شفاف بازی کردم، به سراغ طرح‌های اولیه نسخه سفید نهایی رفتم. بنابراین، اکنون تمام مکانیک ها کاملاً اشکال زدایی شده اند، برای من مناسب است و من آماده هستم تا اعلام کنم که نمی خواهم چیز دیگری را در این طراحی تغییر دهم:

من از این واقعیت که نتوانستم اساساً چیز جدیدی را به پروژه uArm بیاورم افسرده هستم. زمانی که طراحی نسخه نهایی را شروع کردم، آنها قبلاً مدل های سه بعدی را روی GrabCad عرضه کرده بودند. در نتیجه، من فقط کمی پنجه را ساده کردم، فایل ها را با فرمت مناسب تهیه کردم و از اجزای بسیار ساده و استاندارد استفاده کردم.

ویژگی های دستکاری کننده

قبل از ظهور uArm، دستکاری‌کنندگان دسکتاپ این کلاس نسبتاً کسل‌کننده به نظر می‌رسیدند. یا اصلا الکترونیک نداشتند یا با مقاومت نوعی کنترل داشتند یا نرم افزار اختصاصی خودشان را داشتند. ثانیاً آنها معمولاً سیستم اتصالات موازی نداشتند و خود گیره هنگام کار موقعیت خود را تغییر می داد. اگر تمام مزایای دستکاری کننده من را جمع آوری کنید، یک لیست نسبتا طولانی دریافت می کنید:

1. سیستم اتصال برای قرار دادن موتورهای قدرتمند و سنگین در پایه بازو و نگه داشتن گیره موازی یا عمود بر پایه
2. مجموعه ای ساده از قطعاتی که به راحتی می توان آنها را از پلکسی خریداری کرد یا از آن برش داد
3. بلبرینگ تقریباً در تمام گره های دستکاری کننده
4. سهولت در مونتاژ. معلوم شد که کار واقعاً دشواری است. به خصوص فکر کردن در مورد روند مونتاژ پایه دشوار بود.
5. موقعیت گرفتن را می توان تا 90 درجه تغییر داد
6. منبع باز و مستندات. همه چیز در قالب های قابل دسترس آماده شده است. لینک های دانلود مدل های سه بعدی، فایل های برش، لیست مواد، الکترونیک و نرم افزار را ارائه خواهم داد
7. سازگاری با آردوینو مخالفان زیادی برای آردوینو وجود دارد، اما من معتقدم این فرصتی است برای گسترش مخاطب. حرفه ای ها می توانند به راحتی نرم افزار خود را به زبان C بنویسند - این یک کنترلر معمولی از Atmel است!

مکانیک

برای مونتاژ، لازم است قطعاتی را از پلکسی با ضخامت 5 میلی متر برش دهید:

برای برش تمام این قطعات حدود 10 دلار از من دریافت کردند.

پایه روی یک بلبرینگ بزرگ نصب شده است:

به خصوص فکر کردن در مورد فونداسیون از نظر فرآیند ساخت دشوار بود، اما من از مهندسان uArm جاسوسی می کردم. راکرها روی یک پین به قطر 6 میلی متر می نشینند. لازم به ذکر است که کشش آرنج من روی یک نگهدارنده U شکل و برای uFactory روی یک نگهدارنده L شکل نگه داشته می شود. توضیح اینکه تفاوت چیست، سخت است، اما فکر می کنم بهتر عمل کردم.

ضبط به طور جداگانه جمع آوری می شود. می تواند حول محور خود بچرخد. خود پنجه مستقیماً روی محور موتور قرار می گیرد:

در پایان مقاله، من پیوندی به دستورالعمل مونتاژ فوق العاده دقیق در عکس ها خواهم داد. در عرض چند ساعت، می توانید با اطمینان همه چیز را بچرخانید، اگر هر چیزی که نیاز دارید در دسترس باشد. یک مدل سه بعدی هم آماده کردم برنامه رایگان SketchUp. می توانید آن را دانلود کنید، بچرخانید و ببینید چه چیزی و چگونه مونتاژ شده است.

الکترونیک

برای اینکه دستتان کار کند، تنها کاری که باید انجام دهید این است که پنج سروو را به آردوینو متصل کنید و از یک منبع خوب به آنها برق بدهید. UArm نوعی موتور فیدبک دارد. من سه موتور معمولی MG995 و دو موتور دنده فلزی کوچک برای کنترل گریپر عرضه کردم.

در اینجا داستان من با پروژه های قبلی پیوند تنگاتنگی دارد. مدتی است که آموزش برنامه نویسی آردوینو را شروع کردم و برای این منظور حتی برد سازگار با آردوینو را آماده کردم. از طرفی من یک بار فرصت ساخت تابلوهای ارزان قیمت را داشتم (که در موردش هم نوشتم). در نهایت، همه چیز با این واقعیت به پایان رسید که من از برد سازگار با آردوینو خودم و یک سپر تخصصی برای کنترل دستکاری استفاده کردم.

این سپر در واقع بسیار ساده است. دارای چهار مقاومت متغیر، دو دکمه، پنج کانکتور سروو و یک کانکتور برق است. این از نقطه نظر اشکال زدایی بسیار راحت است. می توانید یک طرح آزمایشی آپلود کنید و نوعی ماکرو کنترل یا چیزی شبیه به آن را ضبط کنید. لینک دانلود فایل PCB رو هم در آخر مطلب میذارم ولی برای ساخت با سوراخ متالایز آماده شده پس برای تولید خانگی زیاد مناسب نیست.

برنامه نويسي

جالب ترین چیز کنترل دستکاری کننده از رایانه است. UArm یک برنامه کاربردی مناسب برای کنترل دستکاری و یک پروتکل برای کار با آن دارد. کامپیوتر 11 بایت به پورت COM ارسال می کند. اولین مورد همیشه 0xFF است، دومی 0xAA و برخی از بقیه سیگنال‌هایی برای سرووها هستند. علاوه بر این، این داده ها نرمال می شوند و برای آزمایش در اختیار موتورها قرار می گیرند. من سرووهای متصل به دیجیتال I/O 9-12 دارم، اما این را می توان به راحتی تغییر داد.

برنامه ترمینال از uArm به شما امکان می دهد پنج پارامتر را با کنترل ماوس تغییر دهید. حرکت ماوس بر روی سطح، موقعیت دستکاری کننده را در صفحه XY تغییر می دهد. چرخاندن چرخ - تغییر ارتفاع. LMB / RMB - چنگال را فشار دهید / باز کنید. RMB + چرخ - چرخش دستگیره. در واقع بسیار راحت است. در صورت تمایل، می توانید هر نرم افزار ترمینالی را بنویسید که با استفاده از همان پروتکل با دستکاری کننده ارتباط برقرار کند.

من طرح ها را در اینجا ارائه نمی دهم - می توانید آنها را در انتهای مقاله دانلود کنید.

ویدیوی کار

و در نهایت، همان ویدئو از کار دستکاری. کنترل ماوس، مقاومت ها و یک برنامه از پیش ضبط شده را نشان می دهد.

پیوندها

فایل های برش پلکسی، مدل های سه بعدی، لیست خرید، نقشه های تخته و نرم افزار را می توانید در انتهای مطلب دانلود کنید.

یکی از نیروهای محرکه اصلی اتوماسیون تولید مدرندستکاری های رباتیک صنعتی هستند. توسعه و اجرای آنها این امکان را برای شرکت ها فراهم کرد تا به سطح علمی و فنی جدیدی از انجام وظایف برسند، مسئولیت ها را بین فناوری و انسان ها بازتوزیع کنند و بهره وری را افزایش دهند. در مورد انواع دستیار رباتیک، عملکرد و قیمت آنها در مقاله صحبت خواهیم کرد.

دستیار شماره 1 - بازوی رباتیک

صنعت شالوده اکثر اقتصادهای جهان است. درآمد نه تنها یک واحد تولیدی، بلکه بودجه دولتی نیز به کیفیت، حجم و قیمت کالاهای عرضه شده بستگی دارد.

با توجه به معرفی فعال خطوط خودکار و استفاده گسترده فناوری هوشمندنیاز به محصولات عرضه شده در حال افزایش است. امروزه تحمل رقابت بدون استفاده از خطوط خودکار یا دستکاری‌کننده‌های رباتیک صنعتی تقریباً غیرممکن است.

یک ربات صنعتی چگونه کار می کند

بازوی رباتیک شبیه یک "بازوی" بزرگ خودکار به نظر می رسد که تحت کنترل یک سیستم کنترل الکتریکی است. در طراحی دستگاه ها هیچ پنوماتیک یا هیدرولیک وجود ندارد، همه چیز بر اساس الکترومکانیک ساخته شده است. این امر باعث کاهش هزینه روبات ها و افزایش دوام آنها شد.

ربات های صنعتی می توانند 4 محوره (برای چیدن و بسته بندی استفاده می شوند) و 6 محوره (برای انواع دیگر کارها) باشند. علاوه بر این، ربات ها بسته به درجه آزادی متفاوت هستند: از 2 تا 6. هرچه بالاتر باشد، دستکاری کننده با دقت بیشتری حرکت دست انسان را بازسازی می کند: چرخش، حرکت، فشردن / باز کردن، کج کردن و غیره.
اصل عملکرد دستگاه به آن بستگی دارد نرم افزارو تجهیزات و اگر در ابتدای توسعه آن هدف اصلی رهایی کارگران از کارهای سنگین و خطرناک بود، امروزه دامنه وظایف انجام شده به میزان قابل توجهی افزایش یافته است.

استفاده از دستیارهای رباتیک به شما امکان می دهد تا به طور همزمان با چندین کار کنار بیایید:

• کاهش مناطق کاری و آزادی متخصصان (تجربه و دانش آنها می تواند در زمینه دیگری استفاده شود).
• افزایش حجم تولید؛
• بهبود کیفیت محصول؛
• به دلیل تداوم فرآیند، چرخه تولید کوتاه می شود.

در ژاپن، چین، ایالات متحده آمریکا، آلمان، حداقل کارمندان در کارخانه ها کار می کنند که وظیفه آنها فقط کنترل عملکرد دستکاری کننده ها و کیفیت محصولات تولیدی است. لازم به ذکر است که بازوی رباتیک صنعتی تنها یک دستیار کاربردی در مهندسی مکانیک یا جوشکاری نیست. دستگاه های خودکار در ارائه شده است طیف وسیعو در متالورژی، نور و صنایع غذایی... بسته به نیاز شرکت، می توانید دستکاری کننده ای را انتخاب کنید که با مسئولیت های عملکردی و بودجه مطابقت دارد.

انواع دستکاری رباتیک صنعتی

امروزه حدود 30 نوع بازو رباتیک وجود دارد: از مدل های جهانی گرفته تا دستیارهای بسیار تخصصی. بسته به عملکردهای انجام شده، مکانیسم های دستکاری ممکن است متفاوت باشد: به عنوان مثال، می تواند جوشکاری، برش، حفاری، خم کردن، مرتب سازی، انباشته کردن و بسته بندی کالاها باشد.

برخلاف تصور کلیشه ای موجود در مورد هزینه بالای فناوری رباتیک، هر یک، حتی یک شرکت کوچک، قادر به خرید چنین مکانیزمی خواهد بود. دستکاری های روباتیک جهانی کوچک با ظرفیت بار کم (تا 5 کیلوگرم) ABB و FANUC از 2 تا 4 هزار دلار هزینه خواهند داشت.
با وجود فشردگی دستگاه ها قادرند سرعت کار و کیفیت فرآوری محصول را افزایش دهند. یک نرم افزار منحصر به فرد برای هر ربات نوشته می شود که دقیقاً عملکرد واحد را هماهنگ می کند.

مدل های بسیار تخصصی

ربات های جوشکار بیشترین کاربرد خود را در مهندسی مکانیک یافته اند. با توجه به اینکه دستگاه ها می توانند نه تنها قطعات صاف را جوش دهند، بلکه به طور موثر کار جوشکاری را در زاویه انجام می دهند، در مکان های صعب العبورتمام خطوط خودکار را نصب کنید.

سیستم نوار نقاله راه اندازی می شود، جایی که هر ربات می برد زمان مشخصبخشی از کار را انجام می دهد و سپس خط شروع به حرکت به مرحله بعدی می کند. سازماندهی چنین سیستمی با مردم به اندازه کافی آسان نیست: هیچ یک از کارگران نباید یک لحظه غیبت کنند، در غیر این صورت کل فرایند ساخت، یا ازدواج ظاهر می شود.

جوشکارها
رایج ترین گزینه ها ربات های جوشکاری هستند. بهره وری و دقت آنها 8 برابر بیشتر از انسان است. چنین مدل هایی می توانند چندین نوع جوش را انجام دهند: قوس یا نقطه (بسته به نرم افزار).

ربات های صنعتی کوکا پیشرو در این زمینه به شمار می روند. هزینه از 5 تا 300 هزار دلار (بسته به ظرفیت حمل و کارکرد).

جمع کننده، جابجایی و بسته بندی
سنگین و مضر برای بدن انساننیروی کار دلیل پیدایش دستیاران خودکار در این صنعت بود. ربات های بسته بندی کالا را در عرض چند دقیقه برای ارسال آماده می کنند. هزینه چنین روبات هایی تا 4 هزار دلار است.

سازندگان ABB، KUKA و Epson استفاده از دستگاه هایی را برای بلند کردن بارهای سنگین با وزن بیش از 1 تن و حمل و نقل از انبار به محل بارگیری پیشنهاد می کنند.

تولید کنندگان دستکاری ربات های صنعتی

ژاپن و آلمان پیشتازان بلامنازع این صنعت محسوب می شوند. آنها بیش از 50 درصد از کل فناوری رباتیک را تشکیل می دهند. با این حال، رقابت با غول‌ها آسان نیست و در کشورهای CIS، تولیدکنندگان و استارت‌آپ‌های خودشان به تدریج ظاهر می‌شوند.

سیستم های KNN این شرکت اوکراینی شریک Kuka آلمان است و در حال توسعه پروژه هایی برای ربات سازی جوشکاری، آسیاب، برش پلاسماو پالت سازی به لطف نرم افزار آنها، ربات صنعتی را می توان دوباره پیکربندی کرد نوع جدیدوظایف فقط در یک روز

Rozum Robotics (بلاروس). متخصصان این شرکت بازوی رباتیک صنعتی PULSE را ساخته اند که با سبکی و سهولت استفاده از آن متمایز می شود. این دستگاه برای مونتاژ، بسته بندی، چسباندن و تنظیم مجدد قطعات مناسب است. قیمت این ربات حدود 500 دلار است.

"ARKODIM-Pro" (روسیه). این شرکت در تولید دستکاری‌های رباتیک خطی (حرکت در امتداد محورهای خطی) که برای قالب‌گیری تزریقی پلاستیک استفاده می‌شود، مشغول است. علاوه بر این، ربات های ARKODIM می توانند به عنوان بخشی از یک سیستم نوار نقاله کار کنند و به عنوان جوشکار یا بسته بندی عمل کنند.

دارای نور پس زمینه در مجموع، این ربات با 6 موتور سروو کار می کند. برای ساخت قسمت مکانیکی از اکریلیک با ضخامت دو میلی متر استفاده شده است. برای ساخت یک سه پایه، یک پایه از یک توپ دیسکو گرفته شد که یک موتور مستقیماً در آن تعبیه شده بود.

این ربات روی برد آردوینو کار می کند. یک واحد کامپیوتر به عنوان منبع تغذیه استفاده می شود.

مواد و ابزار:
- 6 سروموتور؛
- اکریلیک 2 میلی متر ضخامت (و یک قطعه کوچک دیگر به ضخامت 4 میلی متر)؛
- سه پایه (برای ایجاد یک پایه)؛
- سنسور فاصله اولتراسونیک نوع hc-sr04.
- کنترلر آردوینو Uno؛
- کنترل کننده قدرت (ساخته شده به طور مستقل)؛
- واحد منبع تغذیه از رایانه؛
- کامپیوتر (برای برنامه نویسی آردوینو مورد نیاز است)؛
- سیم، ابزار و غیره

فرایند ساخت:

گام یک. جمع آوری می کنیم قسمت مکانیکیربات
مونتاژ قسمت مکانیکی بسیار آسان است. دو قطعه اکریلیک باید با یک سروو موتور متصل شوند. دو پیوند دیگر به روشی مشابه به هم متصل شده اند. در مورد گیره، بهتر است آن را به صورت آنلاین خریداری کنید. تمام عناصر با پیچ ثابت می شوند.

طول قسمت اول حدود 19 سانتی متر و قسمت دوم حدود 17.5 سانتی متر طول لینک جلویی 5.5 سانتی متر است و در مورد بقیه المان ها ابعاد آنها به صلاحدید شخصی انتخاب می شود.

زاویه چرخش در پایه بازوی مکانیکی باید 180 درجه باشد، بنابراین سروموتور باید زیر آن نصب شود. در مورد ما، باید در یک توپ دیسکو نصب شود. ربات قبلاً روی سروموتور نصب شده است.

برای نصب سنسور اولتراسونیک به یک قطعه اکریلیک به ضخامت 2 سانتی متر نیاز دارید.

برای نصب گریپر به چند پیچ ​​و یک سرو موتور نیاز دارید. شما باید صندلی گهواره ای را از سروو موتور بردارید و آن را کوتاه کنید تا در گیره قرار گیرد. سپس می توانید دو پیچ کوچک را محکم کنید. پس از نصب، سروموتور باید به سمت چپ منتهی شود و فک های گرفتن باید به هم نزدیک شوند.

سروموتور اکنون با 4 پیچ محکم می شود، در حالی که مهم است که مطمئن شوید در موقعیت سمت چپ قرار دارد و لب ها به هم کشیده شده اند.
حالا سروو را می توان به برد وصل کرد و بررسی کرد که گریپر کار می کند یا خیر.

گام دوم. نور ربات
برای جذاب‌تر کردن ربات، می‌توانید آن را نور پس‌زمینه کنید. این کار با استفاده از LED با رنگ های مختلف انجام می شود.

مرحله سوم اتصال بخش الکترونیکی
کنترل کننده اصلی ربات برد آردوینو است. یک واحد رایانه به عنوان منبع تغذیه استفاده می شود، در خروجی های آن باید ولتاژ 5 ولت را پیدا کنید. اگر ولتاژ سیم های قرمز و مشکی را با مولتی متر اندازه گیری کنید باید باشد. این ولتاژ برای تغذیه موتورهای سروو و سنسور فاصله مورد نیاز است. سیم زرد و سیاه بلوک در حال حاضر 12 ولت می دهد، آنها برای کار آردوینو مورد نیاز هستند.

برای سرووها باید پنج کانکتور بسازید. 5 ولت را به مثبت و منفی را به زمین وصل می کنیم. سنسور فاصله نیز به همین ترتیب متصل می شود.

همچنین یک LED پاور روی برد تعبیه شده است. برای اتصال آن از یک مقاومت 100 اهم بین + 5 ولت و زمین استفاده شده است.

خروجی های سروو موتورها به خروجی های PWM آردوینو متصل می شوند. چنین پین هایی روی تابلو با نماد "~" نشان داده می شوند. در مورد سنسور فاصله اولتراسونیک، می توان آن را به پایه های 6 و 7 متصل کرد. LED به زمین و پایه 13 متصل می شود.

حالا می توانید برنامه نویسی را شروع کنید. قبل از اتصال از طریق USB مطمئن شوید که برق کاملاً خاموش است. هنگام تست برنامه، برق ربات نیز باید خاموش باشد. اگر این کار انجام نشود، کنترلر 5 ولت از USB و 12 ولت از منبع تغذیه دریافت می کند.

در نمودار مشاهده می کنید که پتانسیومتر برای کنترل سروو موتورها اضافه شده است. آنها بخش ضروری ربات نیستند، اما بدون آنها کد پیشنهادی کار نخواهد کرد. پتانسیومترها به پایه های 0،1،2،3 و 4 متصل می شوند.

مدار دارای مقاومت R1 است، می توان آن را با یک پتانسیومتر 100 کیلو اهم جایگزین کرد. این به شما امکان می دهد تا به صورت دستی روشنایی را تنظیم کنید. در مورد مقاومت های R2، مقدار اسمی آنها 118 اهم است.

در اینجا لیستی از گره های اصلی استفاده شده است:
- 7 LED؛
- R2 - مقاومت 118 اهم؛
- R1 - مقاومت 100 کیلو اهم؛
- تعویض؛
- مقاومت نوری؛
- ترانزیستور bc547.

مرحله چهارم برنامه نویسی و اولین راه اندازی ربات
برای کنترل ربات از 5 پتانسیومتر استفاده شد. جایگزینی چنین مداری با یک پتانسیومتر و دو جوی استیک کاملاً امکان پذیر است. نحوه اتصال پتانسیومتر در مرحله قبل نشان داده شد. پس از نصب، می توان طرح های ربات را آزمایش کرد.

اولین آزمایشات ربات نشان داد که سروو موتورهای نصب شده از نوع futuba s3003 برای ربات ضعیف است. آنها را فقط می توان برای چرخاندن دست یا گرفتن استفاده کرد. در عوض، نویسنده موتورهای mg995 را نصب کرد. گزینه ایده آلموتورهایی از نوع mg946 وجود دارد.

دستکاری ربات MeArm - نسخه جیبی دستکاری صنعتی... MeArm یک ربات آسان برای مونتاژ و کار است. بازوی مکانیکی... دستکاری دارای چهار درجه آزادی است که گرفتن و جابجایی اشیاء کوچک مختلف را آسان می کند.

این محصول به صورت کیت مونتاژ ارائه شده است. شامل قسمت های زیر است:

• مجموعه ای از قطعات ساخته شده از اکریلیک شفاف برای مونتاژ یک دستکاری مکانیکی؛
• 4 سروو؛
• برد کنترل که میکروکنترلر آردوینو پرو و ​​نمایشگر گرافیکی نوکیا 5110 را در خود جای داده است.
• برد جوی استیک حاوی دو جوی استیک آنالوگ محور x.
• کابل برق USB.

قبل از مونتاژ بازوی مکانیکی، لازم است سرووها را کالیبره کنید. برای کالیبراسیون از یک کنترلر آردوینو استفاده می کنیم. سرووها را به برد آردوینو وصل می کنیم (منبع تغذیه خارجی 5-6 ولت 2 آمپر مورد نیاز است).

سرو وسط، چپ، راست، پنجه؛ // 4 شی سروو ایجاد کنید

تنظیم خالی ()
{
Serial.begin (9600);
وسط.پیوست (11); // سروو را به پین ​​11 وصل می کند تا پلت فرم را بچرخاند
left.attach (10); // سروو را به پین ​​10 روی شانه چپ وصل کنید
right.attach (9); // سروو را به پین ​​11 در شانه راست وصل کنید
claw.attach (6); // سروو را به پنجه پین ​​6 وصل کنید
}

حلقه خالی ()
{
// موقعیت سروو را بر حسب بزرگی (بر حسب درجه) تنظیم می کند.
وسط.نوشتن (90);
چپ.نوشتن (90);
راست.نوشتن (90);
claw.write (25);
تاخیر (300);
}
با استفاده از یک نشانگر، یک خط در سراسر محفظه سروو موتور و اسپیندل بکشید. راکر پلاستیکی ارائه شده را مطابق شکل زیر با استفاده از پیچ کوچک ارائه شده با پایه های سروو به سروو وصل کنید. هنگام مونتاژ قسمت مکانیکی MeArm از آنها در این موقعیت استفاده خواهیم کرد. مراقب باشید که موقعیت دوک را جابجا نکنید.


اکنون می توان بازوی مکانیکی را مونتاژ کرد.
پایه را بگیرید و پاها را به گوشه های آن وصل کنید. سپس چهار پیچ 20 میلی متری نصب کنید و روی آن ها مهره بپیچید (نصف طول کل).

حالا سروو مرکزی را با دو پیچ 8 میلی متری به صفحه کوچک وصل کنید و ساختار حاصل را با پیچ های 20 میلی متری به پایه وصل کنید.

کنار هم قرار دادن بخش سمت چپ سازه.

کنار هم قرار دادن بخش مناسب سازه.

حالا باید قسمت چپ و راست را به هم وصل کنید. ابتدا به صفحه آداپتور رها شد

سپس یک مورد مناسب، و ما دریافت می کنیم

ما ساختار را به پلت فرم متصل می کنیم

و ما "پنجه" را جمع می کنیم

ما "پنجه" را تعمیر می کنیم

برای مونتاژ، می توانید از کتابچه راهنمای زیر (به زبان انگلیسی) یا کتابچه راهنمای مونتاژ چنین دستکاری کننده (به زبان روسی) استفاده کنید.

نمودار پینوت

حالا می توانید شروع به نوشتن کد آردوینو کنید. برای کنترل دستکاری‌کننده‌ها، همراه با توانایی کنترل کنترل جوی استیک، بهتر است که دستکاری‌کننده را به نقطه‌ای خاص در مختصات دکارتی (x، y، z) هدایت کنید. یک کتابخانه مرتبط وجود دارد که می توان آن را از github دانلود کرد - https://github.com/mimeindustries/MeArm/tree/master/Code/Arduino/BobStonesArduinoCode.
مختصات بر حسب میلی متر از مرکز چرخش اندازه گیری می شود. موقعیت شروع در نقطه (0، 100، 50)، یعنی 100 میلی متر جلوتر از پایه و 50 میلی متر از زمین است.
نمونه ای از استفاده از کتابخانه برای تنظیم یک دستکاری کننده در یک نقطه خاص در مختصات دکارتی:

#include "meArm.h"
#عبارتند از

تنظیم خالی () (
arm.begin (11، 10، 9، 6);
arm.openGripper ();
}

حلقه خالی () (
// بالا و چپ
arm.gotoPoint (-80,100,140);
// گرفتن
arm.closeGripper ();
// پایین، آسیب و حق
arm.gotoPoint (70,200,10);
// ضبط را آزاد کنید
arm.openGripper ();
// w را به نقطه شروع برگردانید
arm.gotoPoint (0,100,50);
}

روش های کلاس meArm:

خالی شروع(بین المللی پایه پین, بین المللی پین شانه, بین المللی آرنج سنجاق, بین المللی pinGripper) - شروع meArm، پین های اتصال برای سرووهای میانی، چپ، راست، پنجه نشان داده شده است. باید در setup فراخوانی شود ();
خالی openGripper() - ضبط را باز کنید.
خالی نزدیک گریپر() - گرفتن؛
خالی gotoPoint(شناور ایکس, شناور y, شناور z) - دستکاری کننده را به موقعیت مختصات دکارتی (x، y، z) منتقل کنید.
شناور getX() - مختصات X فعلی؛
شناور getY() - مختصات Y فعلی؛
شناور getZ() مختصات Z فعلی است.

راهنمای مونتاژ

این پروژه یک کار مدولار چند سطحی است. مرحله اول پروژه مونتاژ یک ماژول دستکاری بازوی رباتیک است که به عنوان مجموعه ای از قطعات عرضه می شود. مرحله دوم کار مونتاژ رابط PC IBM نیز از مجموعه ای از قطعات خواهد بود. در نهایت، مرحله سوم کار، ایجاد یک ماژول کنترل صوتی است.

بازوی ربات را می توان به صورت دستی با استفاده از کنترل از راه دور دستی ارائه شده به همراه کیت کار کرد. بازوی ربات را می توان از طریق یک رابط کامپیوتری IBM از پیش مونتاژ شده یا با استفاده از یک ماژول کنترل صوتی کنترل کرد. کیت رابط PC IBM به شما امکان می دهد تا از طریق یک کامپیوتر کاری IBM PC اعمال ربات را کنترل و برنامه ریزی کنید. دستگاه کنترل صدا به شما اجازه می دهد تا بازوی ربات را با استفاده از دستورات صوتی کنترل کنید.

همه این ماژول ها با هم یک دستگاه کاربردی را تشکیل می دهند که به شما امکان می دهد دنباله های خودکار اقدامات را آزمایش و برنامه ریزی کنید یا حتی یک بازوی کاملاً "راهنمای سیمی" را "متحرک سازی" کنید.

رابط کامپیوتر به شما این امکان را می دهد کامپیوتر شخصیبازوی دستکاری کننده را برای زنجیره ای از اقدامات خودکار برنامه ریزی کنید یا آن را "متحرک" کنید. همچنین گزینه ای وجود دارد که در آن می توانید دست خود را به صورت تعاملی با استفاده از یک کنترل کننده دستی یا یک برنامه ویندوز 95/98 کنترل کنید. "انیمیشن" دست بخش "سرگرم کننده" زنجیره اقدامات خودکار برنامه ریزی شده است. به عنوان مثال، اگر یک عروسک دستکش کودک را روی بازوی دستکاری خود قرار دهید و دستگاه را طوری برنامه‌ریزی کنید که نمایش کوچکی را نشان دهد، عروسک الکترونیکی را برای "انیمیت کردن" برنامه‌ریزی می‌کنید. برنامه نویسی اکشن خودکار به طور گسترده در صنعت و سرگرمی استفاده می شود.

پرکاربردترین ربات در صنعت بازوی ربات است. بازوی ربات ابزاری بسیار انعطاف پذیر است، البته فقط به این دلیل که بخش انتهایی بازو می تواند ابزار مناسب مورد نیاز برای یک کار یا تولید خاص باشد. به عنوان مثال، می توان از پوزیشنر جوش مفصلی استفاده کرد جوش نقطه ای، از نازل اسپری می توان برای رنگ آمیزی قطعات و مجموعه های مختلف استفاده کرد و از گیره می توان برای بستن و تنظیم اشیاء استفاده کرد.

بنابراین، همانطور که می بینیم، بازوی ربات بسیاری از عملکردهای مفید را انجام می دهد و می تواند خدمت کند ابزار ایده آلبرای مطالعه فرآیندهای مختلف با این حال، ساخت یک بازوی رباتیک از ابتدا چالش برانگیز است. مونتاژ کردن دست از قطعات بسیار ساده تر است. مجموعه آماده... OWI به اندازه کافی می فروشد مجموعه های خوببازوهای دستکاری که از بسیاری از توزیع کنندگان موجود است لوازم برقی(لیست قطعات را در انتهای این فصل ببینید). با استفاده از رابط، می توانید بازوی دستکاری مونتاژ شده را به پورت چاپگر رایانه کاری متصل کنید. به عنوان یک رایانه کاری، می‌توانید از سری رایانه‌های شخصی IBM یا دستگاه‌های سازگاری که از DOS یا Windows 95/98 پشتیبانی می‌کند استفاده کنید.

پس از اتصال به پورت چاپگر رایانه، بازوی دستکاری می تواند به صورت تعاملی یا برنامه ای از رایانه کار کند. کنترل تعاملی دست بسیار ساده است. برای این کار کافیست روی یکی از کلیدهای تابع کلیک کنید تا دستوری برای انجام یک حرکت خاص به ربات ارسال شود. با فشار دوم کلید دستور متوقف می شود.

برنامه نویسی زنجیره ای از اقدامات خودکار نیز آسان است. ابتدا بر روی کلید Program کلیک کنید تا به حالت برنامه بروید. در این ماد، دست دقیقاً به همان روشی عمل می کند که در بالا توضیح داده شد، اما علاوه بر این، هر تابع و مدت زمان آن در یک فایل اسکریپت ثبت می شود. یک فایل اسکریپت می تواند تا 99 عملکرد مختلف از جمله مکث داشته باشد. خود فایل اسکریپت 99 بار قابل پخش است. نوشتن فایل‌های اسکریپت مختلف به شما امکان می‌دهد تا با یک سری اقدامات خودکار کنترل شده توسط رایانه آزمایش کنید و دست خود را "احیا" کنید. کار با برنامه تحت ویندوز 95/98 با جزئیات بیشتر در زیر توضیح داده شده است. برنامه ویندوز در کیت رابط بازوی رباتیک گنجانده شده است یا می توان آن را به صورت رایگان از اینترنت در http://www.imagesco.com دانلود کرد.

بعلاوه برنامه ویندوزدست را می توان با استفاده از BASIC یا QBASIC کار کرد. برنامه در سطح DOS بر روی فلاپی دیسک های همراه با کیت رابط موجود است. با این حال، برنامه DOS اجازه کنترل را تنها در حالت تعاملی با استفاده از صفحه کلید می دهد (به پرینت برنامه BASIC در یکی از فلاپی دیسک ها مراجعه کنید). یک برنامه در سطح DOS اجازه ایجاد فایل های اسکریپت را نمی دهد. با این حال، اگر تجربه برنامه نویسی در BASIC دارید، می توانید دنباله حرکات بازوی دستکاری کننده را به طور مشابه با کار یک فایل اسکریپت مورد استفاده در یک برنامه تحت ویندوز برنامه ریزی کنید. دنباله حرکات را می توان تکرار کرد، همانطور که در بسیاری از روبات های "جاندار" انجام می شود.

بازوی رباتیک

بازوی دستکاری (شکل 15.1 را ببینید) دارای سه درجه آزادی حرکت است. مفصل آرنج می تواند به صورت عمودی به سمت بالا و پایین در یک قوس تقریباً 135 درجه حرکت کند. مفصل شانه در یک قوس تقریبی 120 درجه، گرفتن را به جلو و عقب حرکت می دهد. بازو را می توان روی پایه در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت با زاویه تقریباً 350 درجه چرخاند. گیره بازوی ربات می تواند اجسام تا قطر 5 سانتی متر را گرفته و نگه دارد و تقریباً 340 درجه به دور مچ دست بچرخد.

برنج. 15.1. نمودار حرکتی حرکات و چرخش بازوی ربات

مربی بازوی رباتیک OWI از پنج موتور DC مینیاتوری برای به حرکت درآوردن بازو استفاده کرد. موتورها کنترل دستی را با سیم فراهم می کنند. این کنترل "سیمی" به این معنی است که هر عملکرد حرکتی ربات (یعنی عملکرد موتور مربوطه) توسط سیم های جداگانه (تغذیه ولتاژ) کنترل می شود. هر یک از پنج موتور DC حرکت بازوی دستکاری کننده متفاوتی را کنترل می کند. کنترل با سیم به واحد کنترل دستی اجازه می دهد تا مستقیماً به سیگنال های الکتریکی پاسخ دهد. این کار نمودار رابط بازوی رباتی را که به پورت چاپگر متصل می شود، ساده می کند.

بازو از پلاستیک سبک ساخته شده است. اکثر قطعات اصلی باربر نیز از پلاستیک ساخته شده اند. موتورهای DC مورد استفاده در طراحی بازو، موتورهای مینیاتوری با سرعت بالا و گشتاور کم هستند. برای افزایش گشتاور، هر موتور به یک گیربکس متصل می شود. موتورها به همراه گیربکس ها در داخل ساختار بازوی دستکاری نصب می شوند. اگرچه گیربکس گشتاور را افزایش می دهد، بازوی ربات نمی تواند اجسام به اندازه کافی سنگین را بلند یا حمل کند. حداکثر وزن مجاز بالابر توصیه شده 130 گرم است.

یک کیت برای ساخت بازوی ربات و اجزای آن در شکل های 15.2 و 15.3 نشان داده شده است.

برنج. 15.2. کیت ساخت بازو ربات

برنج. 15.3. گیربکس قبل از مونتاژ

اصل کنترل موتور

برای درک نحوه عملکرد Wired Control، بیایید ببینیم که چگونه یک سیگنال دیجیتال یک موتور DC را به حرکت در می آورد. دو ترانزیستور مکمل برای کنترل موتور مورد نیاز است. یک ترانزیستور دارای رسانایی نوع PNP است، دیگری به ترتیب رسانایی نوع NPN است. هر ترانزیستور مانند یک کلید الکترونیکی عمل می کند و حرکت جریان عبوری از موتور DC را کنترل می کند. جهت حرکت جریان کنترل شده توسط هر یک از ترانزیستورها مخالف است. جهت جریان، جهت چرخش موتور را به ترتیب در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت تعیین می کند. در شکل 15.4 یک مدار آزمایشی است که می توانید قبل از ساخت رابط بسازید. توجه داشته باشید که وقتی هر دو ترانزیستور روشن هستند، موتور خاموش است. فقط یک ترانزیستور باید در یک زمان روشن شود. اگر در نقطه ای، هر دو ترانزیستور به طور تصادفی باز شوند، این منجر به اتصال کوتاه می شود. هر موتور توسط دو ترانزیستور رابط هدایت می شود که به روشی مشابه عمل می کنند.

برنج. 15.4. نمودار جستجوگر

طراحی رابط کامپیوتر

نمودار رابط PC در شکل نشان داده شده است. 15.5. مجموعه قطعات رابط PC شامل یک برد مدار چاپی است که محل قطعات روی آن در شکل نشان داده شده است. 15.6.

برنج. 15.5. نمودار شماتیکرابط کامپیوتر

برنج. 15.6. نمودار چیدمان قطعات رابط کامپیوتر

اول از همه، شما باید سمت نصب PCB را تعیین کنید. در سمت نصب، خطوط سفید برای مقاومت ها، ترانزیستورها، دیودها، آی سی ها و کانکتور DB25 کشیده شده است. تمام قطعات از سمت نصب به برد وارد می شوند.

نکته کلی: پس از لحیم کاری قطعه به هادی های PCB، سیم های بلند غیر ضروری باید از سمت چاپ جدا شوند. هنگام مونتاژ قطعات بسیار راحت است که دنباله خاصی را دنبال کنید. ابتدا مقاومت های 100 کیلو اهم (حلقه های کد رنگ: قهوه ای، سیاه، زرد، طلایی یا نقره ای) با برچسب R1-R10 را نصب کنید. سپس 5 دیود D1-D5 را سوار کنید، همانطور که با خطوط سفید چاپ شده در سمت نصب PCB نشان داده شده است، مطمئن شوید که نوار سیاه روی دیودها در مقابل کانکتور DB25 قرار دارد. سپس مقاومت‌های 15K (رنگی، قهوه‌ای، سبز، نارنجی، طلایی یا نقره‌ای) با برچسب‌های R11 و R13 را نصب کنید. در موقعیت R12، یک LED قرمز را به برد لحیم کنید. آند LED مربوط به سوراخ زیر R12 است که با علامت + نشان داده شده است. سپس سوکت های 14 و 20 پین را زیر آی سی های U1 و U2 قرار دهید. کانکتور زانویی DB25 را سوار و لحیم کنید. برای قرار دادن پایه های رابط در برد زیاد تلاش نکنید، دقت بسیار بالایی لازم است. در صورت لزوم، کانکتور را به آرامی تکان دهید و مراقب باشید که پین ​​ها خم نشوند. کلید کشویی و تنظیم کننده ولتاژ نوع 7805 را وصل کنید.چهار طول سیم را برش دهید و روی کلید لحیم کنید. به ترتیب سیم ها مطابق شکل دقت کنید. ترانزیستورهای TIP 120 و TIP 125 را وارد و لحیم کنید. در نهایت کانکتور پایه / سوکت هشت پین و کابل اتصال 75 میلی متری را لحیم کنید. پایه را طوری سوار کنید که طولانی ترین سرنخ ها رو به بالا باشد. دو آی سی - 74LS373 و 74LS164 - را در سوکت مربوطه خود قرار دهید. مطمئن شوید که موقعیت کلید آی سی روی جلد آن با کلید مشخص شده با خطوط سفید روی PCB مطابقت دارد. شاید متوجه شده باشید که هنوز فضایی روی برد برای قطعات اضافی وجود دارد. این مکان برای آداپتور شبکه است. در شکل 15.7 عکسی از رابط نهایی را از سمت نصب نشان می دهد.

برنج. 15.7. مونتاژ رابط کامپیوتر. نمای از بالا

چگونه رابط کار می کند

بازوی دستکاری دارای پنج موتور DC است. بر این اساس، برای کنترل هر موتور، از جمله جهت چرخش، به 10 اتوبوس I/O نیاز داریم. پورت موازی (چاپگر) IBM PC و ماشین‌های سازگار فقط شامل هشت گذرگاه ورودی / خروجی است. برای افزایش تعداد باس های کنترل، رابط بازوی ربات از آی سی 74LS164 استفاده می کند که یک مبدل سریال به موازی (SIPO) است. تنها با دو باس موازی، D0 و D1، که کد سریال را به آی سی می فرستند، می توانیم هشت باس I/O اضافی دریافت کنیم. همانطور که گفته شد، می توانید هشت گذرگاه I / O ایجاد کنید، اما این رابط از پنج مورد از آنها استفاده می کند.

هنگامی که کد سریال به آی سی 74LS164 وارد می شود، کد موازی مربوطه در خروجی آی سی ظاهر می شود. اگر خروجی‌های 74LS164 مستقیماً به ورودی‌های ترانزیستورهای کنترل وصل می‌شدند، عملکردهای جداگانه بازوی دستکاری‌کننده به موقع با ارسال کد سریال روشن و خاموش می‌شد. بدیهی است که چنین وضعیتی غیرقابل قبول است. برای جلوگیری از این امر، IC 74LS373 دوم، یک کلید الکترونیکی هشت کاناله کنترل شده، به مدار رابط وارد شد.

سوئیچ هشت کاناله 74LS373 دارای هشت ورودی و هشت باس خروجی می باشد. اطلاعات باینری موجود در گذرگاه های ورودی تنها در صورتی به خروجی های مربوطه IC منتقل می شود که سیگنال فعال به آی سی اعمال شود. پس از خاموش کردن سیگنال فعال، وضعیت فعلی اتوبوس های خروجی حفظ می شود (به خاطر سپرده می شود). در این حالت سیگنال های ورودی آی سی هیچ تاثیری بر وضعیت باس های خروجی ندارند.

پس از اینکه بسته داده سریال به آی سی 74LS164 منتقل شد، یک سیگنال فعال از پین D2 پورت موازی به آی سی 74LS373 ارسال می شود. این امکان انتقال اطلاعات از قبل به صورت موازی از ورودی آی سی 74LS174 به گذرگاه های خروجی آن را فراهم می کند. وضعیت خطوط خروجی به ترتیب توسط ترانزیستورهای TIP 120 کنترل می شود که به نوبه خود عملکرد بازوی دستکاری کننده را کنترل می کند. این فرآیند با هر فرمان جدید به بازوی دستکاری کننده تکرار می شود. باس های موازی D3-D7 مستقیماً ترانزیستورهای TIP 125 را هدایت می کنند.

اتصال رابط به بازوی دستکاری

بازوی رباتیک توسط یک منبع تغذیه 6 ولتی تغذیه می شود که از چهار عنصر D تشکیل شده است که در پایه سازه قرار دارند. رابط PC نیز از این منبع 6 ولت تغذیه می شود. منبع تغذیه دوقطبی است و 3 ولت ± را ارائه می دهد. این رابط از طریق یک کانکتور Molex هشت پین متصل به پایه دستگاه اشاره گر تغذیه می شود.

رابط را با استفاده از کابل 75 میلی متری 8 سیم Molex به بازوی دستکاری وصل کنید. کابل Molex به یک کانکتور واقع در پایه دستکاری کننده متصل می شود (شکل 15.8 را ببینید). بررسی کنید که کانکتور به درستی و ایمن وارد شده باشد. برای اتصال برد رابط به کامپیوتر از کابل 180 سانتی متری نوع DB25 موجود در کیت استفاده کنید. یک سر کابل به درگاه چاپگر متصل می شود. سر دیگر به کانکتور DB25 روی برد رابط متصل می شود.

برنج. 15.8. اتصال رابط کامپیوتر به بازوی ربات

در بیشتر موارد، یک چاپگر به طور معمول به درگاه چاپگر متصل است. برای جلوگیری از مشکل وصل و جدا کردن کانکتورها هر بار که می خواهید از دستگاه اشاره گر استفاده کنید، ایده خوبی است که یک جعبه سوئیچ پرینتر دو موقعیت A/B (DB25) خریداری کنید. کانکتور رابط کلید را به ورودی A و چاپگر را به ورودی B وصل کنید. اکنون می توانید از سوئیچ برای اتصال رایانه به چاپگر یا رابط استفاده کنید.

نصب برنامه تحت ویندوز 95

یک دیسکت 3.5 با برچسب "دیسک 1" را در درایو فلاپی دیسک خود قرار دهید و برنامه راه اندازی (setup.exe) را اجرا کنید. برنامه راه اندازی یک دایرکتوری به نام "Images" روی هارد دیسک شما ایجاد می کند و فایل های لازم را در این دایرکتوری کپی می کند. در منو، نماد Images ظاهر می شود. برای شروع برنامه، روی نماد Images در منوی شروع کلیک کنید.

کار با برنامه تحت ویندوز 95

رابط را با استفاده از کابل 180 سانتی متری DB 25 به پورت چاپگر رایانه وصل کنید. رابط را به پایه بازوی دستکاری وصل کنید. رابط را تا زمان مشخصی خاموش نگه دارید. اگر رابط در این زمان روشن باشد، اطلاعات ذخیره شده در درگاه چاپگر ممکن است باعث حرکت بازوی دستکاری شود.

با دوبار کلیک بر روی آیکون Images در منوی استارت، برنامه را شروع کنید. پنجره برنامه در شکل نشان داده شده است. 15.9. هنگامی که برنامه در حال اجرا است، LED قرمز روی برد رابط باید چشمک بزند. توجه داشته باشید:برای شروع به چشمک زدن LED نیازی به روشن شدن این رابط نیست. سرعت چشمک زدن LED با سرعت پردازنده کامپیوتر شما تعیین می شود. سوسو زدن LED ممکن است بسیار کم نور باشد. برای اینکه متوجه این موضوع شوید، ممکن است مجبور شوید نور اتاق را کاهش دهید و کف دست های خود را به صورت "حلقه ای" تا کنید تا LED را مشاهده کنید. اگر LED چشمک نمی زند، ممکن است برنامه به آدرس پورت اشتباهی (پورت LPT) دسترسی داشته باشد. برای تغییر رابط به یک آدرس پورت دیگر (پورت LPT)، به کادر Printer Port Options واقع در گوشه سمت راست بالای صفحه بروید. لطفا گزینه دیگری را انتخاب کنید. تنظیم صحیح آدرس پورت باعث چشمک زدن LED می شود.

برنج. 15.9. اسکرین شات برنامه رابط کامپیوتر برای ویندوز

هنگامی که LED چشمک می زند، روی نماد Puuse کلیک کنید و تنها پس از آن رابط را روشن کنید. با کلیک بر روی کلید عملکرد مربوطه، حرکت متقابل بازوی دستکاری کننده آغاز می شود. با کلیک مجدد، حرکت متوقف می شود. استفاده از کلیدهای تابع برای کنترل دست نامیده می شود مدیریت مد تعاملی

تولید یک فایل اسکریپت

فایل‌های اسکریپت برای برنامه‌ریزی حرکات و توالی خودکار اقدامات بازوی دستکاری‌کننده استفاده می‌شوند. فایل اسکریپت حاوی لیستی از دستورات موقت است که حرکات بازوی دستکاری کننده را کنترل می کند. ایجاد یک فایل اسکریپت بسیار آسان است. برای ایجاد یک فایل، روی نرم افزار برنامه کلیک کنید. این عملیات به شما امکان می دهد تا به مد "برنامه نویسی" فایل اسکریپت وارد شوید. با فشار دادن کلیدهای عملکرد، همانطور که قبلاً انجام داده ایم، حرکات دست را کنترل می کنیم، اما اطلاعات دستور در جدول زرد رنگی که در گوشه سمت چپ پایین صفحه قرار دارد، نوشته می شود. شماره مرحله که با یک شروع می شود در ستون سمت چپ نشان داده می شود و برای هر دستور جدید یک عدد افزایش می یابد. نوع حرکت (عملکرد) در ستون وسط مشخص شده است. پس از کلیک مجدد بر روی کلید تابع، اجرای حرکت خاتمه یافته و مقدار زمان اجرای حرکت از ابتدا تا انتهای آن در ستون سوم ظاهر می شود. زمان حرکت با دقت یک چهارم ثانیه نشان داده می شود. به همین ترتیب، کاربر می تواند تا 99 حرکت را در یک فایل اسکریپت برنامه ریزی کند، از جمله مکث های زمانی. سپس فایل اسکریپت را می توان ذخیره کرد و بعداً از هر دایرکتوری بارگیری کرد. اجرای دستورات فایل اسکریپت را می توان تا 99 بار به صورت دوره ای تکرار کرد که برای این منظور باید تعداد تکرارها را در پنجره Repeat وارد کرده و Start را فشار دهید. برای پایان نوشتن فایل اسکریپت، کلید Interactive را فشار دهید. این دستور کامپیوتر را دوباره آنلاین می کند.

"انیمیشن" از اشیاء

فایل‌های اسکریپت را می‌توان برای اتوماسیون رایانه‌ای اقدامات یا برای "متحرک کردن" اشیا استفاده کرد. در مورد "متحرک سازی" اشیاء، "اسکلت" مکانیکی رباتیک کنترل شده معمولاً با یک پوسته بیرونی پوشیده شده است و خود قابل مشاهده نیست. عروسک دستکش ابتدای فصل را به خاطر دارید؟ پوسته بیرونی می تواند به شکل یک شخص (جزئی یا کامل)، یک بیگانه، یک حیوان، یک گیاه، یک سنگ و هر چیز دیگری باشد.

محدودیت های دامنه

اگر می خواهید به یک سطح حرفه ای از انجام اقدامات خودکار یا "متحرک سازی" اشیا دست یابید، بنابراین، به اصطلاح، برای حفظ نام تجاری، دقت موقعیت یابی هنگام انجام حرکات در هر لحظه از زمان باید نزدیک به 100٪ باشد.

با این حال، ممکن است متوجه شوید که با تکرار دنباله اقدامات نوشته شده در فایل اسکریپت، موقعیت بازوی دستکاری (حرکت الگو) با حالت اصلی متفاوت خواهد بود. این به چند دلیل اتفاق می افتد. همانطور که باتری های منبع تغذیه بازوی دستکاری تخلیه می شوند، کاهش قدرت عرضه شده به موتورهای DC منجر به کاهش گشتاور و سرعت چرخش موتورها می شود. بنابراین، طول حرکت دستکاری و ارتفاع بار برداشته شده برای مدت زمان مشابه برای باتری های مرده و "تازه" متفاوت است. اما این تنها دلیل نیست. حتی با یک منبع تغذیه تثبیت شده، سرعت موتور تغییر می کند زیرا تنظیم کننده دور موتور وجود ندارد. برای هر دوره زمانی ثابت، تعداد دورهای هر بار کمی متفاوت خواهد بود. این منجر به این واقعیت می شود که هر بار موقعیت بازوی دستکاری کننده متفاوت خواهد بود. علاوه بر این، مقداری بازی در دنده های گیربکس وجود دارد که به آن نیز توجهی نمی شود. تحت تأثیر همه این عوامل که در اینجا به تفصیل در نظر گرفته ایم، هنگام اجرای حلقه ای از دستورات تکراری در یک فایل اسکریپت، موقعیت بازوی دستکاری هر بار کمی متفاوت خواهد بود.

جستجوی موقعیت خانه

می توانید با افزودن مداری به دستگاه، عملکرد آن را بهبود ببخشید بازخورد، که موقعیت بازوی دستکاری کننده را ردیابی می کند. این اطلاعات را می توان برای تعیین موقعیت مطلق دستکاری کننده در رایانه وارد کرد. با چنین سیستم بازخورد موقعیتی، می توان موقعیت بازوی دستکاری کننده را در ابتدای اجرای هر دنباله از دستورات نوشته شده در فایل اسکریپت در همان نقطه تنظیم کرد.

برای این کار امکانات زیادی وجود دارد. در یکی از روش های اصلی، کنترل موقعیتی در هر نقطه ارائه نمی شود. در عوض، مجموعه ای از سوئیچ های محدود استفاده می شود که مطابق با موقعیت اصلی "شروع" است. سوئیچ های محدود فقط یک موقعیت را مشخص می کنند - زمانی که دستکاری کننده به موقعیت "شروع" می رسد. برای انجام این کار، باید دنباله سوئیچ های حد (دکمه ها) را تنظیم کنید تا زمانی که دستکاری کننده در یک جهت یا جهت دیگر به موقعیت انتهایی می رسد، بسته شوند. به عنوان مثال، یک سوئیچ محدود را می توان بر روی پایه دستکاری نصب کرد. سوئیچ فقط باید زمانی کار کند که بازوی دستکاری هنگام چرخش در جهت عقربه های ساعت به موقعیت انتهایی خود برسد. سایر لیمیت سوئیچ ها باید در مفاصل شانه و آرنج نصب شوند. آنها باید زمانی فعال شوند که مفصل مربوطه کاملاً کشیده شود. سوئیچ دیگری روی عقربه نصب می‌شود و زمانی که عقربه کاملاً در جهت عقربه‌های ساعت بچرخد فعال می‌شود. آخرین کلید لیمیت روی گیره نصب می شود و با باز شدن کامل بسته می شود. برای قرار دادن مانیپولاتور در موقعیت اصلی خود، هر حرکت احتمالی دستکاری در جهتی انجام می شود که کلید محدود مربوطه بسته شود تا زمانی که این کلید بسته شود. یک بار رسید محل شروعبرای هر حرکت، کامپیوتر موقعیت واقعی بازو را به دقت "می داند".

پس از رسیدن به موقعیت اولیه، می‌توانیم برنامه نوشته شده در فایل اسکریپت را مجدداً راه‌اندازی کنیم، با این فرض که خطای موقعیت‌یابی در طول اجرای هر چرخه نسبتاً آهسته تجمع می‌یابد که منجر به انحرافات بسیار زیاد در موقعیت دستکاری‌کننده از مورد نظر پس از اجرای فایل اسکریپت، عقربه در موقعیت اصلی خود قرار می گیرد و چرخه فایل اسکریپت تکرار می شود.

در برخی از سکانس‌ها، دانش فقط از موقعیت شروع ناکافی است، به عنوان مثال، هنگام پرورش تخم مرغ بدون خطر له شدن پوسته آن. در چنین مواردی، سیستم بازخورد موقعیتی پیچیده‌تر و دقیق‌تر مورد نیاز است. سیگنال های حسگرها را می توان با استفاده از ADC پردازش کرد. سیگنال های دریافتی را می توان برای تعیین مقادیر پارامترهایی مانند موقعیت، فشار، سرعت و گشتاور استفاده کرد. مثال ساده زیر را می توان به عنوان مثال استفاده کرد. تصور کنید که یک مقاومت متغیر خطی کوچک را به مجموعه کپچر متصل کرده اید. مقاومت متغیر به گونه ای نصب شده است که حرکت لغزنده آن به جلو و عقب با باز و بسته شدن گیره همراه است. بنابراین، بسته به درجه باز شدن گیره، مقاومت تغییر می کند. مقاومت متغیر... پس از کالیبراسیون، با اندازه گیری مقاومت جریانی مقاومت متغیر، می توانید زاویه باز شدن گیره های گیره را به طور دقیق تنظیم کنید.

ایجاد چنین سیستم بازخوردی سطح دیگری از پیچیدگی را به دستگاه وارد می کند و بر این اساس منجر به افزایش قیمت آن می شود. بنابراین، بیشتر گزینه سادهمعرفی سیستم است کنترل دستیبرای تصحیح موقعیت و حرکات بازوی دستکاری کننده در حین اجرای برنامه اسکریپت.

سیستم کنترل رابط دستی

هنگامی که تأیید کردید که رابط به درستی کار می کند، می توانید از کانکتور تخت 8 پین برای اتصال ترمینال دستی به آن استفاده کنید. همانطور که در شکل نشان داده شده است موقعیت کانکتور 8 پین Molex را به سر کانکتور روی برد رابط بررسی کنید. 15.10. کانکتور را با دقت وارد کنید تا محکم بنشیند. پس از آن، بازوی دستکاری را می توان در هر زمان از کنترل از راه دور دستی کار کرد. فرقی نمی کند که رابط به کامپیوتر متصل باشد یا نه.

برنج. 15.10. اتصال کنترل دستی

برنامه کنترل صفحه کلید DOS

یک برنامه DOS وجود دارد که به شما امکان می دهد به طور تعاملی کار دست دستکاری کننده را از صفحه کلید رایانه کنترل کنید. لیست کلیدهای مربوط به عملکرد یک عملکرد خاص در جدول آورده شده است.

در کنترل صدای بازوی دستکاری کننده، از مجموعه ای از تشخیص گفتار (URR) استفاده می شود که در فصل شرح داده شد. 7. در این فصل، یک رابط ایجاد می کنیم که URR را با بازوی دستکاری کننده متصل می کند. این رابط همچنین به عنوان یک کیت توسط Images SI, Inc ارائه شده است.

نمودار رابط برای URR در شکل نشان داده شده است. 15.11. این رابط از یک میکروکنترلر 16F84 استفاده می کند. برنامه میکروکنترلر به شکل زیر است:

برنامه رابط URR

نماد PortA = 5

نماد TRISA = 133

نماد PortB = 6

نماد TRISB = 134

اگر بیت 4 = 0 باشد، «اگر نوشتن در تریگر فعال است، آن را بخوانید

"تکرار" را شروع کنید

مکث 500 0.5 ثانیه صبر کنید

Peek PortB، B0 'خواندن کد BCD

اگر بیت 5 = 1 است، «کد خروجی» را ارسال کنید

باید "تکرار" را شروع کنید

نگاهی به PortA، b0 'خواندن پورت A

اگر بیت 4 = 1 باشد، یازده، آیا 11 وجود دارد؟

poke PortB، b0 'کد خروجی

باید "تکرار" را شروع کنید

اگر بیت 0 = 0 باشد، ده

باید "تکرار" را شروع کنید

باید "تکرار" را شروع کنید

برنج. 15.11. مدار کنترل کننده URR برای بازوی ربات

به روز رسانی نرم افزار 16F84 را می توانید به صورت رایگان از http://www.imagesco.com دانلود کنید

برنامه نویسی رابط URR

برنامه نویسی رابط URR مشابه روش برنامه نویسی URR از مجموعه شرح داده شده در فصل است. 7. برای کار درستبرای بازوی دستکاری، باید کلمات دستوری را بر اساس اعداد مربوط به یک حرکت دستکاری کننده خاص برنامه ریزی کنید. جدول 15.1 نمونه هایی از کلمات دستوری را نشان می دهد که عملکرد بازوی دستکاری کننده را کنترل می کنند. شما می توانید کلمات دستوری را به دلخواه انتخاب کنید.

جدول 15.1

لیست قطعات رابط کامپیوتر

(5) ترانزیستور NPN TIP120

(5) ترانزیستور PNP TIP 125

(1) مبدل کد IC 74164

(1) IC 74LS373 هشت کلید

(1) LED قرمز

(5) دیود 1N914

(1) کانکتور مادگی 8 پین Molex

(1) کابل Molex، 8 هادی، 75 میلی متر طول

(1) سوئیچ DIP

(1) اتصال زاویه DB25

(1) کابل 1.8 متری DB 25 با دو کانکتور M-type.

(1) تخته مدار چاپی

(3) مقاومت 15 کیلو اهم، 0.25 وات

تمام قطعات ذکر شده در کیت موجود است.

فهرست قطعات برای رابط تشخیص گفتار

(5) ترانزیستور NPN TIP 120

(5) ترانزیستور PNP TIP 125

(1) دروازه IC 4011 NOR

(1) IC 4049 - 6 بافر

(1) تقویت کننده عملیاتی IC 741

(1) مقاومت 5.6 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) مقاومت 15 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) سر اتصال 8 پین Molex

(1) کابل Molex، 8 هسته، 75 میلی متر طول

(10) مقاومت 100 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) مقاومت 4.7 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) آی سی تنظیم کننده ولتاژ 7805

(1) میکروکنترلر PIC IC 16F84

(1) تشدید کننده کریستالی 4.0 مگاهرتز

کیت رابط بازوی دست

کیت بازوی دستکاری OWI

رابط تشخیص گفتار برای بازوی دستکاری

مجموعه دستگاه تشخیص گفتار

قطعات قابل سفارش از:

Images, SI, Inc.