Створюємо робот-маніпулятор з використанням далекоміра, реалізуємо підсвічування.
Різати основу будемо з акрилу. Як двигуни використовуємо сервопривод.
Загальний опис проекту робота-маніпулятора
У проекті використано 6 серводвигунів. Для механічної частини використаний акрил завтовшки 2 міліметри. Як штатив нагоді основа від диско-кулі (один з двигунів вмонтований всередину). Також використаний ультразвуковий датчик відстані та світлодіод діаметром 10 мм.
Для керування роботом використовується Arduino плата живлення. Саме джерело живлення – блок живлення комп'ютера.
У проекті викладено вичерпні пояснення щодо розробки робо-руки. Окремо розглянуто питання харчування розробленої конструкції.
Основні вузли для проекту маніпулятора
Почнемо розробку. Вам знадобляться:
- 6 серводвигунів (я використовував 2 моделі mg946, 2 mg995, 2 futuba s3003 (mg995/mg946 за характеристиками краще, ніж futuba s3003, але останні набагато дешевше);
- акрил завтовшки 2 міліметри (і невеликий шматок завтовшки 4 мм);
- ультразвуковий датчик відстані hc-sr04;
- світлодіди 10 мм (колір - на ваш розсуд);
- штатив (використовується як основа);
- схват алюмінієвий (коштує близько 10-15 доларів).
Для керування:
- Плата Arduino Uno(у проекті використано саморобна платаяка повністю аналогічна Arduino);
- плата харчування (вам доведеться її зробити самим, до цього питання ми повернемося пізніше, він потребує окремої уваги);
- блок живлення (у разі використовується блок живлення комп'ютера);
- комп'ютер для програмування вашого маніпулятора (якщо ви використовуєте для програмування Arduinoотже, середа Arduino IDE)
Звичайно ж, вам знадобляться кабелі та деякі базові інструментина кшталт викруток і т.п. Тепер ми можемо перейти до конструювання.
Складання механічної частини
Перед початком розробки механічної частини маніпулятора варто відзначити, що креслень у мене немає. Усі вузли робилися "на коліні". Але принцип дуже простий. У вас є дві ланки з акрилу, між якими треба встановити серводвигуни. І інші дві ланки. Також для встановлення двигунів. Та й сам схват. Подібний схват найпростіше купити в інтернеті. Майже все встановлюється за допомогою гвинтів.
Довжина першої частини близько 19 см; другий – близько 17.5; довжина передньої ланки близько 5.5 см. Інші габарити підбирайте у відповідності до розмірів вашого проекту. У принципі, розміри інших вузлів негаразд важливі.
Механічна рука повинна забезпечувати кут повороту 180 градусів на підставі. Отже, ми повинні встановити знизу серводвигун. В даному випадку він встановлюється в цей диско-куля. У вашому випадку це може бути будь-який відповідний бокс. Робот встановлюється на цей серводвигун. Можна, як показано на малюнку, встановити додаткове металеве кільце-фланець. Можна обійтися без нього.
Для встановлення ультразвукового датчикавикористовується акрил товщиною 2 мм. Тут же знизу можна встановити світлодіод.
Детально пояснити, як саме сконструювати подібний маніпулятор складно. Багато залежить від тих вузлів і частин, які є у вас в наявності або ви купуєте. Наприклад, якщо габарити ваших сервоприводів відрізняються, ланки арма з акрилу також зміняться. Якщо зміняться габарити, калібрування маніпулятора також відрізнятиметься.
Вам точно доведеться після завершення розробки механічної частини маніпулятора подовжити кабелі серводвигунів. Для цього в даному проекті використовувалися дроти з інтернет-кабелю. Для того, щоб все це мало вигляд, не полінуйтеся та встановіть на вільні кінці подовжених кабелів перехідники – мама чи тато, залежно від виходів вашої плати Arduino, шилда чи джерела живлення.
Після складання механічної частини, ми можемо перейти до "мозків" нашого маніпулятора.
Схоплення маніпулятора
Для встановлення схвату вам знадобиться серводвигун і кілька гвинтів.
Отже, що потрібно зробити.
Берете гойдалку від серви і вкорочуєте, доки вона не підійде до вашого схвату. Після цього закручуєте два маленькі гвинти.
Після установки серви провертаєте її в крайнє ліве положення і стискаєте губки схвата.
Тепер можна встановити серву на 4 болти. При цьому слідкуйте, щоб двигун був так само в крайньому лівому положенні, а губки схвата закриті.
Можна підключити сервопривід до платі Arduinoта перевірити працездатність схвату.
Зверніть увагу, що можуть виникнути проблеми з роботою схвата, якщо болти/гвинти занадто сильно затягнуті.
Додавання підсвічування на маніпулятор
Можна зробити ваш проект яскравішим, додавши на нього підсвічування. Для цього використовувалися світлодіоди. Робиться нескладно, а у темряві виглядає дуже ефектно.
Місця для встановлення світлодіодів залежать від вашого креативу та фантазії.
Електросхема
Замість резистора R1 можна використовувати потенціометр на 100 кОм для регулювання яскравості вручну. Як опір R2 використовувалися резистори на 118 Ом.
Перелік основних вузлів, які використовувалися:
- R1 – резистор на 100 ком
- R2 – резистор на 118 Ом
- Транзистор bc547
- Фоторезистор
- 7 світлодіодів
- Перемикач
- Підключення до плати Arduino
Як мікроконтролер використовувалася плата Arduino. Як живлення використовувався блок живлення від персонального комп'ютера. Підключивши мультиметр до червоного та чорного кабелів, ви побачите 5 вольт (які використовуються для серводвигунів та ультразвукового датчика відстані). Жовтий та чорний дадуть вам 12 вольт (для Arduino). Робимо 5 конекторів для сервомоторів, паралельно підключаємо позитивні до 5, а негативні - до землі. Аналогічно із датчиком відстані.
Після цього підключіть конектори, що залишилися (по одному з кожної серви і два з далекоміра) до розпаяної нами плати і Arduino. При цьому не забудьте в програмі надалі коректно вказати піни, які ви використовували.
Крім того, на платі живлення було встановлено світлодіод-індикатор живлення. Реалізується це просто. Додатково використовувався резистор на 100 Ом між 5 і землею.
10 мм світлодіод на роботі теж підключений до Arduino. Резистор на 100 Ом йде від 13 піна до позитивної ноги світлодіода. Негативний – до землі. У програмі його можна вимкнути.
Для 6 серводвигунів використано 6 конекторів, так як 2 серводвигуни знизу використовують однаковий сигнал керування. Відповідні провідники з'єднуються та підключаються до одного піну.
Повторюся, що як живлення використовується блок живлення від персонального комп'ютера. Або, звичайно, ви можете придбати окреме джерело живлення. Але з урахуванням того, що у нас 6 приводів, кожен з яких може споживати близько 2 А, подібний потужний блокхарчування обійдеться недешево.
Зверніть увагу, що конектори від серв підключаються до ШИМ-виходів Arduino. Біля кожного такого піна на платі є умовне позначення~. Ультразвуковий датчик розтанення можна підключити до пін 6, 7. Світлодіод - до 13 пін і землі. Це все піни, які нам знадобляться.
Тепер ми можемо перейти до програмування Arduino.
Перед тим як підключити плату через usb до комп'ютера, переконайтеся, що ви вимкнули живлення. Коли тестуватимете програму, також відключайте харчування вашої робо-руки. Якщо живлення не вимкнути, Arduino отримає 5 вольт від USB і 12 вольт від блока живлення. Відповідно, потужність від usb перекинеться до джерела живлення і він трохи просяде.
На схемі підключення видно, що було додано потенціометри управління сервами. Потенціометри не є обов'язковою ланкою, але наведений код не працюватиме без них. Потенціометри можна підключити до пін 0,1,2,3 та 4.
Програмування та перший запуск
Для керування використано 5 потенціометрів (цілком можна замінити це на 1 потенціометр і два джойстики). Схема підключення з потенціометрами наведена у попередній частині. Скетч Arduino знаходиться тут.
Знизу представлено кілька відео робота-маніпулятора у роботі. Сподіваюся, вам сподобається.
На відео зверху представлені останні модифікації армії. Довелося трохи змінити конструкцію та замінити кілька деталей. Виявилося, що серви futuba s3003 слабенькі. Їх вдалося використовувати тільки для схвату або повороту руки. Так що виїсто них були встановлені mg995. Ну а mg946 взагалі будуть чудовим варіантом.
Програма управління та пояснення до неї
// управляються приводи з допомогою змінних резисторів - потенціометрів.
int potpin = 0; // аналоговий пін для підключення потенціометра
int val; // Змінна для зчитування даних з аналогового піна
myservo1.attach(3);
myservo2.attach(5);
myservo3.attach(9);
myservo4.attach(10);
myservo5.attach(11);
pinMode(led, OUTPUT);
( //servo 1 analog pin 0
val = analogRead(potpin); // зчитує значення потенціометра (значення між 0 та 1023)
// масштабує отримане значення для використання із сервами (отримуємо значення в діапазоні від 0 до 180)
myservo1.write(val); // виводить серву в позицію відповідно до розрахованого значення
delay(15); // Чекає, поки серводвигун вийде в задане положення
val = analogRead(potpin1); // серва 2 на аналоговому піні 1
val = map(val, 0, 1023, 0, 179);
myservo2.write(val);
val = analogRead(potpin2); // серва 3 на аналоговому піні 2
val = map(val, 0, 1023, 0, 179);
myservo3.write(val);
val = analogRead(potpin3); // серва 4 на аналоговому піні 3
val = map(val, 0, 1023, 0, 179);
myservo4.write(val);
val = analogRead(potpin4); //Серва 5 на аналоговому піні 4
val = map(val, 0, 1023, 0, 179);
myservo5.write(val);
Скетч із використанням ультразвукового датчика відстані
Це, мабуть, одна з найефективніших частин проекту. На маніпуляторі встановлюється датчик відстані, який реагує на перешкоди навколо.
Основні пояснення до коду наведені нижче
#define trigPin 7
Наступний шматок коду:
Ми надали всім 5-ти сигналам (для 6 приводів) назви (можуть бути будь-якими)
Наступне:
Serial.begin (9600);
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
pinMode(led, OUTPUT);
myservo1.attach(3);
myservo2.attach(5);
myservo3.attach(9);
myservo4.attach(10);
myservo5.attach(11);
Ми повідомляємо платі Arduino до яких пін підключені світлодіоди, серводвигуни та датчик відстані. Змінювати тут нічого не варто.
void position1()(
digitalWrite(led, HIGH);
myservo2.writeMicroseconds(1300);
myservo4.writeMicroseconds(800);
myservo5.writeMicroseconds(1000);
Тут дещо можна міняти. Я поставив позицію та назвав її position1. Вона буде використана у подальшій програмі. Якщо ви бажаєте забезпечити інший рух, змініть значення у дужках в діапазоні від 0 до 3000.
Після цього:
void position2()(
digitalWrite(led,LOW);
myservo2.writeMicroseconds(1200);
myservo3.writeMicroseconds(1300);
myservo4.writeMicroseconds(1400);
myservo5.writeMicroseconds(2200);
Аналогічно до попереднього шматка, тільки в даному випадку це position2. За таким же принципом можна додавати нові положення для переміщення.
long duration, distance;
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distance = (duration/2)/29.1;
Тепер починає відпрацьовувати основний код програми. Не варто його змінювати. Основне завдання наведених вище рядків – налаштування датчика відстані.
Після цього:
if (distance<= 30) {
if (distance< 10) {
myservo5.writeMicroseconds(2200); //відкрити схват
myservo5.writeMicroseconds(1000); //закрити схват
Тепер ви можете додавати нові переміщення залежно від відстані, яка вимірюється ультразвуковим датчиком.
if(distance<=30){ // данная строка обеспечивает переход в position1, если расстояние меньше 30 см.
position1(); //по суті арм відпрацює все, що ви поставите між дужками ( )
else( // якщо відстань більше 30 см, перехід у position2
position()2 // аналогічно попередньому рядку
Можна в коді змінити відстань та й творити все, що ви забажаєте.
Останні рядки коду
if (distance > 30 || distance<= 0){
Serial.println("Out of range"); //висновок у серійному моніторі повідомлення, що ми вийшли за заданий діапазон
Serial.print(distance);
Serial.println("cm"); //відстань у сантиметрах
delay(500); //затримка 0.5 секунди
Звичайно, можна перекласти тут все в міліметри, метри, змінити повідомлення, що відображається і т.п. Можна трохи погратися із затримкою.
Ось, власне, і все. Насолоджуйтесь, модернізуйте свої власні маніпулятори, ділитесь ідеями та результатами!
Доброї доби! Перед вами, дорогі арт-робот, який може розмальовувати різні сферичні або яйцеподібні предмети розміром від 4 до 9 см.
Для його виготовлення знадобиться 3D-принтер, набір стандартних інструментів Arduino.
Примітка: Не варто ставити хрест на проектах, які використовують 3D-принтер. За бажанням завжди можна знайти місце або спосіб, де можна замовити друк необхідних для проекту деталей.
Крок 1: Трохи про роботу
Арт-робот - двоосьова саморобкаяка може наносити малюнок на більшості сферичних поверхонь. Робот налаштовується під певний тип предмета (кулі для пінг-понгу, різдвяні прикраси, лампочки та яйця (качині, гусячі, курячі...).
Для обертання сферичного предмета і переміщення маніпулятора використовуються високоточні крокові двигуни з високим моментом, що крутить, а для підйому механізму ручки - тихий і надійний сервопривід SG90.
Крок 2: Необхідні деталі
Для того, щоб зробити вироби своїми рукаминам знадобиться:
- 2x підшипник 623;
- Шпилька діаметром 3 мм та довжиною 80-90 мм;
- 1x пружина (довжиною 10 мм та діаметром 4,5 мм);
- 2x крокових двигуна NEMA 17 (крутний момент 4,4 кг/см);
- Кабелі для двигунів (довжиною 14+70 см);
- USB-кабель;
- 1x сервопривід SG90;
- Arduino Leonardo;
- shield JJRobots;
- 2xA4988 драйвери для крокових двигунів;
- Блок живлення 12В/2A;
- 11x гвинтів M3 6 мм;
- 4x гвинта M3 16 мм;
- 4x гайки M3;
- 2x 20 мм присоски;
- 1x гайка-баранчик M3;
- 1x маркер;
Крок 3: Загальна схема
Як «шпаргалку» можете скористатися даною схемою.
Крок 4: Починайте!
Робот рухає маніпулятором, із закріпленим на ньому маркером, що приводиться в дію кроковим двигуном. Інший кроковий двигун відповідає за поворот об'єкта, на який наноситься малюнок (яйце, кулька…). Для утримання предмета на місці використовуються дві присоски: одна, прикріплена до крокового двигуна, а інша на протилежному боці предмета. Маленька пружина давитиме на присоску, допомагаючи їй утримувати предмет. Для підняття/опускання маркера використовується сервопривід SG90.
Крок 5: Маніпулятор
Встановимо гайку в отвір, підготовлений для неї і закрутимо гвинт 16 мм. Зробимо те саме для власника предметів (праворуч на зображенні вище). При створенні шарніра для маніпулятора використовувалися 216 мм гвинта. Цей шарнір повинен вільно обертатися після закручування гвинтів.
Крок 6: Присоски
Встановимо одну з присосок усередину отвору у тримачі предметів.
Крок 7: Кріплення крокових двигунів
Закріпимо обидва крокові двигуни до основної рами за допомогою 8 гвинтів.
Крок 8: Вісь обертання
Розмістимо всі елементи, як показано на зображенні вище.
- Присоска;
- Гайка;
- Верхня частина;
- Пружина;
- Підшипник 623 (має бути вбудований у ліву чашку);
- Ліва чашка;
- Вільне місце для основної рами;
- Права чашка;
- Підшипник 623;
- Кільце розділення;
- Гайка-баранчик (M3).
Крок 9: Розташовуємо все на своїх місцях
Вставимо зібраний маніпулятор на вісь крокового двигуна.
Встановимо ліву опору на вісь крокового двигуна.
Маркер та яйце встановлені як приклад (зараз розміщувати їх не потрібно).
ПРИМІТКА: Сервопривід потребує коригування. Потрібно буде повторно встановити його кут під час процесу калібрування.
Крок 10: Електроніка
Закріпимо електроніку на тильній стороні основної рами за допомогою гвинтів (2-х буде достатньо).
Підключимо кабелі.
Якщо ви переплутаєте полярності при підключенні крокових двигунів, то вони будуть просто обертатися в протилежному напрямку, але з сервоприводом ситуація буде не такою вже й невинною! Тому двічі перевіряйте полярність перед підключенням!
Крок 11: Програмування Arduino Leonardo
Запрограмуємо Arduino Leonardo за допомогою програмного середовища Arduino IDE (v 1.8.1).
- Завантажимо Arduino IDE (v 1.8.1) та встановимо програму;
- Запустимо програмне забезпечення. Виберемо плату Arduino Leonardo та відповідний COM-ПОРТ у меню «tools->board»;
- Відкриємо та завантажимо код Sphere-O-Bot. Розпакуємо всі файли всередину однієї папки і назвемо її "Ejjduino_ARDUINO".
Крок 12: Арт-робот готовий до створення творів мистецтва
Крок 13: Управління роботом
Програмне забезпечення Inkscape.Завантажимо та встановимо програмне забезпечення Inkscape (рекомендую стабільну версію 0.91).
Завантажимо та встановимо розширення EggBot Control (версія 2.4.0 була повністю протестована).
Розширення EggBot Control для Inkscape – це інструмент, який необхідно використовувати при тестуванні та калібруванні EggBot, а також перенесенні малюнки на яйце. Спочатку потрібно запустити Inkscape. Після запуску Inkscape з'явиться меню «Розширення», а в ньому потрібно вибрати підменю «Eggbot». Якщо не бачите підменю Eggbot, ви неправильно встановили розширення. Виконайте резервне копіювання та уважно дотримуйтесь інструкцій щодо встановлення розширень.
На цьому все, дякую за увагу!)
Однією з основних рушійних сил автоматизації сучасного виробництва є промислові роботи-маніпулятори. Їхня розробка та впровадження дозволили вийти підприємствам на новий науково-технічний рівень виконання завдань, перерозподілити обов'язки між технікою та людиною, підвищити продуктивність. Про види роботизованих помічників, їх функціонал і ціни поговоримо в статті.
Помічник №1 – робот-маніпулятор
Промисловість – фундамент більшості економік світу. Від якості пропонованих товарів, обсягів та ціноутворення залежить дохід не лише окремо взятого виробництва, а й державного бюджету.
У світлі активного впровадження автоматизованих ліній і повсюдного використання розумної техніки зростають вимоги до продукції, що поставляється. Витримати конкуренцію без використання автоматизованих ліній чи промислових роботів-маніпуляторів сьогодні практично неможливо.
Як влаштований промисловий робот
Робот-маніпулятор має вигляд величезної автоматизованої «руки» під контролем системи електроуправління. У конструкції пристроїв відсутня пневматика або гідравліка, все збудовано на електромеханіці. Це дозволило скоротити вартість роботів і підвищити їхню довговічність.
Промислові роботи можуть бути 4-осьовими (використовуються для укладання та фасування) і 6-ти осьовими (для інших видів робіт). Крім того, роботи відрізняються і в залежності від ступеня свободи: від 2 до 6. Чим він вищий, тим точніше маніпулятор відтворює рух людської руки: обертання, переміщення, стиснення/розтискання, нахили та інше.
Принцип дії пристрою залежить від його програмного забезпечення та оснащення, і якщо на початку свого розвитку основна мета була звільнення працівників від важкого та небезпечного виду робіт, то сьогодні спектр завдань значно зріс.
Використання роботизованих помічників дозволяє справлятися одночасно з кількома завданнями:
- скорочення робочих площ та вивільнення фахівців (їх досвід та знання можуть бути використані на іншій ділянці);
- збільшення обсягів виробництва;
- підвищення якості продукції;
- завдяки безперервності процесу скорочується цикл виготовлення.
У Японії, Китаї, США, Німеччині на підприємствах працює мінімум співробітників, обов'язком яких є лише контроль роботи маніпуляторів та якість продукції, що виготовляється. Варто зазначити, що промисловий робот-маніпулятор – це не тільки функціональний помічник у машинобудуванні чи зварювальній справі. Автоматизовані пристрої представлені в широкому асортименті та використовуються у металургії, легкій та харчовій промисловості. Залежно від потреб підприємства можна підібрати маніпулятор, що відповідає функціональним обов'язкам та бюджету.
Види промислових роботів-маніпуляторів
На сьогоднішній день існує близько 30 видів роботизованих рук: від універсальних моделей до вузькоспеціалізованих помічників. Залежно від виконуваних функцій, механізми маніпуляторів можуть відрізнятися: наприклад, це можуть бути зварювальні роботи, різання, свердління, гнучка, сортування, укладання та упаковка товарів.
На відміну від існуючого стереотипу про дорожнечу роботизованої техніки, кожне навіть невелике підприємство зможе придбати подібний механізм. Невеликі універсальні роботи-маніпулятори з невеликою вантажопідйомністю (до 5кг) ABB і FANUC коштуватимуть від 2 до 4 тисяч доларів.
Незважаючи на компактність пристроїв, вони здатні збільшити швидкість роботи та якість обробки виробів. Під кожного робота буде написано унікальне програмне забезпечення, яке точно координує роботу агрегату.
Вузькоспеціалізовані моделі
Роботи зварювальники знайшли своє найбільше застосування у машинобудуванні. Завдяки тому, що пристрої здатні зварювати не тільки рівні деталі, але й ефективно проводити зварювальні роботи під кутом, важкодоступні місця встановлюють цілі автоматизовані лінії.
Запускається конвеєрна система, де кожен робот за певний час робить свою частину роботи, а після лінія починає рухатися до наступного етапу. Організувати таку систему з людьми досить непросто: ніхто з працівників не повинен відлучатися ні на секунду, інакше збивається весь виробничий процес або з'являється шлюб.
Зварювальники
Найпоширенішими варіантами є зварювальні роботи. Їхня продуктивність і точність у 8 разів вища, ніж у людини. Такі моделі можуть виконувати кілька видів зварювання: дугове або точкове (залежно від ПЗ).
Лідерами в цій галузі вважаються промислові роботи-маніпулятори Kuka. Вартість від 5 до 300 тисяч доларів (залежно від вантажопідйомності та функцій).
Складальники, вантажники та пакувальники
Тяжка і шкідлива для людського організму праця стала причиною появи в цій галузі автоматизованих помічників. Роботи пакувальники за лічені хвилини готують товар до відвантаження. Вартість таких роботів до 4 тисяч доларів.
Виробники ABB, KUKA, та Epson пропонують скористатися пристроями для підйому важких вантажів вагою понад 1 тонну та транспортування від складу до місця навантаження.
Виробники промислових роботів маніпуляторів
Безперечними лідерами у цій галузі вважаються Японія та Німеччина. На їхню частку припадає понад 50% усієї роботизованої техніки. Конкурувати з гігантами непросто, однак, і в країнах СНД поступово з'являються власні виробники та стартапи.
KNN Systems. Українська компанія є партнером німецької Kuka та займається розробкою проектів з роботизації процесів зварювання, фрезерування, плазмового різання та палетизації. Завдяки їх програмне забезпечення промисловий робот може бути переналаштований під новий вид завдань всього за один день.
Rozum Robotics (Білорусь). Фахівці компанії розробили промисловий робот-маніпулятор PULSE, що відрізняється своєю легкістю та простотою у використанні. Пристрій підходить для складання, пакування, склеювання та перестановки деталей. Ціна робота у районі 500 доларів.
«АРКОДІМ-Про» (Росія). Займається випуском лінійних роботів-маніпуляторів (рухаються лінійними осями), що використовуються для лиття пластику під тиском. Крім того, роботи ARKODIM можуть працювати як частина конвеєрної системи та виконувати функції зварювальника або пакувальника.
Це проект робота, який містить шість ступенів волі маніпулятора. Пристрій може застосовуватися на виробничій лінії як заготівля для конвеєрної стрічки, працюючи з палетами на робочій станції. Головною метою проекту було перевірити, чи маніпулятор є досить точним для складання деталей, коли вони рухаються на конвеєрі. Ця збірка, звичайно, не знайшла широкого застосування в промисловості, але все можливе в майбутньому.
Як він працює?
Існує інкрементний датчик на нижній стороні електродвигуна, який подає інформацію до основного блоку маніпулятора процесора, щоб мати можливість розрахувати фактичну швидкість і зміщення конвеєра.
На стороні конвеєра є кілька індуктивних датчиків, які можуть виявляти палети алюмінію, коли вони проходять повз них. Використовуючи цю інформацію, захоплення руки робота може слідувати палету з тією ж швидкістю, і може зробити всі монтажні роботи. Швидкість конвеєрної стрічки можна регулювати за допомогою двох перетворювачів частот. Палет може бути зупинений у кількох точках з пневматичною пробкою, і він повертається у вихідне положення за допомогою селектора пневматичним способом.
Для створення робота було б непогано використовувати 3D принтер, який підійде для друку великих об'єктів (максимальний розмір ~ 1,2 м * 0,8 м). Було б чудово збільшити головку маніпулятора, а також використовувати вентилятор комп'ютера для того, щоб пластикові нитки швидко охололи. Загалом, трохи об'єктів буде потрібно для друкованого об'єкта.
Відеопрезентація роботи:
Тут можна побачити робота та його робочу станцію під час виконання одного простого завдання складання на 30% від максимальної швидкості:
Крок 1. Робот без робочої станції:
Так виглядає промислова рука-маніпулятор без будь-якої робочої станції.
Крок 2. Розбирання конвеєрної стрічки від старих частин:
Якщо у вас є можливість використовувати деякі старі частини з конвеєрної стрічки, ви можете розібрати їх, прибравши частину від олії та інших забруднень, і повторно зібрати один "новий" конвеєр потрібної довжини та розмірів, і повернути всі частини, що бракують.
Крок 3. Підключення датчика:
Щоб визначити швидкість двигуна (і, отже, швидкість конвеєра), поверніть вісь до нижньої стороні електродвигуна. Також вісь двигуна необхідна, щоб мати можливість змінити розширення пристрою. На іншому кінці розширення необхідно встановити інкрементний датчик Megatron (MHL40 8 1000 5 BZ NA). Основні частини датчика: джерело світла (світлодіод), що світить через диск з отворами. З іншого боку цього диска є датчик світла, який вважає імпульси вхідного світла, і передає ці сигнали головний процесор робота. Перше налаштування необхідне для того, щоб синхронізувати роботизовану систему координат, перемістити конвеєрну стрічку і обертати датчик на цій відстані.
Після цього робот обчислює сигнали датчика відстані у системі координат. Одним із найскладніших і трудомістких завдань (після повторних зборів механічної частини конвеєра) було зробити правильні налаштування для цієї синхронізації. Для цього необхідно написати програму, яка обробляє перетворювачі частоти для запуску конвеєра та відкрити-закрити пневматичні пробки, і, звичайно, необхідно перемістити робота в області та потрібні позиції. Основні напрямки цієї синхронізації коду доступні у посібнику з роботи з роботом (Mitsubishi RV-3SDB) у форматі PDF. Нижче доступний код з налаштуваннями.
Крок 4. Перетворювачі частоти:
Перетворювачі частоти необхідні, щоб мати можливість контролювати швидкість обертання двигуна. Він працює спочатку із частотою 50 Гц, але це занадто швидко для цієї процедури. Встановіть частоту 33Гц на базовій настройці. Завдяки швидкості зміни входу селектора є також можливість зміни швидкості в програмному коді робота. Перетворювач частоти поставляється у використаному варіанті, але робить свою роботу дуже добре. Також аварійний вимикач (велика червона кнопка) необхідний підключення з міркувань безпеки.
Крок 5. Створення палет:
Усі частини палет є ручною роботою. Були зроблені лише "заготівлі". На жаль, можливість 3D друку не доступна тут, так як ці частини повинні бути зроблені з алюмінію або пластику. На верхній частині палет потрібно встановити шарикопідшипники, щоб мати найкращі оберти по краях. Великий шмат алюмінію необхідний через близькість індуктивних датчиків.
Крок 6. Завершення конвеєрної стрічки:
Після цього потрібно додати стартову точку і кінцеву точку конвеєрної стрічки. Також інтегровано вихід селектора. Він працює із пневматичними перемикачами.
Крок 7.
Пневматичні перемикачі зупиняють та пропускають палет. У початковій точці є індуктивний датчик наближення, щоб переконатися, що палет налаштований перед початком складання. Потім комутатор звільняє палет, який проходить повз другий датчик на близькій відстані. Це дає сигнал головний процесор, який обробляє сигнали датчика, звані " живі " . Відстань вимірюється звідси. Є й інша пробка та датчик на кінці лінії. (Існує можливість поставити більше палет на конвеєрі в один і той же час, але цим необхідна безпека зупинки, перш ніж дати палету спосіб вибору.)
"Електрична частина" робочої станції знаходиться тільки в попередній версії: вона повинна бути вмонтована в електричну кабіну. (Питання лише у грошах.)
Крок 8. Програмування робота:
Основні команди для коду збирання:
- M_Out (N) = 1: увімкнення або вимкнення виходів (наприклад, пневматичних перемикачів або двигунів)
- Wait M_In(n) = 1: зачекайте наростаючий сигнал (наприклад, сигнали індуктивних датчиків)
- m1 = M_Enc (1): при запуску функції відстеження він дає миттєве значення кодера до m1 цілого.
- Trk On,pfog,m1: увімкнення функції відстеження рухів робота.
- Trk Off: вимкнення функції відстеження та повернення до "нормальної" системи координат робота.
Servo On "Robot szervo bekapcsolása
Ovrd 70 "70%-os sebesség
Mov phome2 "a darab várakozási posicióba allljon
"Futószalag összeszerelő ág nullázása (mert a frekvenciavaltó felfutó es lefutó élre is reagál).
M_Out(5)=0 "összeszerelő ág hátramenet nullázása
M_Out(6)=0 "összeszerelő ág előremenet nullázása
M_Out(8)=0 "visszavezető ág előremenet nullázása
M_Out(9)=0 "visszavezető ág hátramenet nullázása
"
"Vizsgálat kezdés előtt: ha paletta nincs a kiindulási ponton, oda kell vinni.
If M_In(4)=0 Then GoSub *visszavezet"
*visszavezet
If M_In(4)=1 Then GoTo *indit "mivel ez rekurzív programrész, ha mar ott a paletta, kilépünk
M_Out(6)=1 "összeszerelő futószalag ág előre megy egy kicsit
M_Out(2)=1 "váltó külső állásba tesz
M_Out(2)=0 "valtó nyomás visszavesz
Dly 7 "eddigre biztos a végére er a paletta az összeszerelő ágnak
M_Out(1)=1 "váltó belső állásba tesz
M_Out(1)=0 "leveszi a valtóról a nyomást
M_Out(6)=0 "összeszerelő futószalag ág leállítása
Dly 0.5
M_Out(9)=1 "visszavezető ág futószalag beindul visszafelé
M_Out(5)=1 "összeszerelő ág hátramenetbe kapcsol
Wait M_In(4)=1 "addig vár, amíg az első induktiv nem érzékel
M_Out(8)=0 "visszavezető futószalag leáll
Dly 1 "a paletta már a kiindulási pontban van
M_Out(5)=0 "összeszerelő ág hátra leáll
If M_In(4)=1 Then GoTo *indit
Return
*indit
M_Out(6)=1 "összeszerelő ág előremenetben indítása
M_Out(4)=1 "1. szelep behúz
M_Out(2)=1 "váltó külső állás
M_Out(2)=0 "valtóról leveszi a nyomást
Wait M_In(6)=1 "indítást érzékelő induktiv bejelez
m1=M_Enc(1) "ekkor felvesszük az enkóder pozícióját (szinkronizálás)
"*var
"abban az esetben szükséges csak, ha az indító érzékelő a robot munkaterén kívül van
"PC=TrWcur(1,pjel,m1)"
"If PosCq(PC)<>1 Then GoTo *var "beert-e a munkatérbe?"
"If PC.Y>350 Then GoTo * var "beert-e a szerelési távolságba? (350mm)
"If PC.Y<0 Then GoTo *var "probléma esetén már túlment volna "a szerelési távolságon
Trk On,pjel,m1 "tracking indítása
"pjel: fixen beállítandó érték, a robot koordinátarendszerében az induktiv "bejelzésekor a munkadarab pozíciója
"m1: az enkóder pozíciója, amikor a munkadarab elérte az induktívot
"innentől egy mozgó koordináta rendszerben leszünk, amelynek középpontja a munkadarab
Mov phenger,10" felvesszük az első darabot
Mvs phenger
Dly 0.25
Hclose 1
Dly 0.25
Mvs phenger, 10
Mov pkp,50
Mvs pkp
Dly 0.25
HOpen 1" leraktuk a hengert
Dly 0.25
Mov pkp, 50
Mov pdugattyu, 10 "dugattyúért megy
Mvs pdugattyu
Dly 0.25
Hclose 1 "felvettük a dugattyút
Dly 0.25
Mvs pdugattyu, 10
Mov pkp, 50
Mvs pkp
Dly 0.25
HOpen 1" leraktuk a dugattyút
Dly 0.25
Mov pkp, 50
Mov prugo, 10" rugoért megy
Mvs prugo
Dly 0.25
Hclose 1 "felvettük a rugót
Dly 0.25
Mvs prugo, 10
Mov pkp, 50
Mvs pkp
Dly 0.25
HOpen 1" leraktuk a rugót
Dly 0.25
Mov pkp, 50
Trk Off
Wait M_In(7)=1 "addig var, amíg az harmadik(összeszerelő ág vége) induktiv nem érzékel
M_Out(4)=0 "1. szelep kienged
M_Out(0)=1 "2. szelep (összeszerelő végpont) behúz
Wait M_In(7)=0 "addig var, amíg az harmadik(összeszerelő ág vége)
Dly 1
M_Out(6)=0 "összeszerelő ág futószalag előre leállít
M_Out(1)=1 "váltó belső állás
M_Out(1)=0 "váltó belső állást kell nullázni
M_Out(0)=0 "2. szelep (összeszerelő végpont) kienged
M_Out(5)=1 "összeszerelő futószalag hátra indul
M_Out(9)=1 "visszavezető futószalag előre indul
Wait M_In(6)=1 "addig vár, amíg az visszavezető induktiv nem érzékel (de nem történik semmi)
Wait M_In(4)=1 "addig vár, amíg az összeszerelő induktiv nem érzékel (vissza nem ért a darab)
M_Out(5)=0 "összeszerelő futószalag hátra leáll
M_Out(9)=0 "visszavezető ág futószalag leáll
Mov phome2
Servo Off
Hlt
"
"kimenetek és bemenetek listája
"szelepek
"M_Out(0)=1 "2. szelep (összeszerelő végpont) behúz
"M_Out(0)=0 "vegpont szelep kienged
"M_Out(1)=1 "valtó belső állásra vált
"M_Out(1)=0 "váltó belső állás nyomás levesz
"M_Out(2)=1 "váltó külső állásra állít
"M_Out(2)=0 "itt nem kell nyomást levenni
"M_Out(3)=1 "3.szelep (visszavezető ág) behúz
"M_Out(3)=0"3. szelep kienged
"M_Out(4)=1 "1. szelep behúz
"M_Out(4)=0 "1. szelep kienged
"
"Futószalag ágak nullázása (mindig kell, mert mindig a korábbi érték ellentétjére indul vagy alll meg).
"M_Out(5)=0 "futószalag leáll nullázással kezdünk
"M_Out(6)=0 "futószalag leáll nullázással kezdünk
"M_Out(8)=0 "másik futószalag előre leáll
"M_Out(9)=0 "másik futószalag előre leáll
"
"M_Out(5)=1 "összeszerelő ág futószalag hátra indul
"M_Out(5)=0 "összeszerelő ág futószalag leáll
"M_Out(6)=1 ""összeszerelő ág futószalag előre indul
"M_Out(6)=0 ""összeszerelő ág futószalag előre leáll
"M_Out(8)=1 "visszavezető ág futószalag hátra indul
"M_Out(8)=0 " visszavezető ág futószalag hátra leáll
"M_Out(9)=1 " visszavezető ág futószalag előre indul
"M_Out(9)=0 " visszavezető ág futószalag előre leáll
"
"induktívok
"Wait M_In(4)=1 "addig vár, amíg az első induktiv nem érzékel
"Wait M_In(5)=1 "addig vár, amíg az indító induktiv nem érzékel
"Wait M_In(6)=1" addig vár, amíg az visszavezető induktiv nem érzékel
"Wait M_In(7)=1 "addig vár, amíg az harmadik(összeszerelő ág vége) induktiv nem érzékel
Привіт!
Розповідаємо про лінійку колаборативних роботів-маніпуляторів Universal Robots.
Компанія Юніверсал-робот родом з Данії, займається випуском колаборативних роботів-маніпуляторів для автоматизації циклічних виробничих процесів. У цій статті наведемо їх основні технічні характеристики та розглянемо сфери застосування.
Що це таке?
Продукція компанії представлена лінійкою з трьох полегшених промислових маніпуляційних пристроїв із розімкненим кінематичним ланцюгом:
UR3, UR5, UR10.
Всі моделі мають 6 ступенів рухливості: 3 переносні та 3 орієнтуючі. Пристрої від Юніверсал-роботс роблять лише кутові переміщення.
Роботи-маніпулятори розділені на класи, залежно від максимально допустимого корисного навантаження. Іншими відмінностями є - радіус робочої зони, вага та діаметр основи.
Усі маніпулятори UR оснащені датчиками абсолютного положення високої точності, які спрощують інтеграцію із зовнішніми пристроями та обладнанням. Завдяки компактному виконанню, маніпулятори UR не займають багато місця і можуть встановлюватись у робочих секціях або на виробничих лініях, де не розміщуються звичайні роботи. Характеристики:
Чим цікавіПростота програмування
Спеціально розроблена та запатентована технологія програмування дозволяє операторам, які не володіють спеціальними навичками, швидко виконати налаштування роботів-маніпуляторів UR та керувати ними за допомогою інтуїтивної технології 3D-візуалізації. Програмування відбувається шляхом серії простих пересувань робочого органу маніпулятора в необхідні положення або натисканням стрілок у спеціальній програмі на планшеті.UR3: UR5: UR10: Швидке налаштування
Оператору, який виконує первинний запуск обладнання, знадобиться менше години для розпакування, монтажу та програмування першої простої операції. UR3: UR5: UR10: Колаборативність та безпека
Маніпулятори UR здатні замінити операторів, які виконують рутинні завдання у небезпечних та забруднених умовах. У системі управління ведеться облік зовнішніх впливів, що надаються на робот-маніпулятор в процесі роботи. Завдяки цьому маніпуляційні системи UR можна експлуатувати без захисних огорож, поряд з робочими місцями персоналу. Системи безпеки роботів схвалені та сертифіковані TÜV – Спілкою працівників технічного нагляду Німеччини.
UR3: UR5: UR10: Різноманітність робочих органів
Наприкінці промислових маніпуляторів UR передбачено стандартизоване кріплення для встановлення спеціальних робочих органів. Між робочим органом та кінцевою ланкою маніпулятора можна встановити додаткові модулі силомоментних сенсорів або камер. Можливості застосування
З промисловими роботами-маніпуляторами UR відкриваються можливості автоматизації практично всіх циклічних рутинних процесів. Пристрої компанії Юніверсал-роботс відмінно зарекомендували себе в різних сферах застосування.
Перекладка
Встановлення маніпуляторів UR на ділянках перекладки та пакування дозволяє збільшити точність та зменшити усадку. Більшість операцій з перекладки може здійснюватись без нагляду. Полірування, буферування, шліфування
Вбудована система датчиків дозволяє контролювати точність і рівномірність зусилля на криволінійних і нерівних поверхнях.
Лиття під тиском
Висока точність рухів, що повторюються, дозволяє застосовувати роботи UR для завдань переробки полімерів та інжекційного лиття.
Обслуговування верстатів з ЧПУ
Клас захисту оболонки забезпечує можливість встановлення маніпуляційних систем для спільної роботи із верстатами ЧПУ. Упаковка та штабелювання
Традиційні технології автоматизації відрізняються громіздкістю та дорожнечею. Роботи UR, що легко настроюються, здатні працювати без захисних екранів поруч із співробітниками або без них 24 години на добу, забезпечую високу точність і продуктивність. Контроль якості
Роботизований маніпулятор з відеокамерами придатний для проведення тривимірних вимірювань, що є додатковою гарантією якості продукції. Складання
Простий пристрій кріплення робочого органу дозволяє оснащувати роботи UR відповідними допоміжними механізмами, необхідними для збирання деталей з дерева, пластику, металу та інших матеріалів. Згвинчування
Система управління дозволяє контролювати момент, що розвивається в уникненні надмірної затяжки і забезпечення необхідного натягу. Склеювання та зварювання
Висока точність позиціонування робочого органу дозволяє скоротити кількість відходів під час операцій склеювання чи нанесення речовин.
Промислові роботи-маніпулятори UR можуть виконувати різні типи зварювання: дугову, точкову, ультразвукову та плазмову. Разом:
Промислові маніпулятори від Юніверсал-роботс компактні, легкі, прості в освоєнні та обігу. Роботи UR – гнучке рішення для кола завдань. Маніпулятори можна запрограмувати на будь-які дії властиві рухам людської руки, а обертальні рухи їм вдаються набагато краще. Маніпуляторам не властиві втома і страх отримати травму, не потрібні перерви та вихідні.
Рішення від Юніверсал-роботс дозволяють автоматизувати будь-який рутинний процес, що збільшує швидкість та якість виробництва.
Обговоріть автоматизацію ваших виробничих процесів за допомогою маніпуляторів Юніверсал-роботс з офіційним дилером.
