Дельта-робот с открытым исходным кодом: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Вступление:

В этом уроке мы сделаем выбор и размещение машины, так как это наиболее распространенное использование дельта-робота в отрасли, помимо дельта-3D-принтеров. Этот проект потребовал у меня немного времени, чтобы довести его до совершенства и был очень сложным, он включает в себя:

• Механическая конструкция и проверка выполнимости
• Прототипирование и изготовление механической конструкции
• Электрическая проводка
• Разработка программного обеспечения и графического пользовательского интерфейса
• Внедрение компьютерного зрения для автоматизированного робота (еще нужна ваша помощь в этой части

Шаг 1: Механический дизайн:

Прежде чем я начал делать робота, я спроектировал его на Fusion 360, и вот его 3D-модель, планы и обзор:

fusion 3d модель дельта-робота, перейдя по этой ссылке, вы сможете скачать 3d модель дыры.

Таким образом лучше получить точные размеры из 3D-модели.

Также PDF-файлы планов доступны на странице моего проекта в блоге для скачивания по адресу

Выбор правильных размеров в соответствии с максимальным крутящим моментом моих шаговых двигателей был немного сложным. Я сначала попробовал nema 17, которого было недостаточно, поэтому я обновил nema 23 и сделал робот немного меньше после проверки расчетами в соответствии со стандартным крутящим моментом nema 23 в таблице данных, поэтому Я рекомендую, если вы собираетесь использовать другое измерение, сначала проверьте их.

Шаг 2: Сборка:

Файлы STL для 3D-печати доступны для загрузки на странице проекта моего веб-сайта

Начните с 3D-печати стержневого соединения и концевого эффектора. После этого используйте дерево или сталь для основания, я рекомендую его резку на ЧПУ для точности, а также вы должны для рук. Я сделал их из алюкобонда, материала, используемого для фасадов магазинов, он сделан из резины, зажатой между двумя тонкими алюминиевыми листами толщиной 3 мм.

Затем нам нужно поработать над L-образной сталью для крепления степперов, обрезать до 100 мм и просверлить отверстия для крепления степперов (подсказка: вы можете сделать отверстия шире, чтобы можно было натянуть ремень).

Затем стержни с резьбой Ø 6 мм для соединения предплечий должны быть отрезаны длиной 400 мм, затем нарезаны резьбой или приклеены горячим клеем к шаровому шарниру. Я использовал это приспособление, чтобы убедиться, что все они имеют одинаковую длину, поэтому критически важно, чтобы робот был параллелен.

Наконец, стержни диаметром 12 мм следует обрезать до длины примерно 130 мм, чтобы использовать их в качестве точки поворота робота, соединяющего шкив диаметром 50 мм.

Теперь, когда все детали готовы, вы можете приступить к сборке всего, что прямо, как показано на рисунках, имейте в виду, что вам нужна какая-то опора, такая как розовая, которую я использовал, чтобы все удерживать, лучше, чем то, что я делал в часть 2 видео = D.

Шаг 3: электрическая часть:

Для деталей электроники это больше похоже на подключение станка с ЧПУ, поскольку мы будем управлять роботом с помощью GRBL. (GRBL - это встроенный высокопроизводительный анализатор g-кода с открытым исходным кодом и фрезерный контроллер с ЧПУ, написанный на оптимизированном C, который будет работать на прямой Arduino

После подключения шаговых двигателей, драйверов и Arduino, теперь будет использоваться вывод D13 Arduino для активации реле 5 В, которое включает вакуум, я выбрал насос 12 В, чтобы оставаться включенным и включить всасывание с помощью пневматического клапана 2/3, как Один лежал у меня.

Я включил полную схему подключения электроники и настроил все мои шаговые драйверы на 1,5 А и разрешение 1/16 шага. Я поместил все в старый корпус ПК в качестве корпуса

Шаг 4: Программное обеспечение:

Главное, что нам нужно сделать, это настроить GRBL, загрузив / клонировав его из репозитория Github. Я использовал версию 0.9, но вы можете обновить ее до 1.1 (ссылка: https://github.com/grbl/grbl). Добавьте библиотеку в папку библиотек arduino и загрузите ее на свой arduino.

Теперь, когда GRBL находится на нашем Arduino, подключите его, откройте последовательный монитор и измените значения по умолчанию, как показано на рисунке, в соответствии с конфигурацией вашего робота:

Я использовал шкив 50 мм и 25 мм => 50/25 = уменьшение 1/2 и разрешение 1/16 ступени, поэтому угол 1 ° равен 18 ступеням / °.

Теперь робот готов получать команды gcode, как в файле demo.txt:

M3 & M4 ==> активировать / деактивировать вакуум

X10 ==> переместите шаговый двигатель X на 10 °

X10Y20Z-30.6 ==> переместите шаговый двигатель X на 10 °, Y на 20 ° и Z на -30,6 °

G4P2 ==> Подождите две секунды (задержка)

На этом этапе с любым отправителем gcode вы можете заставить его повторять предварительно настроенные задачи, такие как сбор и размещение.

Шаг 5: графический интерфейс и обработка изображений:

Чтобы иметь возможность следить за мной по этому поводу, вам нужно посмотреть мое видео, объясняющее графический интерфейс, просматривая фрагменты кода и интерфейс:

Графический интерфейс создан с помощью бесплатной версии сообщества Visual Studio 2017, я изменил код из https://forums.trossenrobotics.com/tutorials/introduction-129/delta-robot-kinematics-3276/ для расчета кинематики, чтобы определить его положение. Библиотека EmguCV для обработки изображений и простой математики для перемещения конечного эффектора в положение крышек бутылок, чтобы выбрать их и разместить в предопределенном положении.

Вы можете загрузить приложение Windows для тестирования с роботом из моего репозитория на github или всего исходного кода и помочь мне развить его, так как оно требует дополнительной работы и отладки. Посетите его и попытайтесь решить проблемы вместе со мной или поделитесь новыми идеями, порекомендуйте его людям, которые могут помочь. Я прошу вас внести свой вклад в код и поддержать меня любым возможным способом.

Теперь я благодарю вас за просмотр этого замечательного проекта и следите за новостями

Следуй за мной на: