Автоматическая паяльная роботизированная рука: 7 шагов (с изображениями)

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

В этом руководстве показано, как паять электронные детали на печатной плате с помощью роботизированной руки

Идея этого проекта пришла мне в голову случайно, когда я искал различные возможности роботизированного манипулятора, затем я обнаружил, что есть несколько, которые охватывают эту область использования (роботизированный манипулятор для автоматической сварки и пайки).

На самом деле у меня и раньше был опыт создания подобных проектов, но на этот раз проект оказался очень полезным и эффективным.

Прежде чем выбрать его форму, я просмотрел множество приложений и других проектов, особенно в отрасли. Проекты с открытым исходным кодом очень помогли мне найти правильную и подходящую форму.

Это из-за науки, стоящей за визуальным питанием нашего мозга.

Шаг 1. Дизайн

Сначала я увидел множество профессиональных проектов, которые не удалось реализовать из-за их сложности.

Затем я решил создать свой собственный продукт, вдохновленный другими проектами, поэтому я использовал Google Sketch up 2017 pro. каждая часть была разработана для сборки рядом друг с другом в определенном порядке, как показано на следующем рисунке.

И перед его сборкой мне нужно было протестировать детали и выбрать подходящий паяльник, это произошло путем рисования виртуального проекта отделки в качестве руководства для меня.

Эти рисунки показывают фактическую окончательную форму в натуральную величину и правильные размеры каждой детали для выбора правильного паяльника.

Шаг 2: электронные детали

1. шаговый двигатель 28BYJ-48 с модулем драйвера ULN2003

2. Arduino Uno R3

3. Микро-металлический серводвигатель MG-90S

4. МОДУЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ЖКИ 1602 I2C

5. макетная плата

6. провода перемычки

7. пошаговый модуль

8. Металлическая шестерня микро-серводвигателя.

Шаг 3: Эксплуатация и установка

В процессе работы я столкнулся с некоторыми препятствиями, о которых нужно сообщить.

1. Рычаги были слишком тяжелыми, чтобы их могли удерживать маленькие шаговые двигатели, и мы исправили это в следующей версии или в лазерной печати.

2. Поскольку модель была сделана из пластика, трение вращающегося основания было высоким, а движения не были плавными.

Первым решением было купить шаговый двигатель большего размера, способный выдерживать вес и трение, и мы перепроектировали основание, чтобы оно соответствовало более крупному шаговому двигателю.

На самом деле проблема не исчезла, и более крупный двигатель не решил ее, потому что трение между двумя пластиковыми поверхностями рядом с котлом невозможно отрегулировать на процент. Максимальное положение вращения - это не максимальный ток, который может обеспечить драйвер. Вы должны использовать методику, указанную производителем, когда вы измеряете напряжение, поворачивая горшок.

Затем я решил полностью изменить базовую конструкцию и поставить серводвигатель с металлической шестерней вместо шестеренчатого механизма.

3. напряжение

Плата Arduino может получать питание либо от разъема питания постоянного тока (7 - 12 В), либо от разъема USB (5 В), либо от контакта VIN платы (7 - 12 В). Подача напряжения через контакты 5 В или 3,3 В в обход регулятора, и мы решили купить специальный USB-кабель, который поддерживает 5 В от ПК или любого источника питания.

Итак, шаговые двигатели и другие компоненты работают должным образом только с 5 вольт, и чтобы защитить детали от любых проблем, мы исправляем понижающий модуль.

Понижающий модуль - это понижающий преобразователь (понижающий преобразователь) - это преобразователь постоянного тока в постоянный, который понижает напряжение (при повышении тока) от входа (питания) до выхода (нагрузки), а также сохраняет стабильность. или напряжение.

Шаг 4: Модификации

После некоторых модификаций мы изменили дизайн модели, уменьшив размер рычагов и сделав подходящее отверстие для шестерни серводвигателя, как показано.

И во время тестирования серводвигатель смог правильно повернуть груз на 180 градусов, потому что его высокий крутящий момент означает, что механизм способен выдерживать более тяжелые нагрузки. Сколько крутящего усилия может выдать сервомеханизм, зависит от конструктивных факторов - напряжения питания, скорости вала и т. Д.

Также было приятно использовать I2c, потому что он использует только два контакта, и вы можете подключить несколько устройств i2c к одним и тем же двум контактам. Так, например, у вас может быть до 8 рюкзаков с ЖК-дисплеями + ЖК-дисплеи на двух контактах! Плохая новость в том, что вам нужно использовать «аппаратный» вывод i2c.

Шаг 5: Держатель или захват для паяльника

Захват

был закреплен с помощью серводвигателя с металлической шестерней, который выдерживал вес паяльника.

серво. аттач (9, 1000, 2000);

servo.write (ограничение (угол, 10, 160));

Сначала у нас было препятствие в виде тряски и вибрации мотора, пока мы не нашли хитрый код, который ограничивает ангелов.

Потому что не все сервоприводы могут вращаться на 180 градусов. Многие этого не делают.

Итак, мы написали тест, чтобы определить, где находятся механические ограничения. Используйте servo.write Microseconds вместо servo.write. Мне это нравится больше, потому что он позволяет вам использовать 1000–2000 в качестве базового диапазона. И многие сервоприводы будут поддерживать за пределами этого диапазона, от 600 до 2400.

Итак, мы попробовали разные значения и посмотрим, откуда у вас появятся слухи, говорящие о том, что вы достигли предела. Только тогда оставайтесь в этих пределах, когда пишете. Вы можете установить эти ограничения, когда используете servo.attach (pin, min, max)

Найдите истинный диапазон движения и убедитесь, что код не пытается протолкнуть его за конечные упоры, для этого полезна функция Arduino constrain ().

А вот по ссылке можно купить USB-паяльник:

Mini 5V DC 8W USB Power Паяльная ручка + подставка для сенсорного переключателя

Шаг 6: кодирование

Arduino с использованием библиотек

окружение может быть расширено за счет использования библиотек, как и большинство платформ программирования. Библиотеки предоставляют дополнительные функции для использования в эскизах, например работа с оборудованием или манипулирование данными. Чтобы использовать библиотеку в эскизе.

#include AccelStepper.h

#include MultiStepper.h #include Servo.h #include Wire.h #include LiquidCrystal_I2C.h