Robot SCARA: Tìm hiểu về Foward và Chuyển động học nghịch đảo !!! (Plot Twist Tìm hiểu cách tạo giao diện thời gian thực trong ARDUINO bằng PROCESSING !!!!): 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Robot SCARA là một loại máy rất phổ biến trong thế giới công nghiệp. Tên này là viết tắt của cả Cánh tay robot lắp ráp tuân thủ có chọn lọc hoặc Cánh tay robot có khớp nối tuân thủ có chọn lọc. Về cơ bản, nó là một robot ba bậc tự do, là hai chuyển động quay đầu tiên trong mặt phẳng XY và chuyển động cuối cùng được thực hiện bởi một thanh trượt ở trục Z ở cuối cánh tay. Hai bậc tự do đã được lên kế hoạch để cung cấp độ chính xác hơn; tuy nhiên, do chất lượng của các servo có sẵn để chúng ta sử dụng, cánh tay được chế tạo không có nhiều tính di động như người ta mong đợi vì hai bậc tự do của nó. Tuy nhiên, nó rất khó để xây dựng. Vì cánh tay cần ba bộ truyền động, chúng tôi có ba kênh. Thay vì lập trình với giao diện Arduino thông thường, chúng tôi quyết định sử dụng Xử lý, một phần mềm rất giống với Arduino.

Quân nhu

Hóa đơn vật liệu: Để xây dựng nguyên mẫu, một số vật liệu đã được sử dụng, trong danh sách sau có đề cập đến tất cả các vật liệu đó:

• 3 Động cơ Servo MG 996R
• 1 Arduino Uno
• MDF (độ dày 3 mm)
• Cấu hình vành đai thời gian GT2 (bước răng 6 mm)
• Epoxy
• Các loại hạt và bu lông
• 3 vòng bi

Bước 1: Nguyên mẫu

Bước đầu tiên là tạo mô hình trong Phần mềm CAD trong trường hợp này Solid works là một phần mềm khá tốt cho nó, tùy chọn khác có thể là Fusion 360 hoặc phần mềm CAD khác mà bạn ưa thích. Các hình ảnh đính kèm trong Bước 1 là nguyên mẫu đầu tiên do một số lỗi khác nhau, chúng tôi phải sửa đổi và chúng tôi kết thúc với Trình diễn mô hình trong video và phần giới thiệu.

Laser Cut được sử dụng để tạo mẫu thử nghiệm, tôi không có bất kỳ video nào về quy trình sản xuất nhưng tôi có các tệp mà tôi đã sử dụng. Phần quan trọng phải có của dự án này là Mã hóa giao diện để bạn có thể tạo mô hình của riêng mình và sử dụng mã của chúng tôi vào Robot SCARA của riêng bạn

Bước 2: Động cơ Conections

Các thiết bị điện tử đơn giản như ngũ cốc nấu ăn. Chỉ cần kết nối mọi thứ như hiển thị trên hình (Trong mã chính, tín hiệu gửi đến Servos đến từ các chân (11, 10 và 11))

Bước 3: Chuyển động học Undestand Foward và Inverts

Chuyển tiếp động học

Cách thức hoạt động của mã cho các quỹ đạo như sau: Sau khi chọn chế độ này, bạn phải chọn một hình dạng để vẽ. Bạn có thể chọn giữa Đường thẳng, Hình tam giác, Hình vuông và Hình elip. Tùy thuộc vào lựa chọn, một biến được thay đổi, sau đó hoạt động như một đối số 'trường hợp' cho một loại lựa chọn được lập trình sau đó trong chuỗi. Nhờ tính linh hoạt của Xử lý, chúng ta có thể tương tác với giao diện bằng các lệnh được Windows và các hệ điều hành khác biết đến, cho phép gán vị trí của con trỏ (chuột) cho một biến trong chương trình, thông qua kết nối với Arduino ra lệnh cho các động cơ servo. những góc độ nào để lái xe theo trình tự.

Thuật toán vẽ có thể được giảm bớt trong mã giả: gán giá trị cho x1, y1 gán giá trị cho x2, y2 tính toán sự khác biệt giữa x1 và x2 tính toán sự khác biệt giữa y1 và y2 tính toán các điểm mà đường xuống sẽ đi qua (tam giác, hình vuông, hình tròn) (hình học được sử dụng với hai điểm này) nếu chuỗi hoàn chỉnh (botondibujar == true) trong trường hợp ghi, các biến được gửi đến động cơ servo được lưu trong một mảng gồm 60 đơn vị, bằng cách nhấn nút 'ghi' cho phép chúng tôi lưu dữ liệu thu được với bất kỳ chế độ nào (Thủ công, Chuyển tiếp, Đảo ngược, Quỹ đạo) và sau đó được sao chép khi bạn nhấn nút bắt đầu với một thay đổi đơn giản của biến.

Chuyển động học nghịch đảo

Bài toán động học nghịch đảo bao gồm việc tìm kiếm các yếu tố đầu vào cần thiết để rô bốt đạt được một điểm trên không gian làm việc của nó. Theo cơ chế, số lượng các giải pháp khả thi cho một vị trí mong muốn có thể là một số vô hạn. Robot chúng tôi đã chế tạo là một cơ cấu nối tiếp với hai bậc tự do. Sau khi phân tích hình học, hai giải pháp đã được tìm ra cho cơ chế đặc biệt này. Hình 13. Ví dụ về động học nghịch đảo Trong đó: θ1 và θ2 là các góc đầu vào của hai rô bốt cơ cấu nối tiếp DoF và X1 và X2 là vị trí trong mặt phẳng của dao trong cánh tay cuối cùng. Từ hình trên:

Nó cũng tồn tại và cấu hình elbow UP, nhưng với mục đích của chương trình đã được viết, nó chỉ được sử dụng cấu hình elbow DOWN. Khi các góc đầu vào được tìm thấy, thông tin đó sẽ chạy trên chương trình động học trực tiếp và vị trí mong muốn đạt được với sai số dưới 1 cm do các servo và dây curoa.

Bước 4: Thủ công, Quỹ đạo và Chế độ học tập

Thủ công

Đối với chế độ này, bạn chỉ cần di chuyển cần gạt trong giao diện và rô bốt sẽ đi theo con trỏ của giao diện, bạn có thể lập trình điều này trong lập trình đó là một plataform tuyệt vời

Quỹ đạo Đối với mô hình này, chúng tôi sử dụng các tài nguyên của chuyển động học nghịch đảo và tạo ra các hình theo yêu cầu của khách hàng đó là: Đường thẳng Hình vuông Hình tam giác Hình tròn Hình tròn có thể được vẽ trên giao diện với các hình dạng bạn muốn. Quỹ đạo sử dụng chế độ nghịch đảo để tính toán từng điểm trên các đường của mỗi hình trong số các hình để dễ dàng theo dõi các hình khi bạn nhấp vào phát sau khi bạn vẽ hình mà bạn đặt làm đầu vào trong giao diện

Chế độ học tập

Chế độ học tập xem xét tất cả các chế độ khác là hướng dẫn sử dụng, chuyển tiếp, đảo ngược và quỹ đạo, vì vậy bạn có thể thực hiện bất kỳ chuyển động nào bạn muốn vào giao diện và sau đó thay thế bằng chuyển động tương tự như trước nhưng chậm hơn khi nó tái tạo và cố gắng thực hiện nhiều hơn chính xác.

Bước 5: Mã

Thực ra mã này hơi khó giải thích nên tôi để lại mã để bạn có thể đọc. Nếu bạn có bất kỳ nghi ngờ nào về nó, bạn có thể hỏi trong phần bình luận và tôi sẽ giải thích cho bạn (Tôi sẽ cập nhật bước này với giải thích đầy đủ về mã hãy kiên nhẫn) trong thời điểm này, bạn có thể gửi email cho tôi nếu có bất kỳ nghi ngờ nào: [email protected]