DIY робот колу 6 огу (Stepper Motors менен): 9 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бир жылдан ашык изилдөөлөрдөн, прототиптерден жана ар кандай ийгиликсиздиктерден кийин, темир / алюминий роботун 6 тепкичтүү моторлор көзөмөлдөгөн эркиндик менен курууга жетиштим.

Эң татаал бөлүгү дизайн болчу, анткени мен 3 негизги максатка жетүүнү кааладым:

• Төмөн ишке ашыруу наркы
• Кичинекей жабдуулар менен да оңой чогултуу
• Кыймылдаганда жакшы тактык

Мен 3D моделин Rhino менен бир нече жолу иштеп чыктым (менин оюмча) 3 талапка жооп берген жакшы компромисске чейин.

Мен инженер эмесмин жана бул долбоорго чейин менин робототехникада эч кандай тажрыйбам жок болчу, андыктан менден тажрыйбалуу адам жасаган иштеримде дизайндагы кемчиликтерди таба алмак, бирок мен дагы деле жетишкен акыркы натыйжама канааттандым деп айта алам.

Жабдуулар

Көбүрөөк маалымат алуу үчүн менин жеке блогума баш багыңыз

1 -кадам: CAD Дизайн

Акыркы моделге келгенге чейин мен ар кандай берүү системалары бар 8ден кем эмес прототипти иштеп чыктым, бирок эч бири жогоруда сүрөттөлгөн 3 талапты канааттандыра алган жок.

Жасалган бардык прототиптердин механикалык чечимдерин чогултуу (жана ошондой эле кээ бир компромисстерди кабыл алуу) акыркы модель чыкты. Мен CADнын алдында өткөргөн сааттарымды эсептеген жокмун, бирок алар чындыгында көп экенине ишендире алам.

Дизайн стадиясында эстен чыгарбоо керек болгон нерсе, роботтун билегинин учуна кошулган бир грамм да, мотордун моментинин каршылыгынын эсебинен көбөйтүлөт, демек, көбүрөөк салмак кошулат жана моторлор ошончолук көп болот. аракетке туруштук берүү үчүн эсептелиши керек.

Моторлорго стресске туруштук берүүгө "жардам берүү" үчүн мен 250N жана 150N газ поршендерин колдондум.

Мен роботту лазер менен кесилген темир плиталар (C40) жана калыңдыгы 2, 3, 5, 10 мм болгон роботту түзүү менен азайтууну ойлодум; лазердик кесүү 3D металл фрезерлөөгө караганда алда канча арзан.

Ар бир жеке компонентти иштеп чыккандан кийин.dxf форматында кесимдердин формаларын жасап, аларды кесүү борборуна жөнөттүм. Калган бардык тетиктерди токардык станокто өзүм жасадым.

2 -кадам: Даярдоо жана жыйноо

Акыры колумду кирдете турган убак келди (мен муну эң жакшы кылам) …

Курулуш фазасы кесимдерди даярдоо, тешиктерди, муундарды, жиптерди жана түйүндөрдү колго берүү үчүн көп сааттык жумуштарды алып кетти. Ар бир компонентти бир нече жумушчу шаймандар менен иштөө үчүн долбоорлоо фактысы мени чоң сюрприздерге же механикалык көйгөйлөргө алып келбеди.

Эң башкысы - ишти бүтүрүүгө шашпоо, тескерисинче кылдат болуу жана бул этапта импровизациялоо жакшы натыйжаларга алып келбейт.

Подшипник орундарын ишке ашыруу өтө маанилүү, анткени ар бир муун аларга таянат, ал тургай бир нече пайыздын кичинекей ойнолушу долбоордун ийгилигине доо кетириши мүмкүн.

Мен тешиктерди кайра жасоого туура келди, анткени токардык станок менен подшипник тешигинен 5 центке кичирээк алып салдым жана аны орнотууга аракет кылганымда оюн абдан айкын көрүндү.

Бардык бөлүктөрдү даярдоо үчүн мен колдонгон куралдар:

• бургулоочу пресс
• тегирмен / дремель
• жаргылчак
• кол файл
• токардык станок
• Англисче баскычтар

Мен ар кимдин үйүндө токардык станок боло албасын түшүнөм жана бул учурда кесимдерди атайын борборго тапшыруу керек болот.

Мен кесимдерди кол менен өркүндөтүү үчүн бир аз көбүрөөк муундар менен лазер менен кесип алууну ойлоп тапкам, анткени лазер канчалык так болсо да, конустук кесүүнү пайда кылат жана аны эске алуу зарыл.

Бөлүктөрдүн ортосунда абдан так байланышты түзүү үчүн, мен жасаган ар бир муун менен файл менен иштөө.

Жада калса подшипниктердеги тешиктерди мен кичирейтип, анан аларды колум менен дремел жана чыдамкайлык менен (бирок чындап эле көп) ороп койгом.

Мен бургулоочу прессте кол менен жасаган бардык жиптер, анткени прибор менен кесимдин ортосундагы максималдуу перпендикулярдык алынат. Ар бир бөлүктү даярдагандан кийин, көптөн күткөн чындыктын учуру келди, бүт роботтун чогултулушу. Мен ар бир бөлүк туура толеранттуулук менен экинчисине дал келгенин көрүп таң калдым.

Азыр роботтун баары чогулду

Башка эч нерсе кылардан мурун, мен кыймылдаткычтардын туура иштелип чыкканына ынануу үчүн кыймылдын кээ бир сыноолорун өткөрүүнү туура көрдүм, эгерде мен кыймылдаткычтар менен, айрыкча алардын моменти менен кандайдыр бир көйгөйдү тапсам, долбоордун жакшы бөлүгүн кайра жасоого аргасыз болом.

Ошентип, 6 кыймылдаткычты орноткондон кийин, мен оор роботту биринчи сыноолорго тапшыруу үчүн чердак лабораторияма алып бардым.

3 -кадам: Биринчи кыймыл тесттери

Роботтун механикалык бөлүгүн бүтүргөндөн кийин, мен тез эле электрониканы чогултуп, 6 мотордун кабелин гана туташтырдым. Тесттин жыйынтыгы абдан оң болду, муундар жакшы жылат жана алдын ала түзүлгөн бурчтарда, мен оңой чечилген бир-эки көйгөйдү таптым.

Биринчи көйгөй биргелешкен номерге байланыштуу. 3 бул максималдуу узартууда курду өтө эле ашыкча жүктөп, кээде кадамдардын жоголушуна алып келген. Бул көйгөйдү чечүү мени кийинки кадамда көрө турган ар кандай аргументтерге алып келди.

Экинчи көйгөй биргелешкен №. 4, курдун бурулушун чечүү өтө ишенимдүү болгон эмес жана көйгөйлөрдү жараткан. Ошол эле учурда роботтун темир бөлүктөрү даттын кичинекей чекитин чыгара баштады, ошондуктан көйгөйлөрдү чечүү мүмкүнчүлүгү менен мен аны боёо мүмкүнчүлүгүн алдым.

4 -кадам: Сүрөт жана кайра монтаждоо

Мага сүрөт тартуу фазасы жакпайт, бирок бул учурда мен аны аткарууга милдеттүүмүн, анткени мен аны азыраак жакшы көрөм.

Үтүктүн үстүнө мен биринчи кезекте кызыл флюо боегунун фону катары кызмат кылган праймерди койдум.

5 -кадам: Мүчүлүштүктөрдү оңдоо N.1

Тесттин жыйынтыгынан кийин мен роботтун тактыгын жакшыртуу үчүн кээ бир өзгөртүүлөрдү киргизүүгө туура келди. Биринчи өзгөртүү өзгөчө # 3 муунуна тиешелүү, айрыкча ал эң жагымсыз абалда болгондо, курдун ашыкча тартылуусуна алып келген жана мотор дайыма астында болгон. стресс Чечим айлануу багытына карама -каршы күч колдонуу менен жардам берүү болчу.

Мен дагы түнү бою баарын кайра кылбай эле, эң жакшы чечим эмне болорун ойлонуп жаттым. Башында мен чоң буралуу булагын колдонууну ойлодум, бирок интернеттен издегенде канааттандырарлык эч нерсе таппадым, ошондуктан газ поршенин тандадым (мен буга чейин №2 бириктирүү үчүн ойлонуп койгом), бирок мен аны кайда коюуну чечишим керек болчу, анткени мен жетиштүү орун жок болчу

Эстетикадан бир аз баш тартып, поршеньди коюуга эң жакшы жер капталда деп чечтим.

Мен поршендин керектүү кубаттуулугу боюнча эсептөөлөрдү күчтү колдоно турган жерин эске алуу менен жасадым, андан кийин ebayге узундугу 340 мм болгон 150 Н поршеньге буйрук бердим, андан кийин аны оңдоого жөндөмдүү жаңы тирөөчтөрдү иштеп чыктым.

6 -кадам: Мүчүлүштүктөрдү оңдоо N.2

Экинчи өзгөртүү биргелешкен номерге тиешелүү. 4 Бул жерде мен башында буралган кур менен берүүнү пландаштыргам, бирок боштуктар кыскарганын жана кур үмүттөнгөндөй иштебегенин түшүндүм.

Мен моторду параллелдүү багытта кабыл алуу үчүн ийиндерди иштеп чыгуу менен бүт муундарды толугу менен кайра жасоону чечтим. Бул жаңы модификация менен азыр кур туура иштейт жана аны чыңдоо дагы оңой, анткени мен курду оңой чыңалуучу негизги системаны иштеп чыккам.

7 -кадам: Электроника

Кыймылдаткычты башкаруу электроникасы классикалык 3 огунун CNC үчүн колдонулган менен бирдей, дагы 3 айдоочу жана дагы 3 мотор бар. Бардык окторду башкаруу логикасы колдонмо менен эсептелет, электрониканын жалгыз милдети бар муундар каалаган абалга жетпеши үчүн моторлор канча градуска айлануусу керек экендиги жөнүндө көрсөтмөлөрдү алуу.

Электрониканы түзгөн бөлүктөр:

• Arduino Mega
• п. 6 айдоочу DM542T
• п. 4 Relè
• п. 1 24В электр менен камсыздоо
• п. 2 электромагниттик клапандар (пневматикалык кыскыч үчүн)

Ардуиного мен моторлордун ылдамдатуу, жайлоо, ылдамдык, кадамдар жана максималдуу чектер сыяктуу кыймылдарын башкаруу менен алектенген жана сериялык (USB) аркылуу аткарыла турган буйруктарды алуу үчүн программаланган эскизди жүктөдүм.

Бир нече миң еврого чейин чыгуучу профессионалдуу кыймыл контроллерлерине салыштырмалуу, Arduino өзүнүн кичинекей жолунда өзүн коргой алат, ал өтө татаал операцияларды башкара албайт, мисалы, көп жип пайдалуу, айрыкча бир эле учурда бир нече кыймылдаткычты башкарууга туура келет..

8 -кадам: Программалык камсыздоону карап чыгуу

Ар бир роботтун өзүнүн формасы жана кыймылдын ар кандай бурчтары бар жана алардын ар бири үчүн кинематика ар башка. Сыноолорду жүргүзүү үчүн, мен Крис Анниндин программасын колдонуп жатам (www.anninrobotics.com), бирок анын роботу үчүн жазылган математика иш жүзүндө мен жете албаган кээ бир жерлерге туура келбейт анткени алар бурчтардын эсептөөлөрү толук эмес.

Эннин программасы азыр эксперимент үчүн жакшы, бирок мен роботтун физикасына 100% туура келген өз программамды жазууну ойлонушум керек. Мен буга чейин Blenderди колдонуп, кыймылдын контролерунун Python бөлүгүн жаза баштагам жана бул жакшы чечим сыяктуу көрүнөт, бирок иштеп чыгуунун кээ бир аспектилери бар, бирок бул комбинацияны (Blender + Ptyhon) ишке ашыруу абдан оңой, айрыкча оңой алдыңызда роботсуз кыймылдарды пландаштыруу жана симуляциялоо.

9 -кадам: Пневматикалык кыскыч

Роботко объекттерди алып баруу үчүн мен аны пневматикалык кыскыч менен жабдыдым.

Жеке мен серво менен кычкачтарды жактырбайм, алар мөөргө анча ишене беришпейт, андыктан басымды жөнгө салуучу пневматикалык кыпчуур бардык керектөөлөрдү канааттандырат деп ойлогом.

Квадрат алюминий профилдери менен мен кичинекей нерселерди да, чоң нерселерди да алуу үчүн кыскычты өзгөрттүм.

Кийинчерээк, мен убакыт тапкандан кийин, мен аны жүктөп алуу үчүн долбоор тууралуу бардык маалыматты чогултам.

Бул көрсөтмө сизге жакты деп ишенем.