این پروژه یک کار مدولار چند سطحی است. مرحله اول پروژه مونتاژ ماژول بازوی رباتیک است که به صورت کیت قطعات عرضه می شود. مرحله دوم کار مونتاژ رابط کامپیوتر IBM نیز از مجموعه ای از قطعات خواهد بود. در نهایت، مرحله سوم کار، ایجاد ماژول کنترل صوتی است.

بازوی ربات را می توان به صورت دستی با استفاده از کنترل دستی موجود در کیت کار کرد. بازوی ربات را می‌توان از طریق رابط رایانه شخصی IBM یا با استفاده از ماژول کنترل صوتی کنترل کرد. کیت رابط PC IBM به شما امکان می دهد تا از طریق یک کامپیوتر کاری IBM PC اعمال ربات را کنترل و برنامه ریزی کنید. دستگاه کنترل صدا به شما این امکان را می دهد تا با استفاده از دستورات صوتی، بازوی ربات را کنترل کنید.

همه این ماژول ها با هم یک دستگاه کاربردی را تشکیل می دهند که به شما امکان می دهد آزمایش ها را انجام دهید و دنباله های خودکار اقدامات را برنامه ریزی کنید یا حتی یک بازوی دستکاری کاملاً "سیمی" را "متحرک سازی" کنید.

رابط رایانه شخصی به شما امکان می دهد بازوی دستکاری کننده را برای زنجیره ای از اقدامات خودکار با استفاده از رایانه شخصی برنامه ریزی کنید یا آن را "احیا" کنید. همچنین گزینه ای وجود دارد که در آن می توانید دست را به صورت تعاملی با استفاده از کنترلر دست یا برنامه ویندوز 95/98 کنترل کنید. "انیمیشن" دست بخش "سرگرمی" از زنجیره اقدامات خودکار برنامه ریزی شده است. به عنوان مثال، اگر یک عروسک دستکش کودک را روی بازوی دستکاری قرار دهید و دستگاه را طوری برنامه ریزی کنید که نمایشی کوچک به نمایش بگذارد، عروسک الکترونیکی را طوری برنامه ریزی می کنید که زنده شود. برنامه نویسی اقدامات خودکار کاربرد گسترده ای در صنعت و صنعت سرگرمی پیدا می کند.

پرکاربردترین ربات در صنعت بازوی رباتیک است. بازوی ربات ابزاری بسیار انعطاف پذیر است، البته فقط به این دلیل که بخش انتهایی بازو می تواند ابزار مناسب مورد نیاز برای یک کار یا تولید خاص باشد. برای مثال می توان از بازوی جوشکاری مفصلی استفاده کرد جوش نقطه ای، از نازل اسپری می توان برای رنگ آمیزی قطعات و مجموعه های مختلف استفاده کرد و از گیره می توان برای بستن و نگه داشتن اجسام استفاده کرد.

بنابراین، همانطور که می بینیم، بازوی رباتیک بسیاری از عملکردهای مفید را انجام می دهد و می تواند به عنوان کار انجام شود ابزار کاملبرای مطالعه فرآیندهای مختلف با این حال، ساخت یک بازوی رباتیک از ابتدا یک چالش است. جمع کردن دست از جزئیات مجموعه تمام شده بسیار ساده تر است. OWI کیت های بازوی دستکاری نسبتاً خوبی را می فروشد که در بسیاری از توزیع کنندگان موجود است. لوازم برقی(لیست قطعات را در انتهای این فصل ببینید). با استفاده از رابط، می توانید بازوی دستکاری مونتاژ شده را به پورت چاپگر یک رایانه در حال کار متصل کنید. می‌توانید از سری رایانه‌های شخصی IBM یا دستگاه‌های سازگاری که از DOS یا Windows 95/98 پشتیبانی می‌کند به‌عنوان رایانه کاری خود استفاده کنید.

پس از اتصال به درگاه چاپگر رایانه، بازوی رباتیک را می توان به صورت تعاملی یا برنامه ای از رایانه کنترل کرد. کنترل دستی در حالت تعاملی بسیار ساده است. برای این کار کافیست روی یکی از کلیدهای تابع کلیک کنید تا دستوری برای انجام یک حرکت خاص به ربات ارسال شود. با فشردن کلید برای بار دوم فرمان خاتمه می یابد.

برنامه نویسی زنجیره ای از اقدامات خودکار نیز دشوار نیست. ابتدا بر روی دکمه Program کلیک کنید تا وارد حالت برنامه شوید. در این مد، عقربه دقیقاً همانطور که در بالا توضیح داده شد عمل می کند، اما علاوه بر این، هر تابع و زمان عمل آن در فایل اسکریپت ثابت می شود. یک فایل اسکریپت می تواند تا 99 عملکرد مختلف از جمله مکث داشته باشد. خود فایل اسکریپت 99 بار قابل پخش است. ضبط فایل های اسکریپت مختلف به شما این امکان را می دهد که با یک سری اقدامات خودکار کنترل شده توسط رایانه آزمایش کنید و دست را "احیای" کنید. کار با برنامه تحت ویندوز 95/98 با جزئیات بیشتر در زیر توضیح داده شده است. برنامه ویندوز در کیت رابط بازوی رباتیک گنجانده شده است یا می توان آن را به صورت رایگان از اینترنت http://www.imagesco.com دانلود کرد.

علاوه بر برنامه ویندوز، دست را می توان با استفاده از BASIC یا QBASIC کنترل کرد. برنامه سطح DOS روی فلاپی دیسک های همراه کیت رابط موجود است. با این حال، برنامه DOS فقط به کنترل تعاملی با استفاده از صفحه کلید اجازه می دهد (به پرینت برنامه BASIC در یکی از فلاپی دیسک ها مراجعه کنید). برنامه سطح DOS به شما اجازه ایجاد فایل های اسکریپت را نمی دهد. با این حال، اگر تجربه برنامه نویسی BASIC دارید، می توان توالی حرکات بازوی دستکاری کننده را به همان روشی که فایل اسکریپت استفاده شده در برنامه ویندوز برنامه ریزی کرد، برنامه ریزی کرد. دنباله حرکات را می توان تکرار کرد، همانطور که در بسیاری از روبات های "متحرک" انجام می شود.

بازوی رباتیک

بازوی دستکاری (شکل 15.1 را ببینید) دارای سه درجه آزادی حرکت است. مفصل آرنج می تواند به صورت عمودی به سمت بالا و پایین در یک قوس تقریباً 135 درجه حرکت کند. "مفصل" شانه، دستگیره را در یک قوس تقریباً 120 درجه به جلو و عقب حرکت می دهد. بازو را می توان بر روی پایه در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت با زاویه تقریباً 350 درجه چرخاند. گیره بازوی ربات می تواند اجسام تا قطر 5 سانتی متر را بگیرد و نگه دارد و حدود 340 درجه در مچ دست بچرخد.

برنج. 15.1. طرح حرکتیحرکات و چرخش بازوی ربات

مربی بازوی رباتیک OWI از پنج موتور مینیاتوری برای به حرکت درآوردن بازو استفاده کرد. جریان مستقیم. موتورها کنترل دستی را با سیم فراهم می کنند. این کنترل "سیمی" به این معنی است که هر عملکرد حرکت ربات (یعنی عملکرد موتور مربوطه) توسط سیم های جداگانه (اعمال ولتاژ) کنترل می شود. هر یک از پنج موتور DC حرکت بازوی خود را کنترل می کند. کنترل سیمی به شما امکان می دهد یک واحد کنترل دستی بسازید که مستقیماً به سیگنال های الکتریکی پاسخ می دهد. این طرح رابط بازوی ربات را که به پورت چاپگر متصل می شود، ساده می کند.

بازو از پلاستیک سبک ساخته شده است. بیشتر قطعاتی که بار اصلی را حمل می کنند نیز از پلاستیک ساخته شده اند. موتورهای DC مورد استفاده در طراحی بازو، موتورهای مینیاتوری، سرعت بالا و گشتاور کم هستند. برای افزایش گشتاور، هر موتور به یک گیربکس متصل می شود. موتورها به همراه گیربکس ها در داخل ساختار بازوی دستکاری نصب می شوند. اگرچه گیربکس گشتاور را افزایش می دهد، بازوی ربات نمی تواند اجسام به اندازه کافی سنگین را بلند یا حمل کند. حداکثر وزن مجاز بالابر توصیه شده 130 گرم است.

کیت بازوی ربات و اجزای آن در شکل های 15.2 و 15.3 نشان داده شده است.

برنج. 15.2. کیت بازوی ربات

برنج. 15.3. گیربکس قبل از مونتاژ

اصل کنترل موتور

برای درک نحوه عملکرد کنترل توسط سیم، بیایید ببینیم که چگونه یک سیگنال دیجیتال عملکرد یک موتور DC را کنترل می کند. دو ترانزیستور مکمل برای کنترل موتور مورد نیاز است. یک ترانزیستور دارای رسانایی نوع PNP و دیگری دارای رسانایی نوع NPN است. هر ترانزیستور مانند یک کلید الکترونیکی عمل می کند و جریان جریان را از طریق موتور DC کنترل می کند. جهت جریان جریان کنترل شده توسط هر یک از ترانزیستورها مخالف است. جهت جریان، جهت چرخش موتور را به ترتیب در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت تعیین می کند. روی انجیر شکل 15.4 یک مدار آزمایشی را نشان می دهد که می توانید قبل از ایجاد یک رابط، آن را مونتاژ کنید. توجه داشته باشید که وقتی هر دو ترانزیستور خاموش هستند، موتور خاموش است. فقط یک ترانزیستور باید در یک زمان روشن باشد. اگر در نقطه ای هر دو ترانزیستور به طور تصادفی روشن شوند، منجر به اتصال کوتاه می شود. هر موتور توسط دو ترانزیستور رابط هدایت می شود که به روشی مشابه کار می کنند.

برنج. 15.4. نمودار جستجوگر

طراحی رابط کامپیوتر

نمودار رابط PC در شکل نشان داده شده است. 15.5. مجموعه قطعات رابط PC شامل یک برد مدار چاپی است که محل قطعات روی آن در شکل نشان داده شده است. 15.6.

برنج. 15.5. مداررابط کامپیوتر

برنج. 15.6. چیدمان قطعات رابط کامپیوتر

اول از همه، شما باید سمت برد مدار چاپی را تعیین کنید. در سمت نصب، خطوط سفید برای نشان دادن مقاومت ها، ترانزیستورها، دیودها، آی سی ها و کانکتور DB25 کشیده شده است. تمام قطعات از سمت نصب به برد وارد می شوند.

نکته کلی: پس از لحیم کردن قطعه به هادی های PCB، سیم های بیش از حد طولانی را از سمت چاپ جدا کنید. هنگام نصب قطعات بسیار راحت است که دنباله خاصی را دنبال کنید. ابتدا مقاومت های 100 کیلو اهم (حلقه های رنگی: قهوه ای، مشکی، زرد، طلایی یا نقره ای) را که دارای علامت R1-R10 هستند، سوار کنید. سپس 5 دیود D1-D5 را سوار کنید و مطمئن شوید که نوار سیاه روی دیودها مطابق با کانکتور DB25 باشد، همانطور که با خطوط سفید مشخص شده در سمت نصب PCB نشان داده شده است. سپس مقاومت های 15 کیلو اهم (رنگ قهوه ای، سبز، نارنجی، طلایی یا نقره ای) با برچسب R11 و R13 را سوار کنید. در موقعیت R12، یک LED قرمز را به برد لحیم کنید. آند LED مربوط به سوراخ R12 است که با علامت + مشخص شده است. سپس سوکت های 14 و 20 پین را زیر آی سی های U1 و U2 قرار دهید. کانکتور DB25 نوع زاویه ای را سوار و لحیم کنید. سعی نکنید پین های رابط را با نیروی زیاد به داخل برد فشار دهید، فقط در اینجا دقت لازم است. در صورت لزوم، کانکتور را به آرامی تکان دهید، مراقب باشید که پایه های پین خم نشود. کلید کشویی را وصل کرده و رگولاتور ولتاژ 7805 را تایپ کنید.چهار قطعه سیم را به طول لازم ببرید و به بالای کلید لحیم کنید. ترتیب سیم کشی را همانطور که در شکل نشان داده شده است حفظ کنید. ترانزیستورهای TIP 120 و TIP 125 را وارد و لحیم کنید و در نهایت سوکت 8 پین و کابل اتصال 75 میلی متری را لحیم کنید. پایه به گونه ای نصب شده است که طولانی ترین پایانه ها به سمت بالا نگاه کنند. دو آی سی - 74LS373 و 74LS164 - را در سوکت مربوطه خود قرار دهید. مطمئن شوید که موقعیت کلید آی سی روی جلد آن با کلید مشخص شده با خطوط سفید روی برد مدار مطابقت دارد. ممکن است متوجه شده باشید که فضاهایی روی تابلو باقی مانده است توضیحات بیشتر. این مکان برای آداپتور شبکه است. روی انجیر 15.7 عکسی از رابط نهایی را از سمت نصب نشان می دهد.

برنج. 15.7. رابط کامپیوتر مونتاژ شده است. نمای از بالا

چگونه رابط کار می کند

بازوی دستکاری دارای پنج موتور DC است. بر این اساس، برای کنترل هر موتور، از جمله جهت چرخش، به 10 اتوبوس ورودی/خروجی نیاز داریم. پورت موازی (چاپگر) رایانه شخصی IBM و ماشین‌های سازگار فقط شامل هشت گذرگاه ورودی/خروجی است. برای افزایش تعداد باس های کنترلی در رابط بازوی ربات، از آی سی 74LS164 استفاده شده است که مبدل سریال به موازی (SIPO) است. تنها با استفاده از دو گذرگاه پورت موازی D0 و D1 که کد سریال را به آی سی می فرستند، می توانیم هشت گذرگاه ورودی/خروجی اضافی دریافت کنیم. همانطور که گفته شد، هشت گذرگاه ورودی/خروجی را می توان ایجاد کرد، اما این رابط از پنج عدد از آنها استفاده می کند.

هنگامی که یک کد سریال به آی سی 74LS164 وارد می شود، کد موازی مربوطه در خروجی آی سی ظاهر می شود. اگر خروجی‌های 74LS164 مستقیماً به ورودی‌های ترانزیستورهای کنترل متصل می‌شدند، عملکردهای جداگانه بازوی دستکاری‌کننده به موقع با ارسال کد سریال روشن و خاموش می‌شد. بدیهی است که این وضعیت غیرقابل قبول است. برای جلوگیری از این امر، یک آی سی دوم 74LS373 به مدار رابط وارد می شود - یک کلید الکترونیکی هشت کانالی کنترل شده.

سوئیچر هشت کاناله 74LS373 دارای هشت باس ورودی و هشت باس خروجی است. اطلاعات باینری موجود در گذرگاه های ورودی تنها در صورتی به خروجی های مربوطه IC منتقل می شود که سیگنال فعال به آی سی اعمال شود. پس از خاموش شدن سیگنال فعال، وضعیت فعلی گذرگاه های خروجی ذخیره می شود (به خاطر سپرده می شود). در این حالت سیگنال های ورودی آی سی هیچ تاثیری بر وضعیت باس های خروجی ندارند.

پس از ارسال بسته سریال اطلاعات به 74LS164، پین D2 پورت موازی یک سیگنال فعال را به 74LS373 ارسال می کند. این به شما امکان می دهد اطلاعات را به صورت موازی از ورودی IC 74LS174 به گذرگاه های خروجی آن انتقال دهید. وضعیت باس های خروجی به ترتیب توسط ترانزیستورهای TIP 120 کنترل می شود که به نوبه خود عملکرد بازوی دستکاری کننده را کنترل می کنند. این فرآیند با هر دستور جدیدی که به بازوی دستکاری کننده داده می شود، تکرار می شود. گذرگاه های پورت موازی D3-D7 ترانزیستورهای TIP 125 را مستقیماً هدایت می کنند.

اتصال رابط به بازوی دستکاری

بازوی رباتیک توسط یک منبع تغذیه 6 ولتی متشکل از چهار عنصر D واقع در پایه سازه تغذیه می شود. رابط PC نیز از این منبع تغذیه 6 ولت تغذیه می شود. منبع تغذیه دوقطبی است و ولتاژهای ± 3 ولت را ارائه می دهد. برق از طریق یک کانکتور Molex هشت پین که به پایه مانیپولاتور متصل است، به رابط تامین می شود.

رابط را با استفاده از یک کابل 75 میلی متری هشت سیم Molex به بازوی دستکاری وصل کنید. کابل Molex به کانکتور واقع در پایه دستکاری متصل می شود (شکل 15.8 را ببینید). بررسی کنید که کانکتور به درستی و ایمن وارد شده باشد. برای اتصال برد رابط به کامپیوتر از کابل DB25 به طول 180 سانتی متر استفاده شده که در کیت موجود است. یک سر کابل به درگاه چاپگر متصل می شود. سر دیگر به کانکتور DB25 روی برد رابط متصل می شود.

برنج. 15.8. اتصال رابط کامپیوتر به بازوی ربات

در بیشتر موارد، یک چاپگر به طور معمول به درگاه چاپگر متصل است. برای جلوگیری از دردسر وصل و جدا کردن کانکتورها هر بار که می‌خواهید از پدل استفاده کنید، بهتر است جعبه کلید روشن/خاموش پرینتر A/B Bus (DB25) را خریداری کنید. کانکتور رابط دستکاری را به ورودی A و چاپگر را به ورودی B وصل کنید. اکنون می توانید از سوئیچ برای اتصال رایانه به چاپگر یا رابط استفاده کنید.

نصب برنامه تحت ویندوز 95

یک فلاپی دیسک 3.5 اینچی با برچسب "Disc 1" را در درایو فلاپی دیسک قرار دهید و نصب کننده (setup.exe) را اجرا کنید. نصب کننده یک پوشه به نام "Images" روی هارد دیسک شما ایجاد می کند و فایل های لازم را در این دایرکتوری کپی می کند. شروع نماد Images در منو ظاهر می شود برای راه اندازی برنامه، روی نماد Images در منوی شروع کلیک کنید.

کار با برنامه تحت ویندوز 95

رابط را با استفاده از کابل DB 25 به طول 180 سانتی متر به درگاه چاپگر رایانه وصل کنید. رابط را به پایه بازوی دستکاری وصل کنید. تا زمان مشخصی، رابط را در حالت خاموش نگه دارید. اگر رابط در این زمان روشن باشد، اطلاعات ذخیره شده در درگاه چاپگر ممکن است باعث حرکت بازوی دستکاری شود.

با دوبار کلیک بر روی نماد Images در منوی استارت، برنامه را اجرا کنید. پنجره برنامه در شکل نشان داده شده است. 15.9. هنگامی که برنامه در حال اجرا است، LED قرمز روی برد رابط باید چشمک بزند. توجه داشته باشید:برای شروع چشمک زدن LED نیازی به روشن شدن این رابط نیست. سرعت چشمک زدن LED با سرعت پردازنده کامپیوتر شما تعیین می شود. سوسو زدن LED ممکن است بسیار کم نور باشد. برای اینکه متوجه این موضوع شوید، ممکن است مجبور شوید نور اتاق را کم کنید و کف دست های خود را روی هم جمع کنید تا LED را مشاهده کنید. اگر LED چشمک نمی زند، ممکن است برنامه به آدرس پورت اشتباهی (پورت LPT) دسترسی داشته باشد. برای تغییر رابط به یک آدرس پورت دیگر (پورت LPT)، به کادر Printer Port Options در گوشه سمت راست بالای صفحه بروید. گزینه دیگری را انتخاب کنید. نصب صحیحآدرس پورت باعث چشمک زدن LED می شود.

برنج. 15.9. اسکرین شات از برنامه رابط کامپیوتر تحت ویندوز

هنگامی که LED چشمک می زند، روی نماد Puuse کلیک کنید و تنها پس از آن رابط را روشن کنید. کلیک کردن روی کلید عملکرد مربوطه باعث حرکت پاسخ بازوی دستکاری می شود. با کلیک مجدد، حرکت متوقف می شود. استفاده از کلیدهای تابع برای کنترل دست نامیده می شود کنترل مد تعاملی

ایجاد یک فایل اسکریپت

فایل‌های اسکریپت برای برنامه‌ریزی حرکات و توالی خودکار اقدامات بازوی دستکاری‌کننده استفاده می‌شوند. فایل اسکریپت حاوی لیستی از دستورات موقت است که حرکات بازوی دستکاری کننده را کنترل می کند. ایجاد یک فایل اسکریپت بسیار آسان است. برای ایجاد یک فایل، روی نرم افزار برنامه کلیک کنید. این عملیات به شما امکان می دهد تا وارد مد "برنامه نویسی" فایل اسکریپت شوید. با فشار دادن کلیدهای عملکرد، همانطور که قبلاً انجام دادیم، حرکات دست را کنترل می کنیم، اما اطلاعات فرمان در جدول اسکریپت زرد رنگ واقع در گوشه سمت چپ پایین صفحه ثبت می شود. شماره مرحله که از یک شروع می شود در ستون سمت چپ نشان داده می شود و برای هر دستور جدید یک عدد افزایش می یابد. نوع حرکت (عملکرد) در ستون وسط مشخص شده است. هنگامی که کلید تابع دوباره کلیک می شود، حرکت متوقف می شود و ستون سوم مدت زمان حرکت را از ابتدا تا انتهای آن نشان می دهد. زمان اجرای حرکت با دقت ربع ثانیه نشان داده شده است. به همین ترتیب، کاربر می تواند تا 99 حرکت را در فایل اسکریپت برنامه ریزی کند، از جمله مکث های زمانی. سپس فایل اسکریپت را می توان ذخیره کرد و بعداً از هر دایرکتوری بارگیری کرد. اجرای دستورات فایل اسکریپت را می توان تا 99 بار به صورت دوره ای تکرار کرد که برای این منظور باید تعداد تکرارها را در پنجره Repeat وارد کرده و روی Start کلیک کنید. برای تکمیل نوشتن در فایل اسکریپت، کلید Interactive را فشار دهید. این دستور کامپیوتر را به حالت تعاملی برمی گرداند.

"احیای" اشیاء

فایل های اسکریپت را می توان برای اتوماسیون کامپیوتری اقدامات یا برای "انیمیشن" اشیاء استفاده کرد. در مورد "انیمیشن" اشیا، "اسکلت" مکانیکی رباتیک کنترل شده معمولاً با یک پوسته بیرونی پوشانده می شود و خود قابل مشاهده نیست. عروسک دستکشی که در ابتدای فصل توضیح داده شد را به خاطر دارید؟ پوسته بیرونی می‌تواند به شکل یک شخص (جزئی یا کامل)، یک موجود بیگانه، یک حیوان، یک گیاه، یک سنگ و هر چیز دیگری باشد.

محدودیت های برنامه

اگر می خواهید به یک سطح حرفه ای از انجام اقدامات خودکار یا "متحرک سازی" اشیا دست یابید، به اصطلاح، برای حفظ نام تجاری، دقت موقعیت یابی هنگام انجام حرکات در هر زمان معین باید نزدیک به 100٪ باشد.

با این حال، ممکن است متوجه شوید که با تکرار توالی اقدامات ثبت شده در فایل اسکریپت، موقعیت بازوی دستکاری (الگوی حرکت) با حالت اصلی متفاوت خواهد بود. این به چند دلیل اتفاق می افتد. همانطور که باتری های منبع تغذیه بازو تخلیه می شوند، کاهش توان عرضه شده به موتورهای DC منجر به کاهش گشتاور و سرعت موتورها می شود. بنابراین، طول حرکت دستکاری و ارتفاع بار برداشته شده برای مدت زمان مشابه برای باتری های مرده و "تازه" متفاوت است. اما دلیل فقط این نیست. حتی با یک منبع تغذیه تثبیت شده، سرعت شفت موتور تغییر می کند زیرا کنترل کننده سرعت موتور وجود ندارد. برای هر مدت زمان ثابت، تعداد دور هر بار کمی متفاوت خواهد بود. این منجر به این واقعیت می شود که هر بار موقعیت بازوی دستکاری کننده نیز متفاوت خواهد بود. در پایان باید گفت که در دنده های گیربکس عکس العمل خاصی وجود دارد که به آن نیز توجهی نمی شود. تحت تأثیر همه این عوامل که در اینجا به تفصیل در نظر گرفته ایم، هنگام اجرای چرخه ای از دستورات مکرر یک فایل اسکریپت، موقعیت بازوی دستکاری هر بار کمی متفاوت خواهد بود.

جستجوی موقعیت خانه

می توانید با افزودن مدار بازخوردی که موقعیت بازوی دستکاری کننده را کنترل می کند، عملکرد دستگاه را بهبود بخشید. این اطلاعات را می توان برای تعیین موقعیت مطلق دستکاری کننده در رایانه وارد کرد. با چنین سیستم بازخورد موقعیتی، می توان موقعیت بازوی دستکاری را در همان نقطه در ابتدای هر دنباله دستورات نوشته شده در فایل اسکریپت تنظیم کرد.

برای این کار امکانات زیادی وجود دارد. در یکی از روش های اصلی، کنترل موقعیتی در هر نقطه ارائه نمی شود. در عوض، مجموعه ای از سوئیچ های محدود استفاده می شود که مطابق با موقعیت اصلی "شروع" است. سوئیچ های محدود دقیقاً یک موقعیت را تعیین می کنند - زمانی که دستکاری کننده به موقعیت "شروع" می رسد. برای انجام این کار، باید دنباله سوئیچ های محدود (دکمه ها) را به گونه ای تنظیم کنید که وقتی دستکاری کننده در یک جهت یا جهت دیگر به موقعیت شدید می رسد، بسته شوند. به عنوان مثال، یک سوئیچ محدود را می توان بر روی پایه دستکاری نصب کرد. سوئیچ تنها زمانی باید کار کند که بازو در جهت عقربه های ساعت به موقعیت انتهایی خود برسد. سایر لیمیت سوئیچ ها باید روی مفاصل شانه و آرنج نصب شوند. آنها باید زمانی فعال شوند که مفصل مربوطه به طور کامل گسترش یابد. سوئیچ دیگری روی برس نصب می شود و با چرخاندن برس تا انتها در جهت عقربه های ساعت فعال می شود. آخرین لیمیت سوئیچ روی دسته نصب می شود و با باز شدن کامل بسته می شود. برای تنظیم مجدد مانیپولاتور، هر حرکت احتمالی دستکاری کننده در جهتی که برای بستن سوئیچ محدود مربوطه تا بسته شدن این کلید لازم است انجام می شود. پس از رسیدن به موقعیت اولیه برای هر حرکت، کامپیوتر به طور دقیق موقعیت واقعی بازوی دستکاری کننده را "می داند".

پس از رسیدن به موقعیت اولیه، می‌توانیم برنامه نوشته شده در فایل اسکریپت را مجدداً راه‌اندازی کنیم، با این فرض که خطای موقعیت‌یابی در طول اجرای هر چرخه آنقدر آهسته جمع می‌شود که منجر به انحرافات بسیار زیاد در موقعیت دستکاری‌کننده نمی‌شود. از مورد نظر پس از اجرای فایل اسکریپت، عقربه در موقعیت اصلی خود قرار می گیرد و چرخه فایل اسکریپت تکرار می شود.

در برخی از سکانس ها، دانستن تنها موقعیت شروع کافی نیست، به عنوان مثال، هنگام بلند کردن تخم مرغ بدون خطر له شدن پوسته آن. در چنین مواردی، سیستم بازخورد موقعیتی پیچیده‌تر و دقیق‌تری مورد نیاز است. سیگنال های حسگرها را می توان با استفاده از ADC پردازش کرد. سیگنال های دریافتی را می توان برای تعیین مقادیر پارامترهایی مانند موقعیت، فشار، سرعت و گشتاور استفاده کرد. مثال ساده زیر می تواند به عنوان یک مثال عمل کند. تصور کنید که یک مقاومت متغیر خطی کوچک را به گره کپچر متصل کرده اید. مقاومت متغیر به گونه ای تنظیم شده است که حرکت لغزنده آن به جلو و عقب با باز و بسته شدن دستگیره مرتبط است. بنابراین، بسته به درجه باز شدن دستگیره، مقاومت مقاومت متغیر تغییر می کند. پس از کالیبراسیون، با اندازه گیری مقاومت جریانی مقاومت متغیر، می توانید زاویه باز شدن گیره های گیره را به طور دقیق تنظیم کنید.

ایجاد چنین سیستم بازخوردی سطح دیگری از پیچیدگی را به دستگاه وارد می کند و بر این اساس منجر به افزایش قیمت آن می شود. بنابراین بیشتر گزینه سادهمعرفی سیستم است کنترل دستیبرای تصحیح موقعیت و حرکات بازوی دستکاری کننده در حین اجرای برنامه اسکریپت.

سیستم کنترل رابط دستی

هنگامی که تأیید کردید که رابط به درستی کار می کند، می توانید از کانکتور تخت 8 پین برای اتصال واحد کنترل دستی به آن استفاده کنید. همانطور که در شکل نشان داده شده است، موقعیت اتصال کانکتور 8 پین Molex را به سر کانکتور روی برد رابط بررسی کنید. 15.10. کانکتور را با دقت وارد کنید تا به طور ایمن وصل شود. پس از آن، بازوی دستی را می توان در هر زمان از کنترل دستی کنترل کرد. مهم نیست که رابط به کامپیوتر متصل باشد یا نه.

برنج. 15.10. اتصال کنترل دستی

برنامه کنترل صفحه کلید DOS

یک برنامه DOS وجود دارد که به شما امکان می دهد عملکرد بازوی دستکاری را از صفحه کلید رایانه در حالت تعاملی کنترل کنید. لیست کلیدهای مربوط به اجرای یک تابع خاص در جدول آورده شده است.

در کنترل صدای بازوی دستکاری کننده، از یک مجموعه تشخیص گفتار (SCR) استفاده می شود که در فصل توضیح داده شد. 7. در این فصل، یک رابط ایجاد می کنیم که URR را به بازوی دستکاری کننده متصل می کند. این رابط همچنین به عنوان یک کیت از Images SI, Inc در دسترس است.

نمودار رابط برای RRR در شکل نشان داده شده است. 15.11. این رابط از یک میکروکنترلر 16F84 استفاده می کند. برنامه میکروکنترلر به شکل زیر است:

برنامه رابط URR

درگاه نماد A = 5

نماد TRISA = 133

درگاه نماد B = 6

نماد TRISB = 134

اگر بیت 4 = 0 باشد، «اگر نوشتن در تریگر فعال است، طرحواره را بخوانید

"تکرار" را شروع کنید

مکث 500 «0.5 ثانیه صبر کنید

Peek PortB، B0 «خواندن کد BCD

اگر بیت 5 = 1 است، «کد خروجی» را ارسال کنید

باید "تکرار" را شروع کنید

نگاهی به PortA، b0 'خواندن پورت A

اگر بیت 4 = 1 باشد، یازده "آیا عدد 11 است؟

poke PortB، b0 'کد خروجی

باید "تکرار" را شروع کنید

اگر بیت 0 = 0 باشد ده

باید "تکرار" را شروع کنید

باید "تکرار" را شروع کنید

برنج. 15.11. طرح کنترل کننده URR برای بازوی ربات

به روز رسانی نرم افزار تحت 16F84 را می توان به صورت رایگان از http://www.imagesco.com دانلود کرد

برنامه نویسی رابط URR

برنامه نویسی رابط RRS شبیه برنامه نویسی RRS از مجموعه توصیف شده در فصل است. 7. برای عملکرد صحیحبازو، باید کلمات دستوری را با توجه به اعداد مربوط به حرکت خاص دستکاری کننده برنامه ریزی کنید. روی میز. 15.1 نمونه هایی از کلمات دستوری را نشان می دهد که عملکرد بازوی دستکاری کننده را کنترل می کنند. شما می توانید کلمات دستوری را به دلخواه انتخاب کنید.

جدول 15.1

لیست قطعات برای رابط کامپیوتر

(5) ترانزیستور NPN TIP120

(5) ترانزیستور PNP TIP 125

(1) مبدل کد IC 74164

(1) IC 74LS373 هشت کلید

(1) LED قرمز

(5) دیود 1N914

(1) سوکت اتصال 8 پین Molex

(1) کابل Molex 8 هسته ای، 75 میلی متر طول

(1) سوئیچ DIP

(1) اتصال زاویه DB25

(1) کابل DB 25 1.8 متری با دو کانکتور M-type.

(1) تخته مدار چاپی

(3) مقاومت 15kΩ، 0.25W

تمام موارد ذکر شده در کیت موجود است.

لیست قطعات برای رابط تشخیص گفتار

(5) ترانزیستور NPN TIP 120

(5) ترانزیستور PNP TIP 125

(1) دروازه IC 4011 NOR

(1) IC 4049 - 6 بافر

(1) تقویت کننده عملیاتی IC 741

(1) مقاومت 5.6 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) مقاومت 15 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) سر اتصال 8 پین Molex

(1) کابل Molex 8 هسته ای، طول 75 میلی متر

(10) مقاومت 100 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) مقاومت 4.7 کیلو اهم، 0.25 وات

(1) آی سی تنظیم کننده ولتاژ 7805

(1) میکروکنترلر IC PIC 16F84

(1) کریستال کوارتز 4.0 مگاهرتز

کیت رابط بازوی رباتیک

کیت بازوی دستکاری OWI

رابط تشخیص گفتار برای بازوی دستکاری

مجموعه دستگاه تشخیص گفتار

قطعات قابل سفارش از:

Images, S.I., Inc.

ارتباط:

اگر قطعات دستکاری را مطابق دستورالعمل مونتاژ کرده اید، می توانید مونتاژ را ادامه دهید مدار الکترونیکی. پیشنهاد می کنیم سرووهای دستکاری کننده را از طریق Trerma-Power Shield به Arduino UNO متصل کنید و سرووها را با استفاده از پتانسیومترهای Trema کنترل کنید.

• چرخاندن دستگیره روی اولین گلدان Trema باعث چرخش پایه می شود.
• چرخاندن دستگیره پتانسیومتر ترما دوم باعث چرخش شانه چپ می شود.
• چرخاندن دستگیره روی سومین پتانسیومتر Trema باعث چرخش شانه راست می شود.
• چرخاندن دستگیره روی چهارمین پتانسیومتر Trema باعث حرکت گیره می شود.

کد برنامه (طرح) از سرووها محافظت می کند، که شامل این واقعیت است که محدوده چرخش آنها با فاصله (دو زاویه) بازی آزاد محدود می شود. حداقل و حداکثر زاویه چرخش به عنوان دو آرگومان آخر تابع map() برای هر سروو مشخص می شود. و مقدار این زوایا در طی فرآیند کالیبراسیون مشخص می شود که باید قبل از شروع کار با دستکاری انجام شود.

کد برنامه:

اگر قبل از کالیبراسیون برق را اعمال کنید، ممکن است دستکاری کننده شروع به حرکت نامناسب کند! ابتدا تمام مراحل کالیبراسیون را کامل کنید.

#عبارتند از // کتابخانه Servo را برای کار با درایوهای سروو وصل کنید Servo servo1. // یک شی servo1 را برای کار با سروو پایه Servo servo2 اعلام کنید. // یک شی servo2 را برای کار با بازوی چپ سروو Servo servo3 اعلام کنید. // یک شی servo3 را برای کار با بازوی راست سروو Servo servo4 اعلام کنید. // یک شی servo4 را برای کار با capture servo int valR1, valR2, valR3, valR4 اعلام کنید. // اعلام متغیرها برای ذخیره مقادیر پتانسیومتر // اختصاص پین: const uint8_t pinR1 = A2; // با عدد خروجی پتانسیومتر کنترل یک ثابت تعریف کنید. پایه پایه uint8_t پینR2 = A3; // با عدد خروجی پتانسیومتر کنترل یک ثابت تعریف کنید. شانه چپ ثابت uint8_t پینR3 = A4; // با عدد خروجی پتانسیومتر کنترل یک ثابت تعریف کنید. شانه راست const uint8_t پینR4 = A5; // با عدد خروجی پتانسیومتر کنترل یک ثابت تعریف کنید. capture const uint8_t پینS1 = 10; // با پایه سروو پایه یک ثابت تعریف کنید # const uint8_t پینS2 = 9; // ثابت را با عدد # از خروجی سروو بازوی چپ تعریف کنید const uint8_t pinS3 = 8; // با پین سروو بازوی راست یک ثابت تعریف کنید # const uint8_t پینS4 = 7; // یک ثابت با شماره پین ​​ضبط سروو void setup() تعریف کنید( // کد تابع راه اندازی یک بار اجرا می شود: Serial.begin(9600)؛ // شروع انتقال داده به مانیتور پورت سریال servo1.attach(pinS1 )؛ // اختصاص servo1 به سروو کنترل شی 1 servo2.attach(pinS2)؛ // اختصاص servo2 کنترل شیء سروو 2 servo3.attach(pinS3)؛ // اختصاص دادن servo3 کنترل شیء سروو 3 servo4.attach(pinS4)؛ / / اختصاص سروو 4 کنترل شیء servo4 ) void loop()( // کد تابع حلقه دائما اجرا می شود: valR1=map(analogRead(pinR1), 0, 1024, 10, 170); servo1.write(valR1); // چرخش پایه زوایای مشخص شده در این خط: 10 و 170 ممکن است نیاز به تغییر (کالیبره) داشته باشند valR2=map(analogRead(pinR2), 0, 1024, 80, 170)؛ servo2.write(valR2)؛ // کنترل سمت چپ shoulder زوایای مشخص شده در این خط: 80 و 170 ممکن است نیاز به تغییر داشته باشند (کالیبره شده) valR3=map(analogRead(pinR3), 0, 1024, 60, 170);servo3.write(valR3) ; // کنترل شانه سمت راست زوایای مشخص شده در این خط: 60 و 170 ممکن است نیاز به تغییر داشته باشند (کالیبره شده) valR4=map(analogRead(pinR4), 0, 1024, 40, 70); servo4.write(valR4); // کنترل گرفتن زوایای مشخص شده در این خط: 40 و 70 ممکن است نیاز به تغییر (کالیبره) داشته باشند Serial.println((String) "A1 = "+valR1+",\t A2 = "+valR2+", \t A3 = "+valR3+", \t A4 = "+valR4); // نمایش زوایای نمایشگر )

تنظیم:

قبل از شروع کار با دستکاری، باید آن را کالیبره کنید!

کالیبراسیون عبارت است از تعیین مقادیر شدید زاویه چرخش برای هر سروو، به طوری که قطعات در حرکات آنها اختلال ایجاد نکنند.
• همه سرووها را از Trema-Power Shield جدا کنید، طرح را آپلود کنید و دوباره برق را وصل کنید.
• مانیتور پورت سریال را باز کنید.
• مانیتور زوایای چرخش هر سروو را (بر حسب درجه) نمایش می دهد.
• سروو اول (کنترل چرخش پایه) را به پایه D10 وصل کنید.
• با چرخاندن دستگیره اولین ترما پتانسیومتر (پایه A2) اولین سروو (پایه D10) می چرخد ​​و مقدار زاویه فعلی این سروو در مانیتور تغییر می کند (مقدار: A1 = ...). موقعیت های افراطی سروو اول در محدوده 10 تا 170 درجه قرار دارد (همانطور که در خط اول کد حلقه نوشته شده است). این محدوده را می توان با جایگزین کردن مقادیر دو آرگومان آخر تابع map() در خط اول کد حلقه با مقادیر جدید تغییر داد. به عنوان مثال، تغییر 170 به 180، موقعیت انتهایی سروو را در آن جهت افزایش می دهد. و با جایگزینی 10 با 20، موقعیت اضطراری دیگر همان سروو را کاهش می دهید.
• اگر مقادیر را تغییر دادید، باید طرح را دوباره بارگیری کنید. اکنون سروو در محدوده جدیدی که شما تعیین کرده اید می چرخد.
• سروو دوم (کنترل چرخش بازوی چپ) را به پین ​​D9 وصل کنید.
• با چرخاندن دستگیره ترما پتانسیومتر دوم (پایه A3) سروو دوم (پایه D9) می چرخد ​​و مقدار زاویه فعلی این سروو در مانیتور تغییر می کند (مقدار: A2 = ...). موقعیت های افراطی سروو دوم در محدوده 80 تا 170 درجه قرار دارند (همانطور که در خط دوم کد حلقه طرح نوشته شده است). این محدوده همانند سروو اول تغییر می کند.
• اگر مقادیر را تغییر دادید، باید طرح را دوباره بارگیری کنید.
• سومین سروو (کنترل چرخش بازوی راست) را به پین ​​D8 وصل کنید. و به همین ترتیب آن را کالیبره کنید.
• سروو چهارم (کنترل گرپر) را به پین ​​D7 وصل کنید. و به همین ترتیب آن را کالیبره کنید.

کالیبراسیون برای انجام 1 بار، پس از مونتاژ دستکاری کننده کافی است. تغییراتی که انجام دادید (مقادیر زوایای حدی) در فایل اسکچ ذخیره می شود.

این مقاله یک راهنمای مقدماتی برای مبتدیان برای ایجاد بازوهای رباتیک است که با آردوینو برنامه ریزی شده اند. مفهوم این است که پروژه بازوی رباتیک ارزان و آسان برای ساخت خواهد بود. ما یک نمونه اولیه ساده با کدی که می تواند و باید بهینه شود، جمع آوری می کنیم، این یک شروع عالی برای شما در رباتیک خواهد بود. ربات آردوینو توسط یک جوی استیک هک شده کنترل می شود و می توان آن را طوری برنامه ریزی کرد که دنباله ای از اقداماتی که شما مشخص کرده اید را تکرار کند. اگر در برنامه نویسی خوب نیستید، می توانید پروژه را به عنوان آموزش مونتاژ سخت افزار بگیرید، کدهای من را در آن آپلود کنید و بر اساس آن دانش اولیه را کسب کنید. باز هم، پروژه بسیار ساده است.

در ویدیو - نسخه ی نمایشی با ربات من.

مرحله 1: فهرست مواد

ما نیاز خواهیم داشت:

1. برد آردوینو. من از Uno استفاده کردم، اما هر یک از انواع به همان اندازه کار را به خوبی انجام می دهد.
2. Servos، 4 ارزان ترین موردی که پیدا خواهید کرد.
3. مصالح مسکن به انتخاب شما مناسب چوب، پلاستیک، فلز، مقوا. پروژه من از یک نوت بوک قدیمی ساخته شده است.
4. اگر نمی خواهید با PCB خود را به زحمت بیندازید، به برد برد نیاز دارید. تخته مناسب اندازه کوچک، به دنبال گزینه هایی با جامپر و منبع تغذیه باشید - آنها بسیار ارزان هستند.
5. چیزی برای پایه بازو - من از قوطی قهوه استفاده کردم، این بهترین گزینه نیست، اما تمام چیزی است که می توانم در آپارتمان پیدا کنم.
6. نخ ریز برای مکانیسم دست و سوزن برای ایجاد سوراخ.
7. چسب و نوار چسب برای نگه داشتن همه چیز در کنار هم. چیزی نیست که با چسب و چسب حرارتی نتوان آن را به هم چسباند.
8. سه مقاومت 10K اگر مقاومت ندارید، با این حال، در کد چنین مواردی راه حلی وجود دارد بهترین گزینهمقاومت خواهد خرید.

مرحله 2: چگونه همه کار می کند

شکل پیوست اصل دست را نشان می دهد. من هم همه چیز را با کلمات توضیح خواهم داد. دو قسمت دست توسط یک نخ نازک به هم متصل می شوند. وسط نخ به سروو دست وصل می شود. وقتی سروو نخ را می کشد، دست فشرده می شود. من بازو را با فنر قلم توپی نصب کردم، اما اگر مواد انعطاف پذیرتری دارید، می توانید از آن استفاده کنید.

مرحله 3: جوی استیک را اصلاح کنید

با فرض اینکه کار مونتاژ مکانیزم بازو را تمام کرده اید، به قسمت جوی استیک می پردازم.

برای این پروژه از یک جوی استیک قدیمی استفاده شد، اما در اصل هر دستگاهی که دکمه داشته باشد این کار را انجام می دهد. دکمه های آنالوگ (قارچ ها) برای کنترل سرووها استفاده می شوند، زیرا در اصل فقط پتانسیومتر هستند. اگر جوی استیک ندارید، می‌توانید از سه پتانسیومتر معمولی استفاده کنید، اما اگر مثل من هستید که یک جوی استیک قدیمی را با دستان خود اصلاح می‌کنید، این کاری است که باید انجام دهید.

پتانسیومترها را به تخته نان وصل کردم، هر کدام سه پایه دارند. یکی از آنها باید به GND وصل شود، دومی به + 5 ولت در آردوینو و وسطی به ورودی که بعداً تعریف خواهیم کرد. ما از محور Y در پتانسیومتر سمت چپ استفاده نخواهیم کرد، بنابراین فقط به پتانسیومتر بالای جوی استیک نیاز داریم.

در مورد سوئیچ ها، +5 ولت را به یک سر آن وصل کنید و سیمی که به ورودی دیگر آردوینو می رود به سر دیگر آن. جوی استیک من یک خط +5 ولت دارد که برای همه سوئیچ ها مشترک است. من فقط 2 دکمه را وصل کردم، اما در صورت لزوم، یکی دیگر را وصل کردم.

همچنین بریدن سیم هایی که به تراشه می روند (دایره سیاه روی جوی استیک) مهم است. وقتی همه موارد بالا را کامل کردید، می توانید سیم کشی را شروع کنید.

مرحله 4: سیم کشی دستگاه ما

عکس سیم کشی برق دستگاه را نشان می دهد. پتانسیومترها اهرم هایی روی جوی استیک هستند. Elbow محور راست Y است، Base محور X راست است، Shoulder محور X سمت چپ است. اگر می‌خواهید جهت سرووها را تغییر دهید، فقط سیم‌های +5V و GND را روی پتانسیومتر مناسب تعویض کنید.

مرحله 5: دانلود کد

در این مرحله، باید کد پیوست شده را در رایانه دانلود کرده و سپس آن را در آردوینو آپلود کنیم.

توجه: اگر قبلاً کدی را در آردوینو آپلود کرده اید، این مرحله را رد کنید - چیز جدیدی یاد نخواهید گرفت.

1. Arduino IDE را باز کنید و کد را در آن قرار دهید
2. در Tools/Board تابلوی خود را انتخاب کنید
3. در Tools/Serial Port، پورتی را انتخاب کنید که بردتان به آن متصل است. به احتمال زیاد، انتخاب شامل یک مورد خواهد بود.
4. روی دکمه آپلود کلیک کنید.

می توانید محدوده سرووها را تغییر دهید، در کدی که من یادداشت هایی در مورد نحوه انجام این کار گذاشتم. به احتمال زیاد، کد بدون مشکل کار می کند، فقط باید پارامتر سروو بازو را تغییر دهید. این تنظیم به نحوه تنظیم موضوع بستگی دارد، بنابراین توصیه می کنم آن را درست انجام دهید.

اگر از مقاومت استفاده نمی کنید، باید کد را در جایی که در این مورد یادداشت گذاشتم تغییر دهید.

فایل ها

مرحله 6: شروع پروژه

ربات با حرکات روی جوی استیک کنترل می شود، دست با استفاده از دکمه دست فشرده و باز می شود. این ویدیو نشان می دهد که چگونه همه چیز در زندگی واقعی کار می کند.

در اینجا روشی برای برنامه ریزی یک دست وجود دارد:

1. مانیتور سریال را در Arduino IDE باز کنید، این کار باعث می‌شود تا روند کار را آسان‌تر دنبال کنید.
2. با کلیک بر روی ذخیره، موقعیت شروع را ذخیره کنید.
3. فقط یک سروو را در هر بار حرکت دهید، برای مثال شانه به بالا، و ذخیره را فشار دهید.
4. عقربه را نیز فقط در مرحله آن فعال کنید و سپس با فشردن save ذخیره کنید. غیرفعال سازی نیز در مرحله ای جداگانه و سپس با فشار دادن ذخیره انجام می شود.
5. وقتی دنباله دستورات را تمام کردید، دکمه پخش را فشار دهید، ربات به موقعیت شروع می رود و سپس شروع به حرکت می کند.
6. اگر می خواهید آن را متوقف کنید، کابل را از برق بکشید یا دکمه ریست را روی برد آردوینو فشار دهید.

اگر همه چیز را درست انجام دهید، نتیجه مشابه این خواهد بود!

امیدوارم درس برای شما مفید بوده باشد!

یکی از اصلی ترین نیروهای محرکاتوماسیون تولید مدرن ربات های صنعتی هستند. توسعه و اجرای آنها به شرکت ها اجازه داد تا به سطح علمی و فنی جدیدی از عملکرد وظایف برسند، مسئولیت ها را بین تجهیزات و انسان ها مجدداً توزیع کنند و بهره وری را افزایش دهند. در مورد انواع دستیار رباتیک، عملکرد و قیمت آنها در مقاله صحبت خواهیم کرد.

دستیار شماره 1 - بازوی رباتیک

صنعت شالوده اکثر اقتصادهای جهان است. درآمد نه تنها تولید فردی، بلکه بودجه دولتی نیز به کیفیت کالاهای ارائه شده، حجم و قیمت بستگی دارد.

با توجه به معرفی فعال خطوط خودکار و استفاده گسترده از فناوری هوشمند، نیازها برای محصولات عرضه شده در حال افزایش است. امروزه بدون استفاده از خطوط خودکار یا بازوهای رباتیک صنعتی، عملاً امکان رقابت وجود ندارد.

یک ربات صنعتی چگونه کار می کند

بازوی رباتیک شبیه یک «دست» بزرگ خودکار به نظر می رسد که توسط یک سیستم کنترل الکتریکی کنترل می شود. در طراحی دستگاه ها هیچ پنوماتیک یا هیدرولیک وجود ندارد، همه چیز بر اساس الکترومکانیک ساخته شده است. این باعث کاهش هزینه روبات ها و افزایش دوام آنها شد.

ربات های صنعتی می توانند 4 محوره (برای چیدن و بسته بندی استفاده می شوند) و 6 محوره (برای انواع دیگر کارها) باشند. علاوه بر این، ربات ها نیز بسته به درجه آزادی متفاوت هستند: از 2 تا 6. هرچه بالاتر باشد، دستکاری کننده با دقت بیشتری حرکت دست انسان را بازسازی می کند: چرخش، حرکت، فشرده سازی / باز کردن، کج شدن، و غیره.
اصل عملکرد دستگاه به آن بستگی دارد نرم افزارو تجهیزات و اگر در ابتدای توسعه آن هدف اصلی رهایی کارگران از کارهای سنگین و خطرناک بود، امروزه دامنه وظایف انجام شده به میزان قابل توجهی افزایش یافته است.

استفاده از دستیارهای رباتیک به شما امکان می دهد همزمان با چندین کار کنار بیایید:

• کاهش فضای کار و آزادسازی متخصصان (تجربه و دانش آنها می تواند در زمینه دیگری استفاده شود).
• افزایش حجم تولید؛
• بهبود کیفیت محصول؛
• به دلیل تداوم فرآیند، چرخه تولید کوتاه می شود.

در ژاپن، چین، ایالات متحده آمریکا، آلمان، شرکت ها حداقل کارمندانی را استخدام می کنند که وظیفه آنها فقط کنترل عملکرد دستکاری کنندگان و کیفیت محصولات تولیدی است. شایان ذکر است که ربات صنعتی-Manipulator نه تنها یک دستیار کاربردی در مهندسی مکانیک یا جوشکاری است. دستگاه های خودکار در طیف گسترده ای ارائه می شوند و در متالورژی، نور و صنایع غذایی. بسته به نیاز شرکت، می توانید دستکاری کننده ای را انتخاب کنید که با مسئولیت های عملکردی و بودجه مطابقت دارد.

انواع بازوهای رباتیک صنعتی

تا به امروز، حدود 30 نوع دست رباتیک وجود دارد: از مدل های جهانی تا دستیارهای بسیار تخصصی. بسته به عملکردهای انجام شده، مکانیسم های دستکاری ممکن است متفاوت باشد: به عنوان مثال، می تواند جوش، برش، حفاری، خم کردن، مرتب سازی، انباشته کردن و بسته بندی کالا باشد.

برخلاف تصور کلیشه ای موجود در مورد هزینه بالای تجهیزات رباتیک، هر یک، حتی یک شرکت کوچک، می تواند چنین مکانیزمی را خریداری کند. دستکاری های روباتیک جهانی کوچک با بار کوچک (تا 5 کیلوگرم) از ABB و FANUC از 2 تا 4 هزار دلار هزینه خواهند داشت.
با وجود فشردگی دستگاه ها قادرند سرعت و کیفیت فرآوری محصولات را افزایش دهند. یک نرم افزار منحصر به فرد برای هر ربات نوشته می شود که دقیقاً عملکرد واحد را هماهنگ می کند.

مدل های بسیار تخصصی

ربات های جوشکار بیشترین کاربرد خود را در مهندسی مکانیک یافته اند. با توجه به اینکه دستگاه ها می توانند نه تنها قطعات را جوش دهند، بلکه به طور موثر کار جوشکاری را با زاویه انجام می دهند، در مکان های صعب العبورتمام خطوط خودکار را نصب کنید.

یک سیستم نوار نقاله راه اندازی می شود که در آن هر ربات بخشی از کار خود را در زمان مشخصی انجام می دهد و سپس خط شروع به حرکت به مرحله بعدی می کند. سازماندهی چنین سیستمی با مردم بسیار دشوار است: هیچ یک از کارگران نباید حتی برای یک ثانیه غیبت کنند، در غیر این صورت کل فرآیند تولید به بیراهه می رود یا ازدواج ظاهر می شود.

جوشکارها
رایج ترین گزینه ها ربات های جوشکاری هستند. بهره وری و دقت آنها 8 برابر بیشتر از یک انسان است. چنین مدل هایی می توانند چندین نوع جوش را انجام دهند: قوس یا نقطه (بسته به نرم افزار).

بازوهای رباتیک صنعتی Kuka در این زمینه پیشرو به حساب می آیند. هزینه از 5 تا 300 هزار دلار (بسته به ظرفیت حمل و کارکرد) است.

جمع آوری کننده ها، جابجایی ها و بسته بندی ها
سنگین و مضر برای بدن انساننیروی کار دلیل پیدایش دستیاران خودکار در این صنعت بود. ربات های بسته بندی کالا را در عرض چند دقیقه برای ارسال آماده می کنند. هزینه چنین روبات هایی تا 4 هزار دلار است.

سازندگان ABB، KUKA و Epson برای بارهای سنگین بیش از 1 تن و حمل و نقل از انبار به نقطه بارگیری آسانسور ارائه می دهند.

تولید کنندگان دستکاری ربات های صنعتی

پیشروان بلامنازع در این صنعت ژاپن و آلمان هستند. آنها بیش از 50 درصد از کل فناوری رباتیک را تشکیل می دهند. با این حال، رقابت با غول‌ها آسان نیست و در کشورهای CIS، تولیدکنندگان و استارت‌آپ‌های خودشان به تدریج ظاهر می‌شوند.

سیستم های KNN این شرکت اوکراینی شریک Kuka آلمان است و در حال توسعه پروژه هایی برای ربات سازی فرآیندهای جوشکاری، آسیاب، برش پلاسما و پالت سازی است. به لطف نرم افزار آنها، یک ربات صنعتی را می توان به تناسب پیکربندی مجدد کرد نوع جدیدوظایف فقط در یک روز

Rozum Robotics (بلاروس). متخصصان این شرکت بازوی رباتیک صنعتی PULSE را توسعه داده اند که با سبکی و سهولت استفاده از آن متمایز می شود. این دستگاه برای مونتاژ، بسته بندی، چسباندن و تنظیم مجدد قطعات مناسب است. قیمت این ربات حدود 500 دلار است.

"ARKODIM-Pro" (روسیه). این شرکت در تولید دستکاری‌های رباتیک خطی (حرکت در امتداد محورهای خطی) که برای قالب‌گیری تزریق پلاستیک استفاده می‌شوند، مشغول است. علاوه بر این، ربات‌های ARKODIM می‌توانند به عنوان بخشی از یک سیستم نوار نقاله کار کنند و عملکردهای یک جوشکار یا بسته‌کننده را انجام دهند.

از ویژگی های این ربات بر روی پلتفرم آردوینو می توان به پیچیدگی طراحی آن اشاره کرد. Roboarm از اهرم های زیادی تشکیل شده است که به آن اجازه می دهد تنها با استفاده از 4 موتور سروو در تمام محورها حرکت کند، چیزهای مختلف را بگیرد و حرکت دهد. جمع آوری کردن با دستان خودمبا چنین رباتی، مطمئناً می توانید دوستان و عزیزان خود را با امکانات و ظاهر دلپذیر شگفت زده کنید. این دستگاه! به یاد داشته باشید که همیشه می توانید از محیط گرافیکی RobotON Studio ما برای برنامه نویسی استفاده کنید!

اگر سوال یا نظری دارید، ما همیشه در تماس هستیم! نتایج خود را ایجاد کرده و به اشتراک بگذارید!

ویژگی ها:

برای مونتاژ یک بازوی رباتیک DIY، به چند قطعه نیاز دارید. قسمت اصلی توسط قطعات پرینت سه بعدی اشغال شده است، حدود 18 مورد از آنها وجود دارد (لازم به چاپ اسلاید نیست) اگر هر آنچه را که نیاز دارید دانلود و چاپ کرده اید، به پیچ و مهره، مهره و لوازم الکترونیکی نیاز خواهید داشت:

• 5 پیچ M4 20mm، 1 x 40mm و مهره های ضد چرخش مطابق
• 6 پیچ M3 10mm، 1 x 20mm و مهره های مطابق
• تخته نان با سیم یا سپر اتصال
• آردوینو نانو
• 4 سروو موتور SG 90

پس از مونتاژ محفظه، مهم است که اطمینان حاصل شود که می تواند آزادانه حرکت کند. اگر اجزای کلیدی Roboarm به سختی حرکت کنند، سروو موتورها ممکن است قادر به تحمل بار نباشند. هنگام مونتاژ وسایل الکترونیکی، باید به خاطر داشت که بهتر است پس از بررسی کامل اتصالات، مدار را به برق وصل کنید. برای جلوگیری از آسیب به سرووهای SG 90، در صورت عدم نیاز، نیازی به چرخاندن خود موتور با دست ندارید. در صورت نیاز به توسعه SG 90، باید شفت موتور را به آرامی در جهات مختلف حرکت دهید.

مشخصات:

• برنامه نویسی ساده به دلیل وجود تعداد کمی موتور و از یک نوع
• وجود مناطق مرده برای برخی از سرووها
• کاربرد گسترده ربات در زندگی روزمره
• کار مهندسی جالب
• لزوم استفاده از پرینتر سه بعدی