Arduino Base Pick and Place Robot: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Ho realizzato un braccio robotico industriale super economico (meno di 1000 dollari) per consentire agli studenti di hackerare la robotica su larga scala e per consentire alle piccole produzioni locali di utilizzare i robot nei loro processi senza spendere troppo. È facile da costruire e rendere le persone della fascia di età dai 15 ai 50 anni.

Passaggio 1: requisiti dei componenti

1. Arduino + Scudo + Pin + Cavi

2. Controllore motore: dm860A (Ebay)

3. Motore passo-passo: 34hs5435c-37b2 (Ebay)

4. Bulloni M8x45+60+70 e bulloni M8.

5. Compensato da 12 mm.

6. Nylon da 5 mm.

7. Rondelle cieche 8mm.

8. Viti per legno 4.5x40mm.

9. Contatore M3 affondato, 10. Alimentazione 12v

11. driver del servomotore arduino

Passaggio 2: Scarica Gui

zapmaker.org/projects/grbl-controller-3-0/

github.com/grbl/grbl/wiki/Using-Grbl

Passaggio 3: connessione

Collegare i fili che sono indicati nell'immagine è una maggiore comprensione per te.

dobbiamo collegare il driver del motore ad Arduino e ad altri connettori richiesti dal tuo robot.

Passaggio 4: caricare il firmware e controllare il risultato del codice nella dashboard di Arduino

Installazione del firmware su Arduino - GRBL:

github.com/grbl/grbl/wiki/Compiling-Grbl

Nota: potresti riscontrare un conflitto durante la compilazione in Arduino. Rimuovi tutte le altre librerie dalla cartella della libreria (../documents/Arduino/libraries).

Configurazione del firmware

Imposta abilita su un timeout più recente. Usa una connessione seriale e scrivi:

$1=255

Imposta il riferimento:

$22=1

Ricorda di impostare seriale su baud: 115200

Codici G utili

Imposta il punto zero per il robot:

G10 L2 Xnnn Ynnn Znnn

Usa il punto zero:

G54

Inizializzazione tipica per centrare il robot:

G10 L2 X1.5 Y1.2 Z1.1

G54

Sposta rapidamente il robot in posizione:

G0 Xnnn Ynnn Znnn

Esempio:

G0 X10.0 Y3.1 Z4.2 (ritorno)

Sposta il robot in posizione a una velocità specifica:

G1 Xnnn Ynnn Znnn Fnnn

G1 X11 Y3 Z4 F300 (ritorno)

F dovrebbe essere compreso tra 10 (slooooow) e 600 (veloce)

Unità predefinite per X, Y e Z

Quando si utilizzano le impostazioni di step/unità predefinite (250 step/unità) per GRBL e

azionamento passo-passo impostato per 800 passi/giro le seguenti unità si applicano a tutti gli assi:

+- 32 unità = +- 180 gradi

Esempio di codice di elaborazione:

Questo codice può comunicare direttamente con Arduino GRBL.

github.com/damellis/gctrl

Ricordati di impostare seriale su baud: 115200

Codice uoad in ardunio

import java.awt.event. KeyEvent;

import javax.swing. JOptionPane;

import processing.serial.*;

Porta seriale = nullo;

// seleziona e modifica la riga appropriata per il tuo sistema operativo

// lascia null per usare la porta interattiva (premi 'p' nel programma)

String nomeporta = null;

//String portname = Serial.list()[0]; // Mac OS X

//Stringa nomeporta = "/dev/ttyUSB0"; // Linux

//Stringa nomeporta = "COM6"; // Finestre

flusso booleano = falso;

velocità galleggiante = 0.001;

String codice g;

int i = 0;

void openSerialPort()

{

if (portname == null) return;

if (porta != null) port.stop();

port = new Serial(this, portname, 115200);

port.bufferUntil('\n');

}

void selectSerialPort()

{

Risultato stringa = (Stringa) JOptionPane.showInputDialog(this, "Seleziona la porta seriale che corrisponde alla tua scheda Arduino.", "Seleziona porta seriale", JOptionPane. PLAIN_MESSAGE, nullo, Serial.list(), 0);

if (risultato != nullo) {

nomeporta = risultato;

openSerialPort();

}

}

configurazione nulla()

{

dimensione (500, 250);

openSerialPort();

}

pareggio vuoto()

{

sfondo(0);

riempimento(255);

int y = 24, dy = 12;

text("ISTRUZIONI", 12, y); y += dy;

text("p: seleziona porta seriale", 12, y); y += dy;

text("1: imposta la velocità su 0.001 pollici (1 mil) per jog", 12, y); y += dy;

text("2: imposta la velocità su 0.010 pollici (10 mil) per jog", 12, y); y += dy;

text("3: imposta la velocità su 0,100 pollici (100 mil) per jog", 12, y); y += dy;

text("tasti freccia: jog nel piano x-y", 12, y); y += dy;

text("pagina su & pagina giù: jog nell'asse z", 12, y); y += dy;

text("$: visualizza le impostazioni di grbl", 12, y); y+= dy;

text("h: vai a casa", 12, y); y += dy;

text("0: zero macchina (imposta casa sulla posizione corrente)", 12, y); y += dy;

text("g: trasmetti in streaming un file g-code", 12, y); y += dy;

text("x: stop streaming g-code (questo NON è immediato)", 12, y); y += dy;

y = altezza - dy;

text("velocità corrente: " + velocità + " pollici per passo", 12, y); y -= dy;

text("porta seriale corrente: " + nomeporta, 12, y); y -= dy;

}

tasto voidPremuto()

{

if (tasto == '1') velocità = 0.001;

if (tasto == '2') velocità = 0,01;

if (tasto == '3') velocità = 0,1;

if (!streaming) {

if (keyCode == LEFT) port.write("G91\nG20\nG00 X-" + velocità + " Y0.000 Z0.000\n");

if (keyCode == RIGHT) port.write("G91\nG20\nG00 X" + velocità + " Y0.000 Z0.000\n");

if (keyCode == UP) port.write("G91\nG20\nG00 X0.000 Y" + velocità + " Z0.000\n");

if (keyCode == DOWN) port.write("G91\nG20\nG00 X0.000 Y-" + velocità + " Z0.000\n");

if (keyCode == KeyEvent. VK_PAGE_UP) port.write("G91\nG20\nG00 X0.000 Y0.000 Z" + velocità + "\n");

if (keyCode == KeyEvent. VK_PAGE_DOWN) port.write("G91\nG20\nG00 X0.000 Y0.000 Z-" + velocità + "\n");

//if (chiave == 'h') port.write("G90\nG20\nG00 X0.000 Y0.000 Z0.000\n");

if (chiave == 'v') port.write("$0=75\n$1=74\n$2=75\n");

//if (chiave == 'v') port.write("$0=100\n$1=74\n$2=75\n");

if (chiave == 's') port.write("$3=10\n");

if (chiave == 'e') port.write("$16=1\n");

if (chiave == 'd') port.write("$16=0\n");

if (chiave == '0') openSerialPort();

if (chiave == 'p') selectSerialPort();

if (chiave == '$') port.write("$$\n");

if (chiave == 'h') port.write("$H\n");

}

if (!streaming && chiave == 'g') {

gcode = nullo; io = 0;

File file = nullo;

println("Caricamento file…");

selectInput("Seleziona un file da elaborare:", "fileSelected", file);

}

if (chiave == 'x') streaming = false;

}

void fileSelected(Selezione file) {

if (selezione == null) {

println("La finestra è stata chiusa o l'utente ha premuto Annulla.");

} altro {

println("Utente selezionato " + selection.getAbsolutePath());

gcode = loadStrings(selection.getAbsolutePath());

if (gcode == null) return;

streaming = vero;

flusso();

}

}

flusso vuoto()

{

if (!streaming) ritorna;

mentre (vero) {

if (i == gcode.length) {

streaming = falso;

Restituzione;

}

if (gcode.trim().length() == 0) i++;

altrimenti rompere;

}

println(gcode);

port.write(gcode + '\n');

io++;

}

void serialEvent(Serial p)

{

String s = p.readStringUntil('\n');

println(s.trim());

if (s.trim().startsWith("ok")) stream();

if (s.trim().startsWith("error")) stream(); //XXX: davvero?

}

Passaggio 5: progettare e stampare tutte le parti in un foglio di compensato

Scarica la parte del robot e progetta in AutoCAD e stampa sul foglio di compensato da 12 mm e rifinisci e progetta la parte. Se qualcuno ha bisogno di file cad, lascia il commento nella casella della sezione commenti che invierò direttamente.

Passaggio 6: assemblaggio

raccogliere tutta la parte e disporre nella sequenza sull'immagine che viene data e seguire il diagramma dell'immagine.

Passaggio 7: configurazione delle impostazioni GBRL

Impostazione che ha dimostrato di funzionare sui nostri robot.

$0=10 (passo impulso, usec) $1=255 (passo idle delay, msec) $2=7 (passo port invert mask:00000111) $3=7 (dir port invert mask:00000111) $4=0 (passo abilita inversione, bool) $5=0 (limite pin invert, bool) $6=1 (probe pin invert, bool) $10=3 (maschera rapporto stato:00000011) $11=0.020 (deviazione giunzione, mm) $12=0.002 (tolleranza arco, mm) $13 =0 (report pollici, bool) $20=0 (limiti soft, bool) $21=0 (limiti rigidi, bool) $22=1 (ciclo di homing, bool) $23=0 (homing dir invert mask:00000000) $24=100.000 (avanzamento homing, mm/min) $25=500.000 (ricerca homing, mm/min) $26=250 (homing antirimbalzo, msec) $27=1.000 (homing pull-off, mm) $100=250.000 (x, step/mm) $101= 250.000 (y, step/mm) $ 102=250.000 (z, step/mm) $110=500.000 (x velocità massima, mm/min) $ 111=500.000 (y velocità massima, mm/min) $112=500.000 (z velocità massima, mm/min) $120=10.000 (x accelerazione, mm/sec^2) $121=10.000 (y accelerazione, mm/sec^2) $122=10.000 (z accelerazione, mm/sec^2) $130=200.000 (x corsa massima, mm) $131=200.000 (y corsa massima, mm) $132=200.000 (z corsa massima, mm)

Passaggio 8: caricare il codice finale e controllare il risultato virtuale nella dashboard del software Arduino Uno

// Unità: CM

float b_height = 0;

galleggiante a1 = 92;

galleggiante a2 = 86;

float snude_len = 20;

booleano doZ = falso;

float base_angle;// = 0;

float arm1_angle; // = 0;

galleggiante arm2_angle; //= 0;

float bx = 60;// = 25;

float di = 60;// = 0;

float bz = 60;// = 25;

flottante x = 60;

flottante y = 60;

galleggiante z = 60;

galleggiante q;

galleggiante c;

galleggiante V1;

galleggiante V2;

galleggiante V3;

galleggiante V4;

galleggiante V5;

void setup() {

dimensione (700, 700, P3D);

cam = new PeasyCam (questo, 300);

cam.setMinimumDistance(50);

cam.setMaximumDistance(500);

}

disegno vuoto() {

//allineatore:

y = (mouseX - larghezza/2)*(-1);

x = (mouseY - altezza/2)*(-1);

bz = z;

per = y;

bx = x;

float y3 = sqrt(bx*bx+by*by);

c = sqrt(y3*y3 + bz*bz);

V1 = acos((a2*a2+a1*a1-c*c)/(2*a2*a1));

V2 = acos((c*c+a1*a1-a2*a2)/(2*c*a1));

V3 = acos((y3*y3+c*c-bz*bz)/(2*y3*c));

q = V2 + V3;

arm1_angle = q;

V4 = radianti(90,0) - q;

V5 = radianti(180) - V4 - radianti(90);

arm2_angle = radianti(180,0) - (V5 + V1);

angolo_base = gradi(atan2(bx, per));

arm1_angle=gradi(arm1_angle);

arm2_angle=gradi(arm2_angle);

//println(di, bz);

//angolo_braccio1 = 90;

//arm2_angle = 45;

/*

arm2_angle = 23;

arm1_angle= 23;

arm2_angle=23;

*/

// interattivo:

// if (doZ)

//

// {

// angolo_base = angolo_base+ mouseX-pmouseX;

// } altro

// {

// arm1_angle =arm1_angle+ pmouseX-mouseX;

// }

//

// arm2_angle = arm2_angle+ mouseY-pmouseY;

draw_robot(base_angle, -(arm1_angle-90), arm2_angle+90 - (-(arm1_angle-90)));

// println(base_angle + ", " + arm1_angle + ", " + arm2_angle);

}

void draw_robot(float base_angle, float arm1_angle, float arm2_angle)

{

ruotareX(1.2);

ruotareZ(-1.2);

sfondo(0);

luci();

pushMatrix();

// BASE

riempimento(150, 150, 150);

box_corner(50, 50, b_height, 0);

rotazione(radianti(angolo_base), 0, 0, 1);

// BRACCIO 1

riempimento(150, 0, 150);

box_corner(10, 10, a1, arm1_angle);

// BRACCIO 2

riempimento(255, 0, 0);

box_corner(10, 10, a2, arm2_angle);

// NUDO

riempimento(255, 150, 0);

box_corner(10, 10, snude_len, -arm1_angle-arm2_angle+90);

popMatrix();

pushMatrix();

galleggiante action_box_size=100;

translate(0, -action_box_size/2, action_box_size/2+b_height);

pushMatrix();

translate(x, action_box_size- y-action_box_size/2, z-action_box_size/2);

riempimento(255, 255, 0);

scatola(20);

popMatrix();

riempimento(255, 255, 255, 50);

box(action_box_size, action_box_size, action_box_size);

popMatrix();

}

void box_corner (float w, float h, float d, float ruota)

{

rotazione(radianti(ruota), 1, 0, 0);

tradurre(0, 0, d/2);

casella (w, h, d);

tradurre(0, 0, d/2);

}

tasto voidPremuto()

{

if (chiave == 'z')

{

doZ = !doZ;

}

if (chiave == 'h')

{

// imposta tutto a zero

arm2_angle = 0;

arm1_angle = 90;

angolo_base = 0;

}

if (tasto == 'g')

{

println(gradi(V1));

println(gradi(V5));

}

if (codice chiave == SU)

{

z++;

}

if (codice tasto == GI)

{

z--;

}

if (chiave == 'o')

{

y = 50;

z = 50;

println(q);

println(c, "c");

println(V1, "V1");

println(V2);

println(V3);

println(arm1_angle);

println(V4);

println(V5);

println(arm2_angle);

}

}