Braccio robotico per saldatura automatizzata: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Questa istruzione mostra come saldare le parti elettroniche nel PCB utilizzando Robotic Arm

L'idea di questo progetto mi è venuta in mente per caso quando stavo cercando le diverse abilità dei bracci robotici, poi ho scoperto che ce ne sono alcuni che coprono quest'area di utilizzo (Automated Welding & Saldare Robotic Arm).

In realtà avevo già fatto esperienza per la costruzione di progetti simili, ma questa volta il progetto è stato molto utile ed efficace.

Prima di decidere la forma ho visto molte applicazioni e altri progetti soprattutto nel campo dell'industria, i progetti Open Source mi hanno aiutato molto a trovare la forma giusta e adatta.

Ciò è dovuto alla scienza dietro l'alimentazione visiva per il nostro cervello.

Passaggio 1: progettazione

All'inizio ho visto molti progetti professionali che non sono stato in grado di implementare a causa della complessità.

Poi ho deciso di vedere di realizzare un mio prodotto ispirandomi agli altri progetti, quindi ho utilizzato Google Sketch up 2017 pro. ogni parte è stata progettata per essere assemblata l'una accanto all'altra in un ordine specifico come mostrato nell'immagine successiva.

E prima di assemblarlo ho dovuto testare le parti e scegliere il saldatore adatto, questo è avvenuto disegnando un progetto di finitura virtuale come guida per me.

Questi disegni mostrano la forma a grandezza naturale della finitura effettiva e le dimensioni corrette di ogni parte per scegliere il saldatore giusto.

Passaggio 2: parti elettroniche

1. Motore passo-passo 28BYJ-48 con modulo driver ULN2003

2. Arduino Uno R3

3. MG-90S Micro Servomotore con ingranaggi in metallo

4. I2C SERIALE LCD 1602 MODULO

5. tagliere

6. Cavi di collegamento

7. Modulo di passaggio

8. Ingranaggio metallico del micro servomotore

Passaggio 3: funzionamento e installazione

Durante il lavoro ho incontrato alcuni ostacoli che dobbiamo annunciare a riguardo.

1. Le braccia erano troppo pesanti per essere trattenute dai piccoli motori passo-passo e abbiamo risolto questo problema nella versione successiva o nella stampa tagliata al laser.

2. Poiché il modello era realizzato in materiale plastico, l'attrito della base rotante era elevato e i movimenti non erano fluidi.

La prima soluzione è stata quella di acquistare un motore passo-passo più grande in grado di sopportare il peso e l'attrito, e abbiamo riprogettato la base per adattarla a un motore passo-passo più grande.

In realtà il problema si ferma e il motore più grande non lo ha risolto, e questo perché l'attrito tra due superfici di plastica accanto non possiamo regolare la pentola in percentuale. La posizione di rotazione massima non è la corrente massima che il driver può fornire. È necessario utilizzare la tecnica mostrata dal produttore, in cui si misura la tensione mentre si gira il potenziometro.

Quindi ho fatto ricorso a cambiare totalmente il design della base e ho messo un servomotore con ingranaggi in metallo al posto del meccanismo degli ingranaggi.

3. tensione

La scheda Arduino può essere alimentata sia dal jack di alimentazione DC (7 - 12V), dal connettore USB (5V), sia dal pin VIN della scheda (7-12V). La fornitura di tensione tramite i pin 5V o 3,3V bypassa il regolatore e abbiamo deciso di acquistare un cavo USB speciale che supporta 5 volt dal PC o da qualsiasi alimentatore.

quindi I motori passo-passo e gli altri componenti funzionano correttamente con soli 5 volt e per proteggere le parti da qualsiasi problema ripariamo il modulo step-down.

Il modulo step-down è un convertitore buck (convertitore step-down) è un convertitore di alimentazione CC-CC che riduce la tensione (aumentando la corrente) dal suo ingresso (alimentazione) alla sua uscita (carico) e mantiene anche la stabilità o la tensione.

Passaggio 4: modifiche

Dopo alcune modifiche abbiamo cambiato il design del modello riducendo le dimensioni dei bracci e facendo un foro adatto per l'ingranaggio del servomotore come mostrato.

E durante il test il servomotore è riuscito a ruotare correttamente il peso di 180 gradi perché la sua coppia elevata significa che un meccanismo è in grado di gestire carichi più pesanti. La forza di rotazione che un servomeccanismo può produrre dipende dai fattori di progettazione: tensione di alimentazione, velocità dell'albero, ecc.

Anche l'utilizzo di I2c è stato piacevole perché utilizza solo due pin e puoi mettere più dispositivi i2c sugli stessi due pin. Quindi, ad esempio, potresti avere fino a 8 zaini LCD+LCD tutti su due pin! La cattiva notizia è che devi usare il pin i2c "hardware".

Passaggio 5: supporto per saldatore o pinza

La pinza

è stato risolto utilizzando un servomotore ad ingranaggi in metallo per sostenere il peso del saldatore.

servo.attach(9, 1000, 2000);

servo.write (vincolo (angolo, 10, 160));

All'inizio abbiamo avuto un ostacolo che era il motore che tremava e vibrava fino a quando non abbiamo trovato un codice complicato che dava vincoli agli angeli.

Perché non tutti i servi hanno una rotazione completa di 180 gradi. Molti no.

Quindi abbiamo scritto un test per determinare dove sono i limiti meccanici. Usa servo.write Microseconds invece di servo.write Mi piace di più perché ti permette di usare 1000-2000 come intervallo di base. E molti servi supporteranno al di fuori di tale intervallo, da 600 a 2400.

Quindi, abbiamo provato diversi valori e vediamo dove ottieni il ronzio che dice che hai raggiunto il limite. Quindi rimani entro quei limiti solo quando scrivi. Puoi impostare questi limiti quando usi servo.attach (pin, min, max)

Trova il vero raggio di movimento e assicurati che il codice non tenti di spingerlo oltre i finecorsa, la funzione constrain() di Arduino è utile per questo.

ed ecco il link per acquistare il saldatore USB:

Mini 5V DC 8W USB Power Saldatore Penna + Supporto per interruttore tattile

Passaggio 6: codifica

L'uso di librerie di Arduino

può essere esteso attraverso l'uso di librerie, proprio come la maggior parte delle piattaforme di programmazione. Le biblioteche forniscono funzionalità extra da utilizzare negli schizzi, ad es. lavorare con l'hardware o manipolare i dati. Per utilizzare una libreria in uno schizzo.

#include AccelStepper.h

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