Скара робот ардуино

Содержание

Самодельный ЧПУ станок

Разделы сайта

Интересное предложение

Лучшее

Статистика

Лазерный робот — рука — это очень интересный подход к изготовлению самодельного ЧПУ гравера! Ведь не даром вся промышленная автоматизация стремится перейти на робо-руки.

В конце этой статьи вы можете скачать бесплатно чертежи (SLDPRT) для печати деталей для сборки такой самодельной роборуки и переделанную под нее прошивку. Так же есть и подборка электроники для сборки этого необычного ЧПУ станка для лазерной резки и гравировки.

SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) — это кинематика, основанная на рычажной системе, обеспечивающей перемещение конечного звена в плоскости за счет вращательного привода рычагов механизма. Классический SCARA механизм состоит из двух рычагов, соединенных в одной точке, и 2-х независимых приводов, один из которых установлен в сочленении 2-х рычагов и вращает их друг относительно друга, а второй установлен в основании первого рычага и вращает его относительно рабочей плоскости.

Как уже говорилось выше — промышленность переходит на роботов в виде руки, это обосновано тем, что такого робота очень легко перепрофилировать налюбую задачу, в то время как ускоспециалированный ЧПУ станок ориентирован только на диапазон конкретных действий.

Кстати, ЧПУ робот, что на фотографии выше. может приобрести любой, кто захочет! Этого красного красавца продают на AliExpress , и весьма недорого, если учесть то, что это промышленное оборудование.

Но, вернемся к самодельному аналогу промышленного робота. Что может детать такая ЧПУ рука? В данном случае, резать и гравировать по пластику, бумаге и дереву.

Фактически, она может обрисовать все вокруг себя на 360 градусов, исключая свое место установки. Такое не всегда надо, но — возможность имеется.

Модель и детали разработаны в ПО SOLIDWORKS и их можно скачать в конце статьи.

Моторы — шаговые NEMA 17, передача крутящего момента — с помощью зубчатых ремней и шестеренок.

Передача идет с малой шестерни на большую, тем самым понижается скорость работы, но увеличивается точность позиционирования, а в случае с «рукой» — это очень важно, так как ошибка позиционирования одного мотора будет увеличиваться при работе других моторов. Так что тут работает словосочетание — лучше тише, но точнее!

Электронные мозги ЧПУ робота сделаны на базе Arduino. Так как проект не стандартный, то пришлось дорабатывать Marlin 3D Printer firmware.

Доработанную прошивку, так же можно скачать в конце статьи.

Для работы станка не требуется какого либо специализированного программного обеспечения, задачи задаются во всем известном RepetierHost.

Возможность поднимать и опускать блок лазера позволяет делать гравировку на объекстах различного размера, в том числе и по высоте.

Можно нанести надпись на плоскую деревяшку, а можно и отгравировать торец корбки.

Гравировать или резать — тут все зависит от того, насколько мощный лазерный иод вы установите в этот самодельный ЧПУ станок.

1-2 Вт позволят делать гравировку, 5-7.5 Вт — этот диапазон мощности позволяет резать фанеру толщиной 3-4 мм, 10-40 Вт — тут все ограничивается только вашей фантазией.

Кто не верит в способность диодного лазера выдавать 40Вт (а таких людей обычно достаточно) приглашаю почитать статью Лазерные диоды для ЧПУ станка, в ней все описано подробно, как, что и почему.

Электроника для самодельного ЧПУ робота — руки

Laser Safety Goggles

BangGood, AliExpress

Laser Module 7.5W

BangGood, AliExpress

Dc 12V 5A 60W Power Supply

BangGood, AliExpress

Roller Micro Limit Switch

BangGood, AliExpress

Arduino Mega

BangGood, AliExpress

Ramps 1.6 Board

BangGood, AliExpress

A4988 Stepper Driver

BangGood, AliExpress

Nema17 59Ncm

BangGood, AliExpress

Посмотрите видео о разработке и сборке этого необычного лазерного гравера

Скачать чертежи для распечатки на 3D принтере лазерного гравера в виде робота-руки можно тут.
Скачать модифицированную прошивкуможно здесь.

Источник

Scara-робот. Вторая итерация. Первые результаты

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Приветствую всех кто решил снова почитать о мои «приключениях».

В этот раз я не буду жаловаться на мир и всех кто мог оказаться виновным в моих неудачах. Меня ждал нынче успех. Вот и доказательства:

Уже стало немного интереснее? Появилась интрижка?

Начнем с начала. Нарисовал снова проект:

Приехал домой и собрал. Скачал Marlin. Настроил среду для редактирования и компилирования. Как раз вышел стабильный релиз, добавили кинематику MPSCARA. Решил проверить ее. Все паркуется, все ездит. Но она не подходит (там математика не скаравская, для ее использования требуется адаптировать конечный g-code через скрипт). Переключаюсь на MORGAN_SCARA, правлю немножечко код под REAL_SCARA из smothieware. Запускаю и все. Оси XY не паркуются, а Z гудит и дергается. (Видео не снял)

Ковыряюсь в коде пытаясь понять почему так ведет себя принтер. Ничего не выходит, там в этом коде все так запутано. Думаю, а добавлю-ка я туда свою кинематику, а не буду редактировать то что есть. А тут с этим еще хуже. Нельзя так просто взять и добавить туда свою кинематику, тебе надо еще научить прошивку с ней работать. И смотря на аналогию с имеющейся для MORGAN_SCARA, я плюнул на Marlin и забил как на страшный сон.

Осталась SmoothieWare. С ней у меня было меньше проблем. Здесь тебе и поддержка real_scara (то что нужно) и инструменты для настройки и калибровки ScarЫ (в Marlin тоже есть команды для калибровки, но не такие удобные), все движки работают правильно и парковка работает. Благодать. Приступил к настройке конфига. Я и так эти параметры меняю и эдак, но результат не соответствует ожиданиям. Как будто область печати совсем не там где я хочу.

Полез в google в поисках истины. Нахожу для примера такое видео:

Здесь парень показывает как его робот печатает. Использует модифицированный Marlin. Лезу в его исходник:

Right handed? Значит у меня леворукая скара? Не проблема. Сделаем ее праворукой. Печати-то на пару часов.

Ну теперь-то должна заработать. Но она так не считала и работала по своему. Давай мерить углы между руками после парковки и соотносить с тем что выдает принтер. Не сходится. Правлю код, что выдавал больше отладочной информации о расчетах, углах и положениях. Накидал табличку в Excel со всеми расчетами и параметрами:

Играюсь с параметрами всяко разно, вроде подобрал. По таблице все получается, но в реальности принтер работает не правильно. Ну что же я делаю не так?

Выход один надо разобраться в вопросе подробнее. Вспоминаем тригонометрию

Угол увеличивается при движении против часовой стрелки. А у меня? А меня по часовой стрелке. Причем обе руки. Правим конфиг на смену направлений парковки и о чудо, принтер стал работать предсказуемо, но не так как предполагается. Необходимо разобраться откуда какой угол отсчитывается и все такое и попадаются мне такие видео:

Очень доходчиво все объяснено.

Пытаюсь ориентировать свой принтер на координатной плоскости:

Уже стало понятнее, перенесем это на схему:

И после этого ко мне пришло окончательно понимание работы этой кинематики. Видно, что после парковки угол Theta (он же мотор Х) должен иметь отрицательное положение и это его минимальное положение, а угол Psi (он же мотор Y) стремится к 180 градусам, но там стоит концевик и поэтому данный угол является максимальным.

Осталось поправить конфиг. Но возникло одно пара НО!. X паркуется в свое минимальное положение, но при этом имеет свое максимальное положение на координатной плоскости, пришлось сделать так:

alpha_homing_direction home_to_min alpha_min 212alpha_max -10

beta_homing_direction home_to_max beta_min 180beta_max -38

Вот теперь то все и заработало. Руки движутся туда куда и должны и все работает предсказуемо. Осталось откалибровать и пробовать печатать.

Калибровка здесь не сложная (ориентировался по этой инструкции ссылка)

Принтер паркуется и принимает положение при котором X рука занимает нулевой положение и должно быть параллельно оси OX, если это не так, то перемещая по Y (Y+ / Y-) добиваемся параллельности. Когда все готово вводим команду

и принтер сам вычисляет и сохраняет полученное значение.

Таким образом мы настроили отступ от концевика для X, который будет применятся после каждой парковки. Для Y действия аналогичны, только используются команды

Если вы не уверены в посчитанных шагах на градус, то это тоже можно настроить. Для X используются команды

рука займет положение в 90 градусов и требуется перемещением Y+/Y- настроить точность положения, вторая команда сама пересчитает шаги и сохранит в памяти. Для Y аналогично

После настройки шагов откалибруйте отступы для X Y заново.

И на этом все. Осталось сохранить изменения на карте командой

По указанной выше ссылке еще написано применить команду

Эта команда преобразует полученные отступы в смещение домашней позиции. После ее применения принтер стал неадекватно дергаться при изменении положения. В итоге я не стал этим пользоваться.

Перейдем к первой печати (это самое первое видео в статье). Это был самая первая попытка что-либо напечатать. И каково было мое удивление, когда вместо прямых линий получились дуги.

С ребристостью стенок все и так стало понятно при печати. Жесткости не хватает. Подшипники люфтят, ремни натянуты слабо, рельса по которой перемещается тоже люфтит. Но вот дуг вместо линий я не ожидал.

Сперва подумал на не точно измеренные длины рук, но отбросил это. Проблема крылась в другом. Я забыл про параметр

который делит прямую линию на короткие отрезки, то что нужно для нелинейных кинематик.

Стало немного лучше. По размерам соответствует, но по геометрии проблемы. Надо перепроверить длинны рук, может еще что-нибудь.

С жесткостью бороться можно лишь полностью переделав принтер. Это один самых интересных этапов, но сперва следует найти качественные подшипники. Продумать конструкцию, а не как в этот раз.

Если порассуждать, то можно найти много достоинств ScarЫ перед другими видами принтеров.

Желаю себе удачи, а вас с Наступающим Новым Годом.