Arduino Base Pick and Place Robot: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Eu fiz um braço de robô industrial super barato (menos de 1000 dólares) para permitir que os alunos hackear robótica em maior escala e para permitir que pequenas produções locais usem robôs em seus processos sem quebrar o banco. Sua facilidade para construir e fazer a faixa etária pessoas de 15 a 50 anos.

Etapa 1: Requisitos de componentes

1. Arduino + Escudo + Pinos + Cabos

2. Controlador de motor: dm860A (Ebay)

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

4. Parafusos M8x45 + 60 + 70 e parafusos M8.

5. Contraplacado de 12 mm.

6. Nylon de 5 mm.

7. Arruelas cegas de 8 mm.

8. Parafusos para madeira 4.5x40mm.

9. Contador M3 afundado, 10. Fonte de alimentação 12v

11. servo motor driver arduino

Etapa 2: Baixe o Gui

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

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

Etapa 3: Conexão

Conectar os fios indicados na imagem é uma melhor compreensão para você.

precisamos conectar o driver do motor ao Arduino e outros conectores necessários de acordo com o seu robô.

Etapa 4: faça upload do firmware e verifique o resultado do código no painel do Arduino

Instalando o firmware no Arduino - GRBL:

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

Nota: Você pode obter um conflito ao compilar no Arduino. Remova todas as outras bibliotecas de sua pasta de biblioteca (../documents/Arduino/libraries).

Configuração de firmware

Defina habilitar para um tempo limite mais recente. Use uma conexão serial e escreva:

$1=255

Definir homing:

$22=1

Lembre-se de definir serial para baud: 115200

Códigos G úteis

Defina o ponto zero para o robô:

G10 L2 Xnnn Ynnn Znnn

Use o ponto zero:

G54

Inicialização típica para centralizar o robô:

G10 L2 X1.5 Y1.2 Z1.1

G54

Mova o robô para a posição rapidamente:

G0 Xnnn Ynnn Znnn

Exemplo:

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

Mova o robô para a posição em uma velocidade específica:

G1 Xnnn Ynnn Znnn Fnnn

G1 X11 Y3 Z4 F300 (retorno)

F deve estar entre 10 (slooooow) e 600 (rápido)

Unidades padrão para X, Y e Z

Ao usar configurações de etapas / unidades padrão (250 etapas / unidade) para GRBL e

acionamento de passo configurado para 800 passos / rev, as seguintes unidades se aplicam a todos os eixos:

+ - 32 unidades = + - 180 graus

Exemplo de código de processamento:

Este código pode se comunicar diretamente com o Arduino GRBL.

github.com/damellis/gctrl

Lembre-se de definir serial para baud: 115200

Código uoload em ardunio

import java.awt.event. KeyEvent;

import javax.swing. JOptionPane;

import processing.serial. *;

Porta serial = nula;

// selecione e modifique a linha apropriada para o seu sistema operacional

// deixe como nulo para usar a porta interativa (pressione 'p' no programa)

String portname = null;

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

// String portname = "/ dev / ttyUSB0"; // Linux

// String portname = "COM6"; // Janelas

fluxo booleano = falso;

velocidade de flutuação = 0,001;

String gcode;

int i = 0;

void openSerialPort ()

{

if (portname == null) return;

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

porta = novo Serial (este, nome da porta, 115200);

port.bufferUntil ('\ n');

}

void selectSerialPort ()

{

String result = (String) JOptionPane.showInputDialog (this, "Selecione a porta serial que corresponde à sua placa Arduino.", "Selecione a porta serial", JOptionPane. PLAIN_MESSAGE, nulo, Serial.list (), 0);

if (resultado! = nulo) {

portname = resultado;

openSerialPort ();

}

}

void setup ()

{

tamanho (500, 250);

openSerialPort ();

}

void draw ()

{

fundo (0);

preencher (255);

int y = 24, dy = 12;

texto ("INSTRUÇÕES", 12, y); y + = dy;

texto ("p: selecionar porta serial", 12, y); y + = dy;

texto ("1: definir a velocidade para 0,001 polegadas (1 mil) por jog", 12, y); y + = dy;

texto ("2: definir a velocidade para 0,010 polegadas (10 mil) por jog", 12, y); y + = dy;

texto ("3: definir a velocidade para 0,100 polegadas (100 mil) por jog", 12, y); y + = dy;

texto ("teclas de seta: mover no plano x-y", 12, y); y + = dy;

texto ("página acima e página abaixo: mover no eixo z", 12, y); y + = dy;

texto ("$: exibir configurações grbl", 12, y); y + = dy;

texto ("h: ir para casa", 12, y); y + = dy;

text ("0: zero machine (set home to the current location)", 12, y); y + = dy;

texto ("g: transmitir um arquivo de código g", 12, y); y + = dy;

text ("x: parar o streaming de código G (NÃO é imediato)", 12, y); y + = dy;

y = altura - dy;

texto ("velocidade atual de jog:" + velocidade + "polegadas por passo", 12, y); y - = dy;

texto ("porta serial atual:" + nome da porta, 12, y); y - = dy;

}

void keyPressed ()

{

if (chave == '1') velocidade = 0,001;

if (chave == '2') velocidade = 0,01;

if (tecla == '3') velocidade = 0,1;

if (! streaming) {

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

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

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

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

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

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

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

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

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

if (key == 's') port.write ("$ 3 = 10 / n");

if (key == 'e') port.write ("$ 16 = 1 / n");

if (key == 'd') port.write ("$ 16 = 0 / n");

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

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

if (key == '$') port.write ("$$ / n");

if (key == 'h') port.write ("$ H / n");

}

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

gcode = null; i = 0;

Arquivo arquivo = nulo;

println ("Carregando arquivo…");

selectInput ("Selecione um arquivo para processar:", "fileSelected", arquivo);

}

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

}

void fileSelected (seleção de arquivo) {

if (seleção == null) {

println ("A janela foi fechada ou o usuário clicou em cancelar.");

} outro {

println ("Usuário selecionado" + selection.getAbsolutePath ());

gcode = loadStrings (selection.getAbsolutePath ());

if (gcode == null) return;

streaming = verdadeiro;

Stream();

}

}

void stream ()

{

if (! streaming) retornar;

while (true) {

if (i == gcode.length) {

streaming = falso;

Retorna;

}

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

senão quebrar;

}

println (gcode );

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

i ++;

}

void serialEvent (Serial p)

{

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

println (s.trim ());

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

if (s.trim (). startsWith ("erro")) stream (); // XXX: realmente?

}

Etapa 5: Projete e imprima todas as peças em uma folha de madeira compensada

Baixe a peça e o projeto do robô no AutoCAD e imprima na folha de compensado de 12 mm e o acabamento e a parte do projeto. Se alguém precisar do arquivo cad, por favor, deixe o comentário na caixa de seção de comentários que enviarei diretamente.

Etapa 6: Montagem

reúna toda a parte e organize na seqüência na imagem que é dada e siga o diagrama da imagem.

Etapa 7: definir as configurações de GBRL

Configuração que provou funcionar em nossos robôs.

$ 0 = 10 (pulso de etapa, usec) $ 1 = 255 (atraso de etapa inativa, mseg) $ 2 = 7 (máscara de inversão de porta de etapa: 00000111) $ 3 = 7 (máscara de inversão de porta dir: 00000111) $ 4 = 0 (etapa de ativação de inversão, bool) $ 5 = 0 (pino de limite invertido, bool) $ 6 = 1 (pino da sonda invertido, bool) $ 10 = 3 (máscara de relatório de status: 00000011) $ 11 = 0,020 (desvio de junção, mm) $ 12 = 0,002 (tolerância de arco, mm) $ 13 = 0 (polegadas de relatório, bool) $ 20 = 0 (limites flexíveis, bool) $ 21 = 0 (limites rígidos, bool) $ 22 = 1 (ciclo de homing, bool) $ 23 = 0 (máscara de inversão de dir homing: 00000000) $ 24 = 100.000 (homing feed, mm / min) $ 25 = 500.000 (homing search, mm / min) $ 26 = 250 (homing debounce, mseg) $ 27 = 1.000 (homing pull-off, mm) $ 100 = 250.000 (x, passo / mm) $ 101 = 250.000 (y, step / mm) $ 102 = 250.000 (z, step / mm) $ 110 = 500.000 (x taxa max, mm / min) $ 111 = 500.000 (y max rate, mm / min) $ 112 = 500.000 (z max rate, mm / min) $ 120 = 10.000 (x aceler, mm / s ^ 2) $ 121 = 10.000 (y aceler, mm / s ^ 2) $ 122 = 10.000 (z aceler, mm / s ^ 2) $ 130 = 200.000 (x curso máximo, mm) $ 131 = 200.000 (curso máximo de y, mm) $ 132 = 200.000 (curso máximo de z, mm)

Etapa 8: faça upload do código final e verifique o resultado virtual no painel do software Arduino Uno

// Unidades: CM

float b_height = 0;

float a1 = 92;

float a2 = 86;

float snude_len = 20;

boolean doZ = false;

float base_angle; // = 0;

float arm1_angle; // = 0;

float arm2_angle; // = 0;

float bx = 60; // = 25;

flutuar por = 60; // = 0;

float bz = 60; // = 25;

float x = 60;

float y = 60;

float z = 60;

float q;

float c;

float V1;

float V2;

float V3;

float V4;

float V5;

void setup () {

tamanho (700, 700, P3D);

cam = novo PeasyCam (este, 300);

cam.setMinimumDistance (50);

cam.setMaximumDistance (500);

}

void draw () {

// ligninger:

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

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

bz = z;

por = y;

bx = x;

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

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 = radianos (90,0) - q;

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

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

ângulo_base = graus (atan2 (bx, por));

arm1_angle = graus (arm1_angle);

arm2_angle = graus (arm2_angle);

// println (por, bz);

// arm1_angle = 90;

// arm2_angle = 45;

/*

arm2_angle = 23;

arm1_angle = 23;

arm2_angle = 23;

*/

// interativo:

// if (doZ)

//

// {

// base_angle = base_angle + mouseX-pmouseX;

// } outro

// {

// 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)

{

rotateX (1,2);

rotateZ (-1,2);

fundo (0);

luzes ();

pushMatrix ();

// BASE

encher (150, 150, 150);

box_corner (50, 50, b_height, 0);

rotate (radianos (base_angle), 0, 0, 1);

// ARM 1

encher (150, 0, 150);

box_corner (10, 10, a1, arm1_angle);

// ARM 2

preencher (255, 0, 0);

box_corner (10, 10, a2, arm2_angle);

// SNUDE

preencher (255, 150, 0);

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

popMatrix ();

pushMatrix ();

float action_box_size = 100;

traduzir (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);

preencher (255, 255, 0);

caixa (20);

popMatrix ();

preencher (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 girar)

{

girar (radianos (girar), 1, 0, 0);

traduzir (0, 0, d / 2);

caixa (w, h, d);

traduzir (0, 0, d / 2);

}

void keyPressed ()

{

if (chave == 'z')

{

doZ =! doZ;

}

if (chave == 'h')

{

// definir tudo para zero

arm2_angle = 0;

arm1_angle = 90;

ângulo_base = 0;

}

if (chave == 'g')

{

println (graus (V1));

println (graus (V5));

}

if (keyCode == UP)

{

z ++;

}

if (keyCode == DOWN)

{

z -;

}

if (chave == '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);

}

}