Arduino Base Pick and Place Robot: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Hice un brazo robótico industrial súper barato (menos de 1000 dólares) para permitir a los estudiantes piratear robótica a mayor escala y permitir que pequeñas producciones locales utilicen robots en sus procesos sin romper el banco. Es fácil de construir y hacer que el grupo de edad sea de personas de 15 a 50 años.

Paso 1: Requisitos de los componentes

1. Arduino + Shield + Pines + Cables

2. Controlador de motor: dm860A (Ebay)

3. Motor paso a paso: 34hs5435c-37b2 (Ebay)

4. Pernos M8x45 + 60 + 70 y pernos M8.

5. Madera contrachapada de 12 mm.

6. Nylon de 5 mm.

7. Arandelas ciegas de 8 mm.

8. Tornillos para madera 4.5x40mm.

9. M3 Counter hundido, 10. fuente de alimentación de 12v

11.controlador de servomotor arduino

Paso 2: Descarga Gui

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

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

Paso 3: Conexión

Conectar los cables que se dan en la imagen es una mayor comprensión para usted.

Necesitamos conectar el controlador del motor a Arduino y otros conectores que requiera su robot.

Paso 4: cargue el firmware y verifique el resultado del código en el tablero de Arduino

Instalación del firmware en Arduino - GRBL:

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

Nota: Puede tener un conflicto al compilar en Arduino. Elimine todas las demás bibliotecas de la carpeta de su biblioteca (../documents/Arduino/libraries).

Configuración de firmware

Establezca la habilitación en un tiempo de espera más reciente. Utilice una conexión en serie y escriba:

$1=255

Establecer inicio:

$22=1

Recuerde configurar el serial en baudios: 115200

Códigos G útiles

Establecer el punto cero para el robot:

G10 L2 Xnnn Ynnn Znnn

Utilice el punto cero:

G54

Inicialización típica para centrar el robot:

G10 L2 X1.5 Y1.2 Z1.1

G54

Mueva el robot a la posición rápidamente:

G0 Xnnn Ynnn Znnn

Ejemplo:

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

Mueva el robot a la posición a una velocidad específica:

G1 Xnnn Ynnn Znnn Fnnn

G1 X11 Y3 Z4 F300 (regreso)

F debe estar entre 10 (lento) y 600 (rápido)

Unidades predeterminadas para X, Y y Z

Cuando se utilizan los ajustes predeterminados de pasos / unidades (250 pasos / unidad) para GRBL y

accionamiento paso a paso configurado para 800 pasos / rev, las siguientes unidades se aplican a todos los ejes:

+ - 32 unidades = + - 180 grados

Ejemplo de código de procesamiento:

Este código puede comunicarse directamente con Arduino GRBL.

github.com/damellis/gctrl

Recuerde configurar el serial en baudios: 115200

Codigo uoload en ardunio

import java.awt.event. KeyEvent;

import javax.swing. JOptionPane;

procesamiento de importación.serie. *;

Puerto serie = nulo;

// seleccione y modifique la línea apropiada para su sistema operativo

// dejar como nulo para usar el puerto interactivo (presione 'p' en el programa)

String portname = null;

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

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

// String portname = "COM6"; // Ventanas

flujo booleano = falso;

velocidad de flotación = 0,001;

String gcode;

int i = 0;

void openSerialPort ()

{

if (portname == null) return;

si (puerto! = nulo) puerto.stop ();

puerto = nueva serie (este, nombre de puerto, 115200);

port.bufferUntil ('\ n');

}

void selectSerialPort ()

{

Resultado de cadena = (Cadena) JOptionPane.showInputDialog (esto, "Seleccione el puerto serie que corresponda a su placa Arduino.", "Seleccionar puerto serie", JOptionPane. PLAIN_MESSAGE, nulo, Serial.list (), 0);

if (resultado! = nulo) {

portname = resultado;

openSerialPort ();

}

}

configuración vacía ()

{

tamaño (500, 250);

openSerialPort ();

}

vacío dibujar ()

{

fondo (0);

llenar (255);

int y = 24, dy = 12;

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

text ("p: seleccionar puerto serie", 12, y); y + = dy;

text ("1: establezca la velocidad en 0,001 pulgadas (1 mil) por trote", 12, y); y + = dy;

text ("2: establece la velocidad en 0.010 pulgadas (10 mil) por trote", 12, y); y + = dy;

text ("3: establezca la velocidad en 0,100 pulgadas (100 mil) por trote", 12, y); y + = dy;

text ("teclas de flecha: jog en el plano x-y", 12, y); y + = dy;

texto ("página arriba y página abajo: avance en el eje z", 12, y); y + = dy;

text ("$: mostrar configuración de grbl", 12, y); y + = dy;

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

text ("0: máquina cero (establecer inicio en la ubicación actual)", 12, y); y + = dy;

text ("g: transmitir un archivo de código g", 12, y); y + = dy;

text ("x: detener la transmisión de código g (esto NO es inmediato)", 12, y); y + = dy;

y = altura - dy;

text ("velocidad de jog actual:" + velocidad + "pulgadas por paso", 12, y); y - = dy;

text ("puerto serie actual:" + nombre de puerto, 12, y); y - = dy;

}

anular tecla presionada ()

{

si (clave == '1') velocidad = 0.001;

if (clave == '2') velocidad = 0.01;

if (clave == '3') velocidad = 0.1;

if (! streaming) {

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

}

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

gcode = null; i = 0;

Archivo archivo = nulo;

println ("Cargando archivo …");

selectInput ("Seleccionar un archivo para procesar:", "archivoSeleccionado", archivo);

}

if (clave == 'x') transmisión = falso;

}

void fileSelected (selección de archivo) {

si (selección == nulo) {

println ("La ventana se cerró o el usuario presionó cancelar");

} demás {

println ("Usuario seleccionado" + selection.getAbsolutePath ());

gcode = loadStrings (selection.getAbsolutePath ());

if (gcode == null) return;

streaming = verdadero;

Arroyo();

}

}

flujo vacío ()

{

if (! streaming) return;

while (verdadero) {

if (i == gcode.length) {

streaming = falso;

regreso;

}

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

más romper;

}

println (gcode );

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

i ++;

}

void serialEvent (Serial p)

{

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

println (s.trim ());

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

if (s.trim (). startsWith ("error")) stream (); // XXX: ¿de verdad?

}

Paso 5: Diseñe e imprima todas las piezas en una hoja de madera contrachapada

Descargue la pieza y el diseño del robot en AutoCAD e imprima en la hoja de madera contrachapada de 12 mm y la parte de acabado y diseño. Si alguien necesita un archivo CAD, por favor deje el comentario en el cuadro de la sección de comentarios, lo enviaré directamente.

Paso 6: Montaje

Reúna toda la pieza y colóquela en la secuencia de la imagen que se da y siga el diagrama de la imagen.

Paso 7: Configurar los ajustes de GBRL

Configuración que ha demostrado funcionar en nuestros robots.

$ 0 = 10 (pulso de paso, usec) $ 1 = 255 (retardo de inactividad de paso, mseg) $ 2 = 7 (máscara de inversión de puerto de paso: 00000111) $ 3 = 7 (máscara de inversión de puerto de dirección: 00000111) $ 4 = 0 (inversión de habilitación de paso, bool) $ 5 = 0 (pines de límite invertidos, bool) $ 6 = 1 (pines de sonda invertidos, bool) $ 10 = 3 (máscara de informe de estado: 00000011) $ 11 = 0.020 (desviación de unión, mm) $ 12 = 0.002 (tolerancia de arco, mm) $ 13 = 0 (reportar pulgadas, bool) $ 20 = 0 (límites suaves, bool) $ 21 = 0 (límites estrictos, bool) $ 22 = 1 (ciclo de referencia, bool) $ 23 = 0 (máscara invertida de dirección de referencia: 00000000) $ 24 = 100.000 (avance de referencia, mm / min) $ 25 = 500.000 (búsqueda de referencia, mm / min) $ 26 = 250 (antirrebote de referencia, mseg) $ 27 = 1.000 (retirada de referencia, mm) $ 100 = 250.000 (x, paso / mm) $ 101 = 250.000 (y, paso / mm) $ 102 = 250.000 (z, paso / mm) $ 110 = 500.000 (x tasa máxima, mm / min) $ 111 = 500.000 (y tasa máxima, mm / min) $ 112 = 500.000 (z tasa máxima, mm / min) $ 120 = 10.000 (x acel, mm / seg ^ 2) $ 121 = 10.000 (y acel, mm / seg ^ 2) $ 122 = 10.000 (z acel, mm / seg ^ 2) $ 130 = 200.000 (x recorrido máximo, mm) $ 131 = 200.000 (y recorrido máximo, mm) $ 132 = 200.000 (z recorrido máximo, mm)

Paso 8: cargue el código final y verifique el resultado virtual en el panel de control del software Arduino Uno

// Unidades: CM

float b_height = 0;

flotador a1 = 92;

flotador a2 = 86;

flotar snude_len = 20;

booleano doZ = falso;

float base_angle; // = 0;

flotar arm1_angle; // = 0;

flotar arm2_angle; // = 0;

flotar bx = 60; // = 25;

flotar por = 60; // = 0;

flotar bz = 60; // = 25;

flotar x = 60;

flotar y = 60;

flotador z = 60;

flotar q;

flotar c;

flotador V1;

flotar V2;

flotar V3;

flotar V4;

flotar V5;

configuración vacía () {

tamaño (700, 700, P3D);

cam = new PeasyCam (esto, 300);

cam.setMinimumDistance (50);

cam.setMaximumDistance (500);

}

vacío dibujar () {

// ligninger:

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

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

bz = z;

por = y;

bx = x;

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

c = raíz cuadrada (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;

brazo1_angulo = q;

V4 = radianes (90,0) - q;

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

arm2_angle = radianes (180.0) - (V5 + V1);

ángulo_base = grados (atan2 (bx, por));

arm1_angle = grados (arm1_angle);

arm2_angle = grados (arm2_angle);

// println (por, bz);

// ángulo_arma1 = 90;

// brazo2_angulo = 45;

/*

arm2_angle = 23;

brazo1_angulo = 23;

arm2_angle = 23;

*/

// interactivo:

// si (doZ)

//

// {

// ángulo_base = ángulo_base + mouseX-pmouseX;

// } demás

// {

// ángulo_arma1 = ángulo_arma1 + pmouseX-mouseX;

// }

//

// ángulo_arma2 = ángulo_arma2 + mouseY-pmouseY;

dibujar_robot (ángulo_base, - (brazo1_ángulo-90), brazo2_angulo + 90 - (- (brazo1_ángulo-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);

fondo (0);

luces();

pushMatrix ();

// BASE

llenar (150, 150, 150);

esquina_caja (50, 50, altura_b, 0);

rotar (radianes (ángulo_base), 0, 0, 1);

// BRAZO 1

llenar (150, 0, 150);

esquina_caja (10, 10, a1, ángulo_arma1);

// BRAZO 2

llenar (255, 0, 0);

esquina_caja (10, 10, a2, ángulo_arma2);

// SNUDE

llenar (255, 150, 0);

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

popMatrix ();

pushMatrix ();

flotador action_box_size = 100;

traducir (0, -tamaño_caja_acción / 2, tamaño_caja_acción / 2 + altura_b);

pushMatrix ();

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

llenar (255, 255, 0);

caja (20);

popMatrix ();

llenar (255, 255, 255, 50);

box (action_box_size, action_box_size, action_box_size);

popMatrix ();

}

void box_corner (flotar w, flotar h, flotar d, flotar rotar)

{

rotar (radianes (rotar), 1, 0, 0);

traducir (0, 0, d / 2);

caja (w, h, d);

traducir (0, 0, d / 2);

}

anular tecla presionada ()

{

si (clave == 'z')

{

doZ =! doZ;

}

si (clave == 'h')

{

// poner todo a cero

arm2_angle = 0;

arm1_angle = 90;

ángulo_base = 0;

}

si (clave == 'g')

{

println (grados (V1));

println (grados (V5));

}

si (keyCode == ARRIBA)

{

z ++;

}

si (keyCode == DOWN)

{

z -;

}

si (clave == 'o')

{

y = 50;

z = 50;

println (q);

println (c, "c");

println (V1, "V1");

println (V2);

println (V3);

println (brazo1_angulo);

println (V4);

println (V5);

println (brazo2_angulo);

}

}