Электрификация

Справочник домашнего мастера

Рука манипулятор на ардуино

Рука манипулятор — это потрясающее устройство! Во всем мире их используют заводы, они красят, припаивают и перемещают вещи. Их также можно увидеть в космических исследованиях, подводных машинах и даже в медицинских целях!

И теперь у Вас есть возможность собрать дешёвую версию в вашем собственном доме, офисе или лаборатории! Устали делать повторяющуюся работу? Программируйте свой манипулятор, чтобы манипулятор решал за Вас эти задачи….

В этом уроке мы покажем Вам, как собрать роботизированную руку и как ее запрограммировать с помощью Arduino Mega. Для этого проекта мы также испытаем другой метод управления манипулятором: используя контроллеры — Nintendo Nunchuk! Они дешевы, легкие в поиске и имеют множество датчиков.

Существует несколько способов использования этого урока. Если у вас нет набора для манипулятора (и Вы не хотите его покупать или создавать), Вы все равно можете прочитать урок, чтобы узнать что-то о программировании Arduino и о том, как связать контроллер Wii Nunchuk с Вашими собственными проектами. Урок так же поможет, в практике навыков сборки электроники.

Содержание

Шаг 1. Инструменты и материалы

В этом проекте Вам понадобятся следующие инструменты и материалы:

  • Припой и проволока. Нам пришлось припаять несколько контактов к проводам контроллера, чтобы подключить их к Arduino;
  • Термоусадочная трубка. Термоусадочная трубка использовались для лучшей изоляции проводников;
  • Отвертка. Конструкция собирается с использованием болтов и гаек;
  • 6-осевая механическая настольная роботизированная рука https://www.sainsmart.com/collections/robotics-cnc/products/6-axis-mechanical-desktop-robotic-arm Этот комплект уже поставляется с несколькими компонентами, (имеется бесплатная доставка по миру при стоимости более 50$);
  • Источник питания 12 В (2А и более) — DC12V AC100-240V ;
  • Контроллер Nunchuk ( Nunchuk ). Он взаимодействует с платой Arduino и используется для управления манипулятором;
  • Перемычки Папа (4 провода);
  • Arduino Mega ().Обратите внимание, что комплект манипулятора, который я предлагал выше, имеет комплект, которая уже поставляется с платой Arduino. Если вы не используете этот наборы, вы можете использовать другие платы Arduino;

Информируем, что есть адаптер для контроллера Nunchuk, который упрощает подключение к плате ( WiiChuck Nunchuck Adapter shield Module Board For Arduino) Это хороший вариант, если Вы хотите подключить контроллер и не хотите разрушать оригинальный разъем, как описано на шаге 9.

Готовый набор манипулятор уже поставляется со следующими компонентами:

На следующих 7 этапах мы покажем Вам как собрать комплект перед подключением электроники. Если у Вас нет подобного набора, не расстраиваетесь. Вы можете использовать другой комплект манипулятора, собрать его и сразу перейти к электронике и шагам по программированию

Шаг 2. Сборка Манипулятора ч.1 — Основание

Первая часть, которую мы соберём, будет – основа робота.

Основа выполнена из двух U-образных кронштейнов, соединенных спина к спине, для соединения используйте четыре болта M3 и гайки, как показано на рисунках. Это самая простая часть монтажа.

Шаг 3. Сборка Манипулятора ч.2 – Сервопривод #1

Первый серводвигатель монтируется перпендикулярно основанию с помощью сервопривода. Этот профиль крепится к основанию с помощью четырех болтов и гаек M3, как показано на рисунках. Серво № 1 находится на вершине и крепится с помощью четырех болтов и гаек M3.

К оси сервопривода прикреплен круговой металлический рожок. В комплект входят несколько пластиковых площадок. Они не будут использоваться для сборки робота.

Шаг 4. Сборка Манипулятора ч.3 – Сервопривод #2

Другой кронштейн сервопривода установлен перпендикулярно предыдущему. Он подключен к Серводвигателю №1 с использованием четырех болтов M3. Серво № 2 установлен с четырьмя болтами и гайками M3, а также используется круглый металлический рожок.

Затем кронштейн U крепится с помощью четырех болтов. Обратите внимание, что болт M3 используется опорой оси сервопривода. Это дает стабильность структуре. Подшипник подходит для этого болта, для фиксирования на месте, используйте другую гайку M3. Таким образом, кронштейн U плотно прикреплен к центральной оси сервопривода № 2.

Шаг 5. Сборка Манипулятора ч.4 – Сервопривод #3

Другой U-образный кронштейн монтируется с использованием четырех болтов M3 и гаек.

На другом конце установлен сервопривод №3 с использованием круглого металлического рожка и четырех болтов. Сервопривод подключен к сервомотору, а профили L-образной формы соединены с кронштейном сервопривода с помощью нескольких болтов и гаек.

Обратите внимание, что другой подшипник используется к оси сервопривода, как описано выше.

Шаг 6. Сборка Манипулятора ч.5 – Сервопривод #4

Другой U-образный кронштейн соединен с профилем L-образной формы с помощью набора из четырех болтов M3 и гаек. Как и в предыдущем шаге, сервомеханизм № 4 монтируется к кронштейну U с использованием четырех болтов. К сервоусилителю подключен другой кронштейн.

Шаг 7. Сборка Манипулятора ч.6 – Сервопривод #5

Пятый сервопривод подключается перпендикулярно сервоусилителю №4 с помощью другого кронштейна сервопривода, установленного с использованием четырех болтов М3 и гайки.

Шаг 8. Сборка Манипулятора ч.7 – Сервопривод #6

Затем захват подключается к оси сервопривода №5. На нем сверху сервопривод 6 соединен с помощью болтов, гаек и металлического рожка. Захват имеет несколько передач, которые повернут вращение сервопривода в линейное движение захвата.

Шаг 9. Подготовка контроллера Nunchuk

Для этого проекта мы решили использовать контроллер Nintendo Nunchuk по ряду причин:

  1. Они дешевые! Реплики могут иметь низкое качество, но нам не нужен надежный контроллер для этого проекта;
  2. Их легко найти! В Интернете есть несколько оригинальных и недорогих реплик.
  3. В нем много датчиков! Каждый контроллер имеет две кнопки (кнопки Z и C), двухосный джойстик (X и Y) и трехосный акселерометр;
  4. Для него есть библиотека на Arduino. Роберт Эйзеле разработал удивительную и удобную библиотеку для чтения сенсора Nunchuk. Доступный: https://www.xarg.org/2016/12/using-a-wii-nunchuk-with-arduino/

К несчастью, джойстики Nunchuk имеют неудобный разъем, который трудно соединить с другой электроникой. Чтобы подключить его к Arduino, нам пришлось разрезать кабель и разделить провода. Таким образом, он больше не будет работать с Nintendo Wii …: /

Сначала нам пришлось отрезать разъем джойстика и снять изоляцию провода. Используя мультиметр и исходя из цвета каждого провода, я определил функцию каждого провода (Vcc, GND, SCL и SDA) на основе схемы разъема, показанного на рисунке. Цвет проводов не имеет определённого стандарта. Мы уже сталкивались со следующими конфигурациями:

Оригинал:

  • SDA = зеленый
  • SCL = желтый
  • 3V3 = красный
  • GND = белый

Реплика 1:

  • SDA = желтый
  • SCL = белый
  • 3V3 = зеленый
  • GND = красный

Реплика 2:

  • SDA = blue
  • SCL = white
  • 3V3 = pink
  • GND = green

Мы припаяли провода к перемычке (папа), чтобы легче было подключиться к плате Arduino. Для этого использовали паяльник и термоусадочную трубку, как показано на рисунках.

Позднее нам сообщили, что есть адаптер Nunchuk, который упрощает подключение к плате ( WiiChuck Nunchuck Adapter shield Module Board For Arduino). Это хороший вариант, если Вы хотите, сэкономить время на пайке и не хотите разрушать оригинальный разъем.

Шаг 10. Схема подключения

Как только Вы соберёте манипулятор, и подготовите разъем Nunchuk, Вы будете готовы что бы собрать электросхему. Мы использовали щит платы управления, который был в комплекте вместе с комплектом манипулятора. Это упрощает подключение компонентов, поскольку в нем уже имеются специальные разъемы для сервомоторов, источника питания и т. д.

Подключите компоненты следующим образом:

Контроллер:

Если вы используете Arduino Uno, контакты Nunchuk SCL и SDA должны быть подключены к контактам Arduino следующим образом:

  • Контроллер контакт 6 (SCL) => Arduino Uno контакт A5
  • Контроллер контакт 1 (SDA) => Arduino Uno контакт A4
  • Контроллер контакт 3 (Vcc) => Ardino Uno контакт 3V3
  • Контроллер контакт 4 (Gnd) => Arduino Uno контакт Gnd

Сервопривод:

  • Контакт Платы управления 11 => Сервопривод № 1
  • Контакт Платы управления 12 => Сервопривод №2
  • Контакт Платы управления 13 => Сервопривод № 3
  • Контакт Платы управления 8 => Сервопривод № 4
  • Контакт Платы управления 9 => Сервопривод №5
  • Контакт Платы управления 10 => Сервопривод №6

Если вы не используете плату управления, Вы должны использовать следующую конфигурацию контактов:

Вам также необходимо подключить внешний источник питания 12 В. Мы предлогаем использовать один блок с выходом более 2A. Сервоприводы потребляют много энергии, и если блок питания недостаточно мощный, сервоприводы будут вибрировать и перегреваться. Они также потеряют свою мощность.

Не подключайте источник питания до тех пор, пока Вы не загрузите код Arduino (см. Дальнейшие шаги). На плате есть кнопка питания. Держите её в выключенном положении.

Подключите USB-кабель к Arduino и перейдите к следующему шагу.

Шаг 11 Настройка Arduino IDE

Теперь, когда оборудование готово, пришло время поработать над кодом Arduino.

  1. Скачайте и установите новую версию Arduino IDE

Вы можете найти последнюю версию для Windows, Linux или MAC OSX на веб-сайте Arduino: https://www.arduino.cc/en/main/software

  1. Добавление библиотек

Для этого проекта я использовал потрясающую библиотеку Nunchuk Arduino Роберта Эйзеля! Подробнее Вы можете узнать на его сайте:

Скачайте библиотеку — https://github.com/robotoss/Nunchuk

Перейдите в Sketch-> Include Library -> Manage Libraries… на вашей Arduino IDE для добавления библиотеки.

Перейдите в Скетч-> Подключить Библиотеку -> Добавить Библиотеку… на вашей Arduino IDE для добавления библиотеки.

Как работает библиотека?

В библиотеке Nunchuk имеется набор функций для считывания датчиков контроллера:

nunchuk_buttonZ (): возвращает 1, если нажата кнопка Z, или 0, если это не так;

nunchuk_buttonC (): возвращает 1, если нажата кнопка C, или 0, если это не так;

nunchuk_joystickX (): возвращает значение x джойстика (от -127 до 127);

nunchuk_joystickY (): возвращает значение y джойстика (от -127 до 127);

nunchuk_pitch (): возвращает угол контроллера в радианах (от -180º до 180º);

nunchuk_roll (): возвращает угол наклона контроллера в радианах (от -180º до 180º).

Углы возвращаются в радианах. Мы преобразовали эти значения в градусы в коде Arduino.

Шаг 12. Код Arduino

Загрузите скетч файл Arduino.

Подключите USB-кабель к USB-порту вашего компьютера и загрузите код. Загрузка кода занимает время, Вам нужно проявить терпение.

После полной загрузки, отсоедините USB-кабель, подключите источник питания к Arduino и включите кнопку питания. Код начнет работать моментально.

Предупреждение: При запуске кода, манипулятор быстро переместится в исходное положение. Будьте осторожны, чтобы не пораниться или повредить оборудование во время запуска!

Вам, возможно, придется заменить начальный угол каждого серводвигателя в зависимости от того, как Ваши сервоприводы монтируются.

Объяснение кода:

Перед установкой кода импортируте библиотеки, используемые в эскизе (nunchuk.h, wire.h и servo.h).

Далее определяются используемые контакты и объявляются глобальные переменные. Целочисленные переменные angle# (угла) сохраняют начальную позицию для каждого сервопривода. Если Вы хотите, чтобы Ваш робот начал работать в другой позиции, измените значения этих переменных.

Переменные servo # _speed определяют скорость движения каждого сервопривода. Если вы хотите, чтобы определенный сервопривод двигался быстрее, увеличьте его значение. Угол # min и угол # max используются для ограничения максимального и минимального угла для каждого сервопривода. Вы можете установить эти переменные, чтобы избежать коллизий между последовательными суставами робота.

//Include libraries #include #include #include //define variables #define SERV1 8 //servo 1 on digital port 8 #define SERV2 9 //servo 2 on digital port 9 #define SERV3 10 //servo 3 on digital port 10 #define SERV4 11 //servo 4 on digital port 11 #define SERV5 12 //servo 5 on digital port 12 #define SERV6 13 //servo 6 on digital port 13 Servo s1; //servo 1 Servo s2; //servo 2 Servo s3; //servo 3 Servo s4; //servo 4 Servo s5; //servo 5 Servo s6; //servo 6 //define starting angle for each servo //choose a safe position to start from //it will try to move instantaniously to that position when powered up! //those angles will depend on the angle of each servo during the assemble int angle1 = 90; //servo 1 current angle int angle2 = 30; //servo 2 current angle int angle3 = 0; //servo 3 current angle int angle4 = 90; //servo 4 current angle int angle5 = 90; //servo 5 current angle int angle6 = 45; //servo 6 current angle int servo1_speed = 3; //servo 1 speed int servo2_speed = 3; //servo 2 speed int servo3_speed = 3; //servo 3 speed int servo4_speed = 1; //servo 4 speed int servo5_speed = 1; //servo 5 speed //define restrictions for each servo //those angles will depend on the angle of each servo during the assemble int angle1min = 0; //servo 1 minimum angle int angle1max = 180; //servo 1 maximum angle int angle2min = 0; //servo 2 minimum angle int angle2max = 180; //servo 2 maximum angle int angle3min = 0; //servo 3 minimum angle int angle3max = 180; //servo 3 maximum angle int angle4min = 0; //servo 4 minimum angle int angle4max = 180; //servo 4 maximum angle int angle5min = 0; //servo 5 minimum angle int angle5max = 180; //servo 5 maximum angle int angle6min = 0; //servo 6 minimum angle int angle6max = 180; //servo 6 maximum angle boolean display_angles = true; //boolean used to update the angle of each servo on Serial Monitor

Во время настройки каждый сервопривод подключается к определенному выводу, и его положение запускается.

Здесь также запускается последовательная связь (с последовательным монитором) и связь I2C с Nunchuck.

//SETUP void setup() { //attach each servo to a pin and start its position s1.attach(SERV1); s1.write(angle1); s2.attach(SERV2); s2.write(angle2); s3.attach(SERV3); s3.write(angle3); s4.attach(SERV4); s4.write(angle4); s5.attach(SERV5); s5.write(angle5); s6.attach(SERV6); s6.write(angle6); //start serial communication Serial.begin(9600); //start Nunchuk Wire.begin(); nunchuk_init(); }

Основной цикл повторяется снова и снова. Статус Nunchuk читается в каждом цикле. В зависимости от показаний выполняются разные команды.

void loop() { //read Nunchuk sensors if (nunchuk_read()) { int x = nunchuk_joystickX(); //joystick X position int y = nunchuk_joystickY(); //joystick Y position boolean z = nunchuk_buttonZ(); //z button status boolean c = nunchuk_buttonC(); //c button status float pitch = nunchuk_pitch(); //pitch angle float roll = nunchuk_roll(); //roll angle

Джойстик X будет использоваться для перемещения серво #1.

Был использован следующий блок кода. Сначала он проверяет, достаточно ли значение джойстика. Таким образом, шум и небольшие вариации не учитываются. Если значение соответствует требованиям, угол сервомашины будет увеличен / уменьшен с заданной скоростью.

//Turn left/right (at a fixed speed) //Turn left if (x > 90) { angle1 -= servo1_speed; display_angles = true; if (angle1 < angle1min) { angle1 = angle1min; } } //Turn right if (x < -90) { angle1 += servo1_speed; display_angles = true; if (angle1 > angle1max) { angle1 = angle1max; } } s1.write(angle1); //update servo position

Аналогичный блок используется для джойстика Y. Он используется для изменения угла Серво #3. Серво #2 сохраняется в этом коде.

Вращение захвата задается углы рулона и тангажа контроллера, измеренные его акселерометром. Чтобы облегчить управление рукой, угол захвата обновляется только при нажатии кнопок C или Z.

Когда нажимается только кнопка C, код считывает угол поворота и использует его как заданное значение. Серво #5 вращается до достижения заданного значения. Это скорость пропорциональна ошибке между фактическим и желаемым положением. Аналогичный код используется для сервоуправления №4, который отслеживает угол наклона контроллера.

// Enable accelerometer only when the buttons are pressed // Rotate gripper (only Z button pressed) if (c && !z) { roll = roll * 57.0 + 90.0; //convert do degrees servo5_speed = abs(angle5 — roll)/10 + 1; //speed proportional do the error between actual and desired angle if (roll > angle5) { angle5 += servo5_speed; display_angles = true; } if (roll < angle5) { angle5 -=servo5_speed; display_angles = true; } s5.write(angle5); //update servo position }

Захват закрывается всякий раз, когда нажимаются кнопки C и Z. Когда какая-либо из этих кнопок будет не нажата, манипулятор откроет захват.

//Open/close gripper (both buttons pressed) if(z && c) { s6.write(90); //close gripper display_angles = true; } else { s6.write(45); //open gripper }

К концу эскиза есть блок кода. Он отобразит на Serial Monitor фактический угол каждого сервомотора. Может быть полезно выбрать начальный угол каждого двигателя.

Шаг 13. Использование

Загрузите скетч файл Arduino.

Теперь, когда все готово, запустите манипулятор и получайте удовольствие!

Nunchuk используется для управления пятью движениями, показанными на рисунках: вращение вправо / влево, движение вверх / вниз, вращение захвата, захват вверх / вниз и захват / открытие. Вы можете комбинировать эти движения для выполнения различных задач.

Вы можете изменить код для разных движений на основе комбинации кнопок и углов джойстика.

В этом небольшом уроке для начинающих мы создадим устройство-контроллер и руку робота для разных целей.

Что хотим получить

Мы в этом скромном уроке мы сделаем контроллер, который будет зеркально управлять рукой робота. Такие полезные технические решения могут применяться в различных областях и несут в себе огромную пользу.

Часто подобными устройствами пользуются, например, военные при разминировании различных взрывных устройств.

Также, вполне возможно, что такого рода проекты могут дать толчек в развитии обучения искусственного интеллекта, когда робот обучается на основе действий человека, а после может сам повторять и применять полученные навыки.

Комплектующие

Ниже перечислим комплектующие, используемые в проекте:

  • Arduino UNO
  • Сервоприводы MG995
  • Сервоприводы DS3115
  • Поворотные потенциометры, 10 кОм

Программное обеспечение:

  • Arduino IDE

Рука робота использует три обычных сервопривода ШИМ, а каждый угол управляется переменным резистором. Два серводвигателя DS3115 используются в вертикальном направлении, а сервопривод MG995 используется при вращении.

Схема соединения

Соединяем все комплектующие согласно схеме ниже.

Делаем руку робота

Мы делаем корпус контроллера на 3D-принтере. Скачать файлы .stl можно в архиве ниже:

Предусмотрены отверстие и позиционирующее отверстие для завинчивания ручки поворотного потенциометра, а также выемка для вставки ручки.

Соберите вместе изготовленные детали и три поворотных потенциометра.

Поворотный потенциометр теперь расположен в том же направлении, что и ось вращения серводвигателя манипулятора робота.

Код Ардуино

Этот простой код ниже просто считывает значение вращающегося потенциометра с помощью аналогового пина, преобразует его в угол и передает на соответствующий сервопривод.

#include <Servo.h> Servo myservo1, myservo2, myservo3; float th1=90.0,th2=90.0,th3=90.0; float val1, val2, val3; void setup() { Serial.begin(9600); myservo1.attach(9, 500, 2420); // MG995 myservo2.attach(10, 820, 2140); // DS3115 myservo3.attach(11, 820, 2140); // DS3115 set_servo(); } void loop() { val1 = analogRead(A1); val2 = analogRead(A2); val3 = analogRead(A3); th1 = map(val1, 170.0, 880.0, 0.0, 180.0); if(th1 >= 180.0){ th1 = 180.0; }else if(th1 <= 0.0){ th1 = 0.0; } th2 = map(val2, 150.0, 860.0, 0.0, 180.0); if(th2 >= 180.0){ th2 = 180.0; }else if(th2 <= 0.0){ th2 = 0.0; } th3 = map(val3, 860.0, 160.0, 0.0, 180.0); if(th3 >= 180.0){ th3 = 180.0; }else if(th3 <= 45.0){ th3 = 45.0; } set_servo(); } void set_servo(){ myservo1.write(th1); myservo2.write(th2); myservo3.write(th3); }

В завершение подключите поворотный потенциометр и подключите всё к Arduino.

На этом всё.

Интересный робот-манипулятор на Arduino

Речь пойдет о роботе-манипуляторе, на котором используется дальномер. Еще робот имеет подсветку. Всего робот работает на 6-ти серводвигателях. Для создания механической части использовался акрил толщиной два миллиметра. Для изготовления штатива было взято основание от диско-шара, при этом один мотор строен прямо в него.
Робот работает на плате Arduino. В качестве источника питания используется компьютерный блок.

Материалы и инструменты:
— 6 серводвигателей;
— акрил толщиной 2 мм (и еще небольшой кусок толщиной 4 мм);
— штатив (для создания основания);
— ультразвуковой датчик расстояния типа hc-sr04;
— контроллер Arduino Uno;
— контроллер питания (изготавливается самостоятельно);
— блок питания от компьютера;
— компьютер (нужен для программирования Arduino);
— провода, инструменты и прочее.


Процесс изготовления:
Шаг первый. Собираем механическую часть робота
Механическая часть собирается очень просто. Два куска акрила нужно соединить с помощью серводвигателя. Другие два звена соединяются аналогичным образом. Что касается схвата, то его лучше всего купить через интернет. Все элементы крепятся с помощью винтов.
Длина первой части составляет порядка 19 см, а второй примерно 17.5 см. Переднее звено имеет длину 5.5 см. Что касается остальных элементов, то их размеры выбираются на личное усмотрение.



Угол поворота в основании механической руки должен составлять 180 градусов, поэтому снизу нужно установить серводвигатель. В нашем случае его нужно установить в диско-шар. Робот же устанавливается уже на серводвигатель.
Для установки ультразвукового датчика понадобится кусок акрила толщиной 2 см.
Чтобы установить схват будет нужно несколько винтов и серводвигатель. Нужно взять качалку от серводвигателя и укорачивать ее до тех пор, пока она не подойдет ко схвату. Затем можно закрутить два маленьких винта. После установки серводвигатель нужно повернуть в крайнее левое положение и свести губки захвата.
Теперь серводвигатель крепится на 4 болта, при этом важно следить, чтобы он находился в крайнем левом положении, а губы были сведены.
Теперь сервпривод можно подключить к плате и проверить, работает ли схват.



Шаг второй. Подсветка робота
Чтобы робот был интереснее, ему можно сделать подсветку. Делается это с помощью светодиодов разнообразных цветов.
Шаг третий. Подключение электронной части
Основным контроллером для робота является плата Arduino. В качестве источника питания используется компьютерный блок, на его выходах нужно найти напряжение 5 Вольт. Оно должно быть, если замерить мультиметром напряжение на красном и черном проводе. Это напряжение нужно для питания серводвигателей и датчика расстояния. Желтый и черный провод блока выдает уже 12 Вольт, они нужны для работы Arduino.
Для сервомоторов нужно сделать пять коннекторов. К позитивным подключаем 5В, а негативные к земле. Аналогичным образом подключается и датчик расстояния.
Еще на плате имеется светодиодный индикатор питания. Для его подключения используется резистор 100 Ом между +5В и землей.
Выходы от серводвигателей подключаются к ШИМ-выходам на Arduino. Такие пины на плате обозначаются значком «~». Что касается ультразвукового датчика расстояния, то его можно подключить к пинам 6 и 7. Светодиод подключается к земле и 13-му пину.
Теперь можно приступать к программированию. Перед тем как подключаться через USB, нужно убедиться, что питание полностью отключено. При тестировании программы питание робота тоже нужно отключать. Если это не сделать, контроллер получить 5В от USB и 12В от блока питания.
На схеме можно увидеть, что для управления серводвигателями были добавлены потенциометры. Они не являются необходимой составляющей робота, но без них предложенный код работать не будет. Потенциометры подключаются к пинам 0,1,2,3 и 4.
На схеме есть резистор R1, его можно заменить потенциометром на 100 кОм. Это позволит регулировать яркость вручную. Что касается резисторов R2, то их номинал 118 Ом.
Вот перечень основных узлов, которые применялись:
— 7 светодиодов;
— R2 — резистор на 118 Ом;
— R1 — резистор на 100 кОм;
— переключатель;
— фоторезистор;
— транзистор bc547.
Шаг четвертый. Программирование и первый запуск робота
Чтобы управлять роботом, было использовано 5 потенциометров. Вполне реально заменить такую схему на один потенциометр и два джойстика. Как подключить потенциометр, было показано в предыдущем шаге. После установки скеча робота можно испытать.
Первые испытания робота показали, что установленные серводвигатели типа futuba s3003 оказались слабыми для робота. Их можно применять лишь для поворота руки или для схвата. Вместо них автор установил двигатели mg995. Идеальным вариантом будут двигатели типа mg946.
Вот и все, робот готов. Теперь можно его испытывать, улучшать и наслаждаться интересной самоделкой.
manipulator.rar (скачиваний: 393)

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

Робот-манипулятор на Arduino

Создаем робот-манипулятор с использованием дальномера, реализуем подсветку.

Резать основание будем из акрила. В качестве двигателей используем сервопривода.

Общее описание проекта робота-манипулятора

В проекте использовано 6 серводвигателей. Для механической части использован акрил толщиной 2 миллиметра. В качестве штатива пригодилось основание от диско-шара (один из двигателей вмонтирован внутрь). Также использован ультразвуковой датчик расстояния и светодиод диаметром 10 мм.

Для управления роботом используется Arduino плата питания. Сам источник питания — блок питания компьютера.

В проекте изложены исчерпывающие пояснения по разработке робо-руки. Отдельно рассмотрены вопросы питания разработанной конструкции.

Основные узлы для проекта манипулятора

Давайте начнем разработку. Вам понадобятся:

  • 6 серводвигателей (я использовал 2 модели mg946, 2 mg995, 2 futuba s3003 (mg995/mg946 по характеристикам лучше, чем futuba s3003, но последние намного дешевле);
  • акрил толщиной 2 миллиметра (и небольшой кусок толщиной 4 мм);
  • ультразвуковой датчик расстояния hc-sr04;
  • светодиды 10 мм (цвет — на ваше усмотрение);
  • штатив (используется в качестве основания);
  • схват аллюминиевый (стоит около 10-15 долларов).

Для управления:

  • Плата Arduino Uno (в проекте использована самодельная плата, которая полностью аналогична Arduino);
  • плата питания (вам придется ее сделать самим, к этому вопросу мы вернемся позже, он требует отдельного внимания);
  • блок питания (в данном случае используется блок питания компьютера);
  • компьютер для программирования вашего манипулятора (если вы используете для программирования Arduino, значит, среда Arduino IDE)

Конечно же, вам пригодятся кабели и некоторые базовые инструменты вроде отверток и т.п. Теперь мы можем перейти к конструированию.

Сборка механической части

Перед началом разработки механической части манипулятора, стоит отметить, что чертежей у меня нет. Все узлы делались «на коленке». Но принцип очень простой. У вас есть два звена из акрила, между которыми надо установить серводвигатели. И другие два звенья. Тоже для установки двигателей. Ну и сам схват. Подобный схват проще всего купить в интеренете. Практически все устанавливается с помощью винтов.

Длина первой части около 19 см; второй — около 17.5; длина переднего звена около 5.5 см. Остальные габариты подбирайте в соответсвии с размерами вашего проекта. В принципе, размеры остальных узлов не так важны.

Механическая рука должна обеспечивать угол поворота 180 градусов в основании. Так что мы должны установить снизу серводвигатель. В данном случае он устанавливается в тот самый диско-шар. В вашем случае это может быть любой подходящий бокс. Робот устанавливается на этот серводвигатель. Можно, как это показано на рисунке, установить дополнительное металлическое кольцо-фланец. Можно обойтись и без него.

Для установки ультразвукового датчика, используется акрил толщиной 2 мм. Тут же снизу можно установить светодиод.

Детально объяснить как именно сконструировать подобный манипулятор сложно. Многое зависит от тех узлов и частей, которые есть у вас в наличии или вы приобретаете. Например, если габариты ваших сервоприводов отличаются, звенья арма из акрила тоже изменятся. Если изменятся габариты, калибровка манипулятора тоже будет отличаться.

Вам точно придется после завершения разработки механической части манипулятора удлинить кабели серводвигателей. Для этих целей в данном проекте использовались провода из интернет-кабеля. Для того, чтобы все это имело вид, не поленитесь и установите на свободные концы удлиненных кабелей переходники — мама или папа, в зависимости от выходов вашей платы Arduino, шилда или источника питания.

После сборки механической части, мы можем перейти к «мозгам» нашего манипулятора.

Схват манипулятора

Для установки схвата вам понадобится серводвигатель и несколько винтов.

Итак, что именно необходимо сделать.

Берете качалку от сервы и укорачиваете, пока она не подойдет к вашему схвату. После этого закручиваете два маленьких винта.

После установки сервы, проворачиваете ее в крайнее левое положение и сжимаете губки схвата.

Теперь можно установить серву на 4 болта. При этом следите, чтобы двигатель был все так же в крайнем левом положении, а губки схвата закрыты.

Можно подключить сервопривод к плате Arduino и проверить работоспособность схвата.

Учтите, что могут возникнуть проблемы с работой схвата, если болты/винты слишком сильно затянуты.

Добавление подсветки на манипулятор

Можно сделать ваш проект ярче, добавив на него подсветку. Для этого использовались светодиоды. Делается несложно, а в темноте выглядит очень эффектно.

Места для установки светодиодов зависят от вашего креатива и фантазии.

Электросхема

Можно использовать вместо резистора R1 потенциометр на 100 кОм для регулировки яркости вручную. В качестве сопротивлени R2 использовались резисторы на 118 Ом.

Перечень основных узлов, которые использовались:

  • R1 — резистор на 100 кОм
  • R2 — резистор на 118 Ом
  • Транзистор bc547
  • Фоторезистор
  • 7 светодиодов
  • Переключатель
  • Подключение к плате Arduino

В качестве микроконтроллера использовалась плата Arduino. В качестве питания использовался блок питания от персонального компьютера. Подключив мультиметр к красному и черному кабелям, вы увидите 5 вольт (которые используются для серводвигателей и ультразвукового датчика расстояния). Желтый и черный дадут вам 12 вольт (для Arduino). Делаем 5 коннекторов для сервомоторов, параллельно подключаем позитивные к 5 В, а негативные — к земле. Аналогично с датчиком расстояния.

После этого подключите оставшиеся коннекторы (по одному с каждой сервы и два с дальномера) к распаянной нами плате и Arduino. При этом не забудьте в программе в дальнейшем корректно указать пины, которые вы использовали.

Кроме того, на плате питания был установлен светодиод-индикатор питания. Реализуется это несложно. Дополнительно использовался резистор на 100 Ом между 5 В и землей.

10 миллиметровый светодиод на роботе тоже подключен к Arduino. Резистор на 100 Ом идет от 13 пина к к позитивной ноге светодиода. Негативный — к земле. В программе его можно отключить.

Для 6 серводвигателей использовано 6 коннекторов, так как 2 серводвигателя снизу используют одинаковый сигнал управления. Соответствующие проводники соединяются и подключаются к одному пину.

Повторюсь, что в качестве питания используется блок питания от персонального компьютера. Либо, конечно, вы можете приобрести отдельный источник питания. Но с учетом, того, что у нас 6 приводов, каждый из которых может потреблять около 2 А, подобный мощный блок питания обойдется недешево.

Обратите внимание, что коннекторы от серв подключаются к ШИМ-выходам Arduino. Возле каждого такого пина на плате есть условное обозначение ~. Ультразвуковой датчик расттояния можно подключить к пинам 6, 7. Светодиод — к 13 пину и земле. Это все пины, которые нам понадобятся.

Теперь мы можем перейти к программированию Arduino.

Перед тем как подключить плату через usb к компьютеру, убедитесь, что вы отключили питание. Когда будете тестировать программу, также отключайте питание вашей робо-руки. Если питание не выключить, Arduino получит 5 вольт от usb и 12 вольт от блока питания. Соответственно, мощность от usb перекинется к источнику питания и он немного «просядет».

На схеме подключения видно, что были добавлены потенциометры для управления сервами. Потенциометры не являются обязательным звеном, но приведенный код не будет работать без них. Потенциометры можно подключить к пинам 0,1,2,3 и 4.

Программирование и первый запуск

Для управления использовано 5 потенциометров (вполне можно заменить это на 1 потенциометр и два джойстика). Схема подключения с потенциометрами приведена в предыдущей части. Скетч для Arduino находится здесь.

Снизу представлены несколько видео робота-манипулятора в работе. Надеюсь, вам понравится.

На видео сверху представлены последние модификации арма. Пришлось немного изменить конструкцию и заменить несколько деталей. Оказалось, что сервы futuba s3003 слабоваты. Их получилось использовать только для схвата или поворота руки. Так что виесто них были установлены mg995. Ну а mg946 вообще будут отличным вариантом.

Программа управления и пояснения к ней

// управляются привода с помощью переменных резисторов — потенциометров.

int led = 13;

Servo myservo1;

Servo myservo2;

Servo myservo3;

Servo myservo4;

Servo myservo5;

int potpin = 0; // аналоговый пин для подключения потенциометра

int potpin1 =1;

int potpin2 =2;

int potpin3 =3;

int potpin4 =4;

int val; // переменная для считывания данных с аналогового пина

void setup()

{

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(5);

myservo3.attach(9);

myservo4.attach(10);

myservo5.attach(11);

pinMode(led, OUTPUT);

}

void loop()

{ //servo 1 analog pin 0

val = analogRead(potpin); // считывает значение потенциометра (значение между 0 и 1023)

myservo1.write(val); // выводит серву в позицию в соответствии с рассчитанным значением

delay(15); // ждет, пока серводвигатель выйдет в заданное положение

val = analogRead(potpin1); // серва 2 на аналоговом пине 1

val = map(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo2.write(val);

delay(15);

val = analogRead(potpin2); // серва 3 на аналоговом пине 2

val = map(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo3.write(val);

delay(15);

val = analogRead(potpin3); // серва 4 на аналоговом пине 3

val = map(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo4.write(val);

delay(15);

val = analogRead(potpin4); //серва 5 на аналоговом пине 4

val = map(val, 0, 1023, 0, 179);

myservo5.write(val);

delay(15);

}

Скетч с использованием ультразвукового датчика расстояния

Это, наверное, одна из самых эффектных частей проекта. На манипулятор устанавливается датчик расстояния, который реагирует на препятствия вокруг.

Основные пояснения к коду представлены ниже

#define trigPin 7

#define echoPin 6

#define led 13

Мы добавили в наш код серводвигатели, светодиод и датчик расстояния. Здесь изменять ничего не надо.

Следующий кусок кода:

Servo myservo1;

Servo myservo2;

Servo myservo3;

Servo myservo4;

Servo myservo5;

Мы присвоили всем 5-ти сигналам (для 6 приводов) названия (могут быть любыми)

Следующее:

void setup() {

Serial.begin (9600);

pinMode(trigPin, OUTPUT);

pinMode(echoPin, INPUT);

pinMode(led, OUTPUT);

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(5);

myservo3.attach(9);

myservo4.attach(10);

myservo5.attach(11);

}

Мы сообщаем плате Arduino к каким пинам подключены светодиоды, серводвигатели и датчик расстояния. Изменять здесь ничего не стоит.

Идем дальше:

void position1(){

digitalWrite(led, HIGH);

myservo2.writeMicroseconds(1300);

myservo3.writeMicroseconds(1300);

myservo4.writeMicroseconds(800);

myservo5.writeMicroseconds(1000);

}

Здесь кое-что можно менять. Я задал позицию и назвал ее position1. Она будет использована в дальнейшей программе. Если вы хотите обеспечить другое движение, измените значения в скобках в диапазоне от 0 до 3000.

После этого:

void position2(){

digitalWrite(led,LOW);

myservo2.writeMicroseconds(1200);

myservo3.writeMicroseconds(1300);

myservo4.writeMicroseconds(1400);

myservo5.writeMicroseconds(2200);

}

Аналогично предыдущему куску, только в данном случае это position2. По такому же принципу вы можете добавлять новые положения для перемещения.

Дальше будет следующая запись:

void loop() {

long duration, distance;

digitalWrite(trigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

distance = (duration/2) / 29.1;

Теперь начинает отрабатывать основной код программы. Не стоит его изменять. Основная задача приведенных выше строк — настройка датчика расстояния.

После этого:

if (distance <= 30) {

position1();

}

else {

position2();

}

if (distance < 10) {

myservo5.writeMicroseconds(2200); //открыть схват

}

else {

myservo5.writeMicroseconds(1000); //закрыть схват

}

Теперь вы можете добавлять новые перемещения в зависимости от расстояния, измеренного ультразвуковым датчиком.

if(distance <=30){ // данная строка обеспечивает переход в position1, если расстояние меньше 30 см.

position1(); //по сути арм отработает все, что вы зададите между скобками { }

}

else{ // если расстояние больше 30 см, переход в position2

position()2 // аналогично предыдущей строке

}

Можно в коде поменять расстояние ну и творить все, что вы пожелаете.

Последние строки кода

if (distance > 30 || distance <= 0){

Serial.println(«Out of range»); //вывод в серийном монитеоре сообщения, что мы вышли за заданный диапазон

}

Робот манипулятор

Из особенностей данного робота на платформе Arduino можно отметить сложность его конструкции. Роборука состоит из множества рычагов, которые позволяют ей двигаться по всем осям, хватать и перемещать различные вещи, используя всего 4 серво-мотора. Собрав собственными руками такого робота, Вы точно сможете удивить своих друзей и близких возможностями и приятным видом данного устройства! Помните, что для программирования Вы всегда сможете воспользоваться нашей графической средой RobotON Studio!

Если у Вас появятся вопросы или замечания, мы всегда на связи! Создавайте и выкладывайте свои результаты!

Особенности:

Чтобы собрать робота манипулятора своими руками, вам понадобится довольно много компонентов. Основную часть занимают 3D печатные детали, их около 18 штук (печатать горку необязательно).Если вы скачали и распечатали все необходимое, то вам потребуются болты, гайки и электроника:

  • 5 болтов М4 20мм, 1 на 40 мм и соответствующие гайки с защитой от раскрутки
  • 6 болтов М3 10мм, 1 на 20 мм и соответствующие гайки
  • Макетка с соединительными проводами или шилд
  • Arduino Nano
  • 4 серво мотора SG 90

После сборки корпуса ВАЖНО убедиться в его свободной подвижности. Если ключевые узлы Роборуки двигаются с трудом, серво-моторы могут не справиться с нагрузкой. Собирая электронику, необходимо помнить, что подключать цепь к питанию лучше после полной проверки соединений. Чтобы избежать поломки серво-приводов SG 90, не нужно крутить руками сам мотор, если нет необходимости. В случае, если нужно разработать SG 90, нужно плавно подвигать вал мотора в разные стороны.

Характеристики:
  • Простое программирование ввиду наличия малого количества моторов, причем одного типа
  • Наличие мертвых зон для некоторых серво-приводах
  • Широкая применимость робота в повседневной жизни
  • Интерсная инженерная работа
  • Необходимость использования 3D принтера

ТОП-6: виды и назначение роботов – манипуляторов, цена и где купить

Робот в переводе с чешского означает «работать», а робот манипулятор – устройство, которое принудительно можно вращать в разные стороны, заставляя выполнять те или иные операции. Разработаны они, чтобы выполнять повторяющиеся действия вместо человека сложные, а порой опасные операции. В управлении роботы манипуляторы простые.

Конструкция

По конструкции манипулятор рука напоминает человеческую руку.

Она имеет:

  • плечо, представляющее неподвижную основу, к которой крепятся остальные части:
  • запястье;
  • локоть;
  • кисть.

Промышленный робот манипулятор оснащается одной и более рук и пультом управления. В радиусе их действия он может перемещать тяжелые детали со скоростью до 1000 раз в минуту. Понятно, что человека они превосходят как в скорости, так и в точности выполнения однообразной работы.

Управляющий роботом манипулятором оператор отслеживает его действия на экране либо наблюдает непосредственно. Возможно удаленное наблюдение благодаря камере, которой оснащают робот манипулятор. Нередко роботы способны обучаться, поскольку снабжен специальной программой. Единожды «проведя» его по технологическому процессу, последовательность операций запоминается устройством, а затем точно воспроизводится.

Используют манипуляторы роботы в условиях опасности или труднодоступности, в частности для оснащения глубоководных конструкций, применяемых для выполнения работ на значительных глубинах, в космонавтике и пр.

С конца шестидесятых стали появляться роботы нового поколения — интеллектуальные, снабженные сенсорами очувствления, которые собирают информацию о свойствах окружающих предметов и их взаимодействии, обрабатывают ее и предпринимают нужные действия.

ТОП-6: DIY робот

Обзор

7 DOF робот-манипулятор из Китая передвигается благодаря шасси, управляется дистанционно. Вес его небольшой, а грузоподъемность «приличная». Благодаря семи степеням свободы, применяться робот манипулятор может для выполнения работ в любом направлении.

Характеристики

  • Размер – 290х290х100 мм;
  • Пол – унисекс;
  • Масштаб – 1/144;
  • Ток срабатывания и нагрузки – 4500 мА и 200 мА;
  • Степеней свободы – 7;
  • Материал – сплав алюминия;
  • Трек – пластиковый;
  • Колеса – металлические;
  • Момент крутящий — 9.5kgNaN;
  • Шумность – 56 дБ;
  • Напряжение – 9В;
  • Масса – 1,5 кг;
  • Грузоподъемность – 7 кг;
  • Вес, длина и ширина когтя — 40 грамм, 83 и 54 мм.

Цена

Без переплаты робот манипулятор купить можно в онлайн магазинах:

ТОП-5: ABB промышленный робот 798 механическая рука

Особенности

У данной модели робота-манипулятора 6 степеней свободы:

  • маленькая и большая руки;
  • талия;
  • запястье.

Для вращения суставов робота-манипулятора применяются высококачественные подшипники. Привлекательная внешне полностью металлическая рука имеет размеры, указанные ниже на фото.

Благодаря дистанционному управлению, работать с китайским роботом-манипулятором удобно и легко.

Разрабатывалась конструкция для обучения и проведения экспериментов. Во время работы всякие вибрации отсутствуют благодаря креплению основания к поверхности надежными стандартными зажимами. Рука робота-манипулятора по желанию оснащается присосками, захватом, вилкой или электромагнитом.

  • Вес с упаковкой — 2 кг;
  • Размер упаковки – 350х250х100 мм.
  • Возрастная категория – с 14 лет.

Комплект поставки

  • Рука механическая – 1 шт;
  • Сервоприводы — 5 х mg966r и 2 х MG90S.

Поставляется робот в разобранном виде, поэтому, после распаковки потребуется сборка. На робот манипулятор цена в среднем составляет 12 тысяч рублей.

Купить

ТОП-4: Diot 3dof Industrial Robotic arm Manipulator Robot Arm 3 Axis with Full Metal

  • Производит – SZDoit;
  • Возраст — с 8 лет;
  • Радиус действия рычага – 400 мм (максимальный).

Для повышения общей прочности производитель использовал утолщения в наиболее уязвимых местах. Вращающаяся установка робота-манипулятора позволяет в этой модели использовать моторы различных размеров.

Рекомендуем:

  • Рейтинг лучших роботов пылесосов, отзывы, особенности, цена: ТОП 5
  • Робот охранник: что собой представляет, возможности, характеристики, цена
  • Робопылесосы ТОП 10: их параметры, цены и где купить:

Все действия робота — манипулятора отличаются высокой точностью благодаря оснащению датчиками, контролирующими угол наклона, импульсными переключателями индуктивными и поддержкой 3D головки печатающей.

Конструкция робота — манипулятора отличается удобством, чему способствуют присоски, которыми оборудована рука, а также ручка-держатель и сервопривод. ПО, которым манипулятор оснащен, делает удобным процесс контроля.

ТОП-3: робот A400

Характеристики технические

  • Масса с упаковкой – 8 кг;
  • Размер — 5000х400х300 (с упаковкой);
  • Бренд – smaring.

Робот-манипулятор, ставший весьма популярным в мире, отличается высокой точностью выполнения работ, производительностью, скоростью и надежностью, поэтому производитель на него предоставляет гарантию.

Робот-манипулятор не дрожит при работе, выполняет движения плавно благодарястеппер мотору с планетарным приводом.

Все вращающиеся детали у него сделаны из подшипникового провода. Размеры робот — манипулятора представлены на картинке.

ТОП-2: 4 Фо рука робота 3D вращающийся машина DIY автомобиль рука P0090 Servo комплект DIY робот умный робот для RC модель

Эти модели умных роботов-манипуляторов бренда Feetech предназначен для детей, достигших трехлетнего возраста.

Параметры

  • Производитель – бренд Торасс;
  • Возраст – 3-14 лет;
  • Пол – унисекс;
  • Удаленное управление – отсутствует;
  • Габариты – 14x8x13 см;
  • Осей – 6;
  • Масса – 840 грамм (с упаковкой);
  • Длина разъема провода – 30 см;
  • Скорость с нагрузкой и без – 0,17 сек/60 град и 0,13;
  • Момент крутящий – 12 кг/см;
  • Температурный диапазон – 0-5 градусов;
  • Напряжение – 4,8-7,2 Ватта.
  • Тип мотора- безсердечный.

Детей роботизированная рука привлекает необычным внешним видом. Отличается конструкция сильным захватом, быстрым откликом, простым исполнением. Для робот-манипулятора характерна высокая точность.

Применение

Устройство с шестью степенями свободы предназначено для обучения детей, позволяет установить дистанционный пульт, который в комплекте не поставляется. Благодаря высоконадежным подшипникам рычаг двигается, не испытывая большого трения.

Его донные соединения сделаны из металлического servos редуктора.

Дизайн

Дизайн робот-манипулятора красивый, стильный и практичный. Устройство просто устанавливается, отличается длительным сроком службы, идеально подходит для самолетов, вертолетов, лодок, автомобилей.

Величина размаха руки соответствует приведенной на картинке, совместимо со стандартными приемниками:

  • Hitec;
  • Futaba и пр.

ТОП-1: S6 6DOF 6 оси робота ABB модели манипулятор с 4 шт. MG996R и 2 шт. MG90S

Описание

Робот – манипулятор с отличными соединениями на высококачественных подшипниках, благодаря которым двигаются они с наименьшим трением. Для обучающего процесса это большой плюс.

  • Выпускает китайский бренд Robo-Soul;
  • Возрастная категория – от 8 лет и старше;
  • Степень готовности – не требуется сборка;
  • Управление – дистанционное;
  • Размер – 25 сантиметров;
  • Число осей — 6;
  • Материал – нержавеющая сталь.

Видео: Руку робот-манипулятор, делают так

Промышленный робот-манипулятор: все могу и все умею

  • Total: 51

Одной из основных движущих сил автоматизации современного производства являются промышленные роботы-манипуляторы. Их разработка и внедрение позволили выйти предприятиям на новый научно-технический уровень выполнения задач, перераспределить обязанности между техникой и человеком, повысить производительность. О видах роботизированных помощников, их функционале и ценах поговорим в статье.

Помощник №1 – робот-манипулятор

Промышленность – фундамент большинства экономик мира. От качества предлагаемых товаров, объемов и ценообразования зависит доход не только отдельно взятого производства, но и государственного бюджета.

В свете активного внедрения автоматизированных линий и повсеместного использования умной техники возрастают требования к поставляемой продукции. Выдержать конкуренцию без использования автоматизированных линий или промышленных роботов-манипуляторов сегодня практически невозможно.

Как устроен промышленный робот

Робот-манипулятор выглядит как огромная автоматизированная «рука» под контролем системы электроуправления. В конструкции устройств отсутствует пневматика или гидравлика, все построено на электромеханике. Это позволило сократить стоимость роботов и повысить их долговечность.

Промышленные роботы могут быть 4-х осевыми (используются для укладки и фасовки) и 6-ти осевыми (для остальных видов работ). Кроме того, роботы отличаются и в зависимости от степени свободы: от 2 до 6. Чем он выше, тем точнее манипулятор воссоздает движение человеческой руки: вращение, перемещение, сжатие/разжатие, наклоны и прочее.
Принцип действия устройства зависит от его программного обеспечения и оснащения, и если в начале своего развития основная цель была освобождение работников от тяжелого и опасного вида работ, то сегодня спектр выполняемых задач значительно возрос.

Использование роботизированных помощников позволяет справляться одновременно с несколькими задачами:

  • сокращение рабочих площадей и высвобождение специалистов (их опыт и знания могут быть использованы на другом участке);
  • увеличение объемов производства;
  • повышение качества продукции;
  • благодаря непрерывности процесса сокращается цикл изготовления.

В Японии, Китае, США, Германии на предприятиях работает минимум сотрудников, обязанностью которых является лишь контроль работы манипуляторов и качество изготавливаемой продукции. Стоит отметить, что промышленный робот-манипулятор – это не только функциональный помощник в машиностроении или сварочном деле. Автоматизированные устройства представлены в широком ассортименте и используются в металлургии, легкой и пищевой промышленности. В зависимости от потребностей предприятия можно подобрать манипулятор, соответствующий функциональным обязанностям и бюджету.

Виды промышленных роботов-манипуляторов

На сегодняшний день существует около 30 видов роботизированных рук: от универсальных моделей до узкоспециализированных помощников. В зависимости от выполняемых функций, механизмы манипуляторов могут отличаться: так например, это могут быть сварочные работы, резка, сверление, гибка, сортировка, укладка и упаковка товаров.

В отличие от существующего стереотипа о дороговизне роботизированной техники, каждое, даже небольшое предприятие, сможет приобрести подобный механизм. Небольшие универсальные роботы-манипуляторы с небольшой грузоподъемностью (до 5кг) ABB, Kawasaki и FANUC будут стоить от 2 до 4 тысяч долларов.
Несмотря на компактность устройств, они способны увеличить скорость работы и качество обработки изделий. Под каждого робота будет написано уникальное ПО, которое в точности координирует работу агрегата.

Узкоспециализированные модели

Роботы сварщики нашли свое наибольшее применение в машиностроении. Благодаря тому, что устройства способны сваривать не только ровные детали, но и эффективно проводить сварочные работы под углом, в труднодоступных местах устанавливают целые автоматизированные линии.

Запускается конвейерная система, где каждый робот за определенное время проделывает свою часть работы, а после линия начинает двигаться к следующему этапу. Организовать такую систему с людьми достаточно непросто: никто из работников не должен отлучаться ни на секунду, в противном случае сбивается весь производственный процесс, либо появляется брак.

Сварщики
Самыми распространенными вариантами являются сварочные роботы. Их производительность и точность в 8 раз выше, чем у человека. Такие модели могут выполнять несколько видов сварки: дуговая или точечная (в зависимости от ПО).

Лидерами в данной области считаются промышленные роботы-манипуляторы Kuka. Стоимость от 5 до 300 тысяч долларов (в зависимости от грузоподъемности и функций).

Сборщики, грузчики и упаковщики
Тяжелый и вредный для человеческого организма труд стал причиной появления в этой отрасли автоматизированных помощников. Роботы упаковщики за считанные минуты подготавливают товар к отгрузке. Стоимость таких роботов до 4 тысяч долларов.

Производители ABB, KUKA, FANUC и Epson предлагают воспользоваться устройствами для подъема тяжелых грузов весом больше 1 тонны и транспортировку от склада к месту погрузки.

Производители промышленных роботов манипуляторов

Бесспорными лидерами в данной отрасли считаются Япония и Германия. На их долю приходится более 50% всей роботизированной техники. Конкурировать с гигантами, непросто, однако, и в странах СНГ постепенно появляются собственные производители и стартапы.

KNN Systems. Украинская компания является партнером немецкой Kuka и занимается разработкой проектов по роботизации процессов сварки, фрезеровки, плазменной резки и паллетизации. Благодаря их ПО промышленный робот может быть перенастроен под новый вид задач всего за один день.

Rozum Robotics (Беларусь). Специалисты компании разработали промышленный робот-манипулятор PULSE, отличающийся своей легкостью и простотой в использовании. Устройство подходит для сборки, упаковки, склеиванию и перестановки деталей. Цена робота в районе 500 долларов.

«АРКОДИМ-Про» (Россия). Занимается выпуском линейных роботов-манипуляторов (двигаются по линейным осям), используемых для литья пластика под давлением. Кроме того, роботы ARKODIM могут работать, как часть конвейерной системы, и выполнять функции сварщика или упаковщика.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх