SCARA Robot Yapımı - İlginç Arduino Projeleri | Robocombo

SCARA robot, endüstri dünyasında çok popüler bir makinedir. Bu isim hem Seçici Uyumlu Montaj Robot Kolu hem de Seçici Uyumlu Eklemli Robot Kolu anlamına gelir(Selective Compliance Assembly Robot Arm or Selective Compliance Articulated Robot Arm). Temelde XY düzlemindeki iki yöne hareket rotasyonu olan üç serbest parçalı robot koldur. 3'üncü ve son eksen hareketi kolun ucundaki Z ekseninde bir kaydırıcı tarafından gerçekleştirilir. İki serbest kolun daha fazla hassasiyet sunması planlanarak tasarlanmıştır. Elektronik kısmı anlamak kolaydır. Yine de yapımı biraz zordur. Kolun üç aktüatöre ihtiyacı olduğu için üç kanalımız mevcut. Arduino arayüzü ile programlama yapmak yerine, Processing Programlama Dili kullanmaya karar verdik.

 

Adım 1: SCARA Robot Yapımında Foward ve Ters Kinematiği Öğrenmek

Gereçler:

Prototip oluşturmak için birkaç malzeme kullandık, aşağıdaki listede tüm malzemeleri görebilirsiniz:

• 3x MG996R Servo Motor
• 1x Arduino Uno R3 Dip
• 1x 3mm MDF Levha
• GT2 6mm Kayış (Bir kaç metre)
• Epoksi
• Cıvata ve somun
• 3x Rulman

İlk adım, modeli bir CAD Yazılımında yapmaktı. Solid works bunun için oldukça iyi bir yazılım, diğer seçenek Fusion 360 veya tercih ettiğiniz diğer CAD yazılımı olabilir. Adım 1'de eklenen resimler, çeşitli hatalar içeren ilk prototipti ve videoda ve tanıtımda bu prototipi kullandık. Prototip yapmak için Lazer Kesim kullandık, üretim sürecine ait herhangi bir video mevcut değil, ancak kullandığımız dosyalar alt tarafa eklenmiştir. Bu projenin önemli parçası Arayüz Kodlamasıdır, böylece kendi modelinizi oluşturabilir ve kodumuzu kendi SCARA Robotunuza kullanabilirsiniz.

Elektronik parçaların montajı basittir. Her şeyi resimde gösterildiği gibi bağlayın (Ana kodda servolara gönderilen sinyal pinlerine (11,10 ve 11)dikkat edin).

Kodun yörüngeler için çalışma şekli şudur: Bu modu seçtikten sonra çizmek için bir şekil seçmelisiniz. Çizgi, Üçgen, Kare ve Elips arasında seçim yapabilirsiniz. Seçime bağlı olarak, daha sonra sırayla programlanan bir seçim türü için 'vaka' argümanı olarak işlev gören bir değişken değiştirilir. İşleme esnekliği sayesinde, Windows ve diğer işletim sistemleri tarafından bilinen komutlarla arayüzle etkileşime girebiliriz, bu da imlecin (fare) konumunu programdaki bir değişkene atamaya izin verir, bu da Arduino'ya bağlantı yoluyla servo motorlara hangi sırayla ve açıyla hareket edecekleri ile ilgili komut verir. Çizim algoritması kod üzerinde azaltılabilir: değeri x1'e atayın, y1 değerini x2'ye atayın, y2 x1 ve x2 arasındaki farkı hesaplayın, y1 ve y2 arasındaki farkı hesaplayın, aşağıdan geçecek noktaları hesaplayın (üçgen, kare, daire) (bu iki nokta ile geometri kullanılır) kayıt durumunda (botondibujar == true) tam dizi ise, servo motora gönderilen değişkenler 60 birimlik bir diziye kaydedilir, bu da 'kayıt' düğmesine basarak herhangi bir modla (Manuel, İleri, Ters, Yörüngeler) elde edilen verileri kaydedin ve basit bir değişken ile başlat düğmesine bastığınızda çoğaltılacaktır.

Ters Kinematik

Ters kinematik problemi, robotun çalışma alanında bir noktaya ulaşması için gerekli girdileri bulmaya dayanır. Mekanizma göz önüne alındığında, istenen bir pozisyon için olası çözümlerin miktarı sonsuz bir sayı olabilir. Yaptığımız robot, iki serbestlik derecesine sahip seri bir mekanizmadır. Geometrik bir analizden sonra, bu özel mekanizma için iki çözüm bulunmuştur. Ters Kinematik örneği Dθ1 ve θ2, iki DoF seri mekanizma robotunun giriş açılarıdır ve X1 ve X2, son koldaki aletin düzlemindeki konumdur. Ayrıca dirsek UP yapılandırması vardır. Ancak yazılan programın amacı için sadece dirsek DOWN yapılandırması kullandık. Giriş açıları bulunduğunda, bu bilgi doğrudan kinematik programında çalışır ve servolar ve kayışlar yardımı ile 1 santimetreden daha az hata payı ile istenen konuma ulaşılır.

Manuel

Bu mod için sadece arayüzdeki kolu(fare) hareket ettirmeniz gerekir ve robot arayüzün imlecini takip eder, bunu harika bir platform olan Processing programlamada yapabilirsiniz.

Yörüngeler

Bu model için ters kinematik kaynaklarını kullanırız ve istemciden şu şekilde rakamlar talep ederiz: Düz Çizgi, Kare, üçgen, Daire, Rakamlar, arayüzde istediğiniz şekiller çizilebilir. Yörünge, şekillerdeki her bir çizginin her bir noktasını hesaplamak için ters modu kullanır, böylece arabirime girdi olarak koyduğunuz şekli çizdikten sonra oynat'ı tıklattığınızda rakamları takip etmek kolaylaşır.

Öğrenme modu

Öğrenme modu, manuel, ileri, ters ve yörüngeler olan diğer tüm modları göz önünde bulundurur, böylece arayüzde istediğiniz herhangi bir hareketi yapabilir ve daha önce olduğu gibi aynı hareketle değiştirebilirsiniz.