Robot przegubowy 5DoF "Edison"

[wn2001 320]

Cześć,

jestem w trakcie budowy (kolejnego) robota przegubowego  Na ten moment ukończona jest (zgrubnie) mechanika - 6 silników krokowych, co daje 5 stopni swobody (drugi stopień jest napędzany przez dwa silniki krokowe); wszystkie obrotowe. Użyteczny zakres ruchu to koło o promieniu około 400mm. Elementy drukowane z ABS-u; ramiona z plexiglassu, płyta w podstawie z aluminium. Aby "na szybko" przetestować robota, podłączyłem do sterowników TB6560 Arduino Mega oraz efektor składający się z niewielkiego siłownika pneumatycznego i dwóch ssawek podciśnieniowych; poniżej efekty:

 

 

Ciekawostka: siłownik pomiędzy obrotową podstawą a ramieniem służy amortyzacji i odciążeniu silników II stopnia swobody - jest na stałe podłączony do niewielkiego ciśnienia, które wymusza siłę rzędu kilkudziesięciu N "rekompensując" częściowo w ten sposób siłę grawitacji, z którą same silniki nie dawały sobie (szczególnie przy większych kątach odchyleń od pionu) rady. Podobnie działa to przy klapie bagażnika, ale również "dużych" robotach paletyzujących, na przykład: 

 

Teraz w planach jest:
1. oczywiście podłączenie czujników indukcyjnych (zerowanie osi) i "porządne" okablowanie
2. wstawienie płytki Nucleo, tego robota chciałbym już oprogramować w STM32CubeIDE
3. dodanie warstwy "wysokopoziomowej" - RaspberryPi, z pewnością system wizyjny i interfejs użytkownika (czy ktoś ma pomysł/doświadczenie, jak możliwie prosto stworzyć aplikację pozwalającą zadawać pozycje efektora/kąty ramion oraz symulować 3D takie ramię? Czy tu raczej należałoby iść w ROS i framework'i typu MoveIt?)
4. stworzenie jakiejś konkretnej aplikacji pokazowej

Pozdrawiam, z chęcią wysłucham opinii/uwag/wskazówek
wn2001

[wn2001 320]

Mała aktualizacja: dzięki forbot'owemu kursowi n/t STM32 wymieniłem Arduino Mega na płytkę Nucleo F303RE - udało mi się "przeportować" bibliotekę AccelStepper i całość oprogramować już nie w Arduino IDE, a STM32CubeIDE - fantastyczne narzędzie  Filmu nie wstawiam, bo na ten moment funkcjonalność się nie zmieniła - chciałem tylko "pochwalić się" zmianą platformy sprzętowej

[wn2001 320]

Od ostatniego wpisu udało mi się zrobić niewiele, ale projekt przesunął się do przodu - przebudowałem II stopień swobody (znacznie mniejsza podatność), okablowałem całość, robot może się już samodzielnie zerować, ale ponieważ na pneumatykę zabrakło czasu (niestety), w miejscu końcówki roboczej umieściłem mini-kamerę, która przemieszcza się do określonych punktów nad płytą obwodu drukowanego - można sobie wyobrazić, że jest to "aplikacja" w dziedzinie kontroli jakości  Całość prezentowałem dzisiaj na targach "Hobby" na Międzynarodowych Targach Poznańskich 

 

 

[krolikbest 22]

Skąd oprogramowanie?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Harnas 255]

@wn2001  z mojej strony mogę polecić https://github.com/Phylliade/ikpy . Da się na tym w miarę łatwo ogarnąć kinematykę odwrotną.

[krolikbest 22]

Zdaje się, że podany link przedstawia  podejście rozwiązania IK zaprezentowane w notacji Denavit-Hartenberga. Tak na pierwszy rzut.. zresztą b. dobre podejście do IK.

[wn2001 320]

1 godzinę temu, krolikbest napisał:

Skąd oprogramowanie?

@krolikbest Na ten moment użyłem w HAL-u przeportowanej (może to za duże słowo, bo chodziło o zmianę kilkunastu linii kodu) Arduinowej biblioteki Accelstepper: https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/accelstepper/ - ma ona niestety jedną wadę, przy pracy kilku silników, kiedy jeden zaczyna hamować, a drugi pracuje jeszcze z pełną prędkością, widać pewne zakłócenia w pracy tego drugiego. Myślę o takim zaplanowaniu ruchu, aby każdy kończył się w tym samym momencie (czyli wszystkie hamowałyby w tym samym przedziale czasowym) lub o zmianie biblioteki na: https://github.com/luni64/TeensyStep lub o rozwiązaniu podobnym do Twojego (gratuluję przy okazji ukończenia projektu, jest świetny ), czyli pięć płytek Pro Mini odpowiadające tylko za wysterowanie pojedynczej osi. W kwestii płynności ruchów nie jestem jeszcze zadowolony, robot mocno hałasuje (nie widać tego na filmie przez szum), a testując każdą oś osobno, takiego efektu (w sensie hałasu) nie ma

Odpowiadając na Twoje pytanie, zasadniczo na ten moment jest to tylko sterowanie tymi pięcioma silnikami (poza zerowaniem i obsługą przekaźników) i nic więcej

1 godzinę temu, Harnas napisał:

@wn2001  z mojej strony mogę polecić https://github.com/Phylliade/ikpy . Da się na tym w miarę łatwo ogarnąć kinematykę odwrotną.

@Harnas Bardzo dziękuję za link, nie znałem tej biblioteki, a widzę, że się przyda 

36 minut temu, krolikbest napisał:

Zdaje się, że podany link przedstawia  podejście rozwiązania IK zaprezentowane w notacji Denavit-Hartenberga. Tak na pierwszy rzut.. zresztą b. dobre podejście do IK.

Ja dotychczas IK zawsze opierałem o proste zależności geometryczne, ale ponieważ poznałem już macierze, w tym projekcie chciałbym to zrobić "ładnie" w notacji D-H

Pozdrawiam
Wiktor

[wn2001 320]

Mała aktualizacja - robot ma kinematykę odwrotną (na razie opartą na zależnościach geometrycznych), podłączyłem także dwa mini-elektromagnesy oraz taśmociąg - przesyłam film