Αυτόματο συγκολλητικό ρομποτικό μπράτσο: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό το οδηγό δείχνει πώς να κολλήσετε ηλεκτρονικά εξαρτήματα στο PCB σας χρησιμοποιώντας το Robotic Arm

Η ιδέα αυτού του έργου ήρθε στο μυαλό μου τυχαία όταν έψαχνα για τις διαφορετικές ικανότητες των ρομποτικών βραχιόνων, τότε διαπίστωσα ότι υπάρχουν μερικοί που καλύπτουν αυτόν τον τομέα χρήσης (Αυτοματοποιημένη συγκόλληση & συγκόλληση ρομποτικού βραχίονα).

Στην πραγματικότητα είχα μια εμπειρία στο παρελθόν για την κατασκευή παρόμοιων έργων, αλλά αυτή τη φορά το έργο ήταν πολύ χρήσιμο και αποτελεσματικό.

Πριν αποφασίσω για το σχήμα του, είδα πολλές εφαρμογές και άλλα έργα ειδικά στον τομέα της βιομηχανίας, τα έργα ανοιχτού κώδικα με βοήθησαν πολύ να βρω το σωστό και κατάλληλο σχήμα.

Αυτό οφείλεται στην επιστήμη πίσω από την οπτική σίτιση του εγκεφάλου μας.

Βήμα 1: Σχεδιασμός

Στην αρχή είδα πολλά επαγγελματικά έργα που δεν μπόρεσαν να υλοποιηθούν λόγω της πολυπλοκότητάς του.

Τότε αποφάσισα να δω να φτιάξω το δικό μου προϊόν εμπνευσμένο από τα άλλα έργα, οπότε χρησιμοποίησα το Google Sketch up 2017 pro. κάθε μέρος σχεδιάστηκε για να συγκεντρώνεται το ένα δίπλα στο άλλο με μια συγκεκριμένη σειρά όπως φαίνεται στην επόμενη εικόνα.

Και πριν από τη συναρμολόγησή του έπρεπε να δοκιμάσω τα εξαρτήματα και να επιλέξω το κατάλληλο συγκολλητικό σίδερο, αυτό συμβαίνει σχεδιάζοντας ένα εικονικό έργο φινιρίσματος ως οδηγό για μένα.

Αυτές οι κληρώσεις δείχνουν το πραγματικό σχήμα τελικού μεγέθους φινιρίσματος και τις σωστές διαστάσεις κάθε εξαρτήματος για να επιλέξετε το σωστό συγκολλητικό σίδερο.

Βήμα 2: Ηλεκτρονικά ανταλλακτικά

1. Stepper Motor 28BYJ-48 με μονάδα οδήγησης ULN2003

2. Arduino Uno R3

3. MG-90S Micro Metal Gear Servo Motor

4. I2C SERIAL LCD 1602 MODULE

5. Breadboard

6. Καλώδια βραχυκυκλωτήρων

7. Βήμα κάτω Ενότητα

8. Μεταλλικό γρανάζι μικρο σερβοκινητήρα

Βήμα 3: Λειτουργία και εγκατάσταση

Κατά τη διάρκεια της εργασίας αντιμετώπισα κάποια εμπόδια που πρέπει να ανακοινώσουμε σχετικά.

1. Οι βραχίονες ήταν πολύ βαρύ για να κρατηθούν από τα μικρά βηματικά μοτέρ και το διορθώσαμε στην επόμενη έκδοση ή εκτύπωση με λέιζερ.

2. Επειδή το μοντέλο ήταν κατασκευασμένο από πλαστικό υλικό, η τριβή της περιστρεφόμενης βάσης ήταν υψηλή και οι κινήσεις δεν ήταν ομαλές.

Η πρώτη λύση ήταν η αγορά ενός μεγαλύτερου βηματικού κινητήρα που να αντέχει το βάρος και την τριβή, και σχεδιάσαμε εκ νέου τη βάση για να χωρέσει ένα μεγαλύτερο βηματικό μοτέρ.

Στην πραγματικότητα, το πρόβλημα δεν είναι σταθερό και ο μεγαλύτερος κινητήρας δεν το έλυσε, και αυτό συνέβη επειδή η τριβή μεταξύ δύο πλαστικών επιφανειών δίπλα δεν μπορούμε να ρυθμίσουμε το δοχείο κατά τοις εκατό. Η μέγιστη θέση περιστροφής δεν είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να παρέχει ο οδηγός. Πρέπει να χρησιμοποιήσετε την τεχνική που δείχνει ο κατασκευαστής, όπου μετράτε την τάση ενώ γυρίζετε το δοχείο.

Στη συνέχεια, κατέφυγα να αλλάξω εντελώς τον σχεδιασμό της βάσης και έβαλα ένα σερβοκινητήρα με μεταλλικό γρανάζι με ενσωματωμένο μηχανισμό γραναζιών.

3. τάση

Ο πίνακας Arduino μπορεί να τροφοδοτηθεί είτε από την υποδοχή τροφοδοσίας DC (7 - 12V), είτε από τη σύνδεση USB (5V), είτε από τον πείρο VIN της πλακέτας (7-12V). Η παροχή τάσης μέσω των ακίδων 5V ή 3.3V παρακάμπτει τον ρυθμιστή και αποφασίσαμε να αγοράσουμε ειδικό καλώδιο USB που υποστηρίζει 5 volt από τον υπολογιστή ή οποιαδήποτε τροφοδοσία.

Έτσι, οι βηματικοί κινητήρες και τα άλλα εξαρτήματα λειτουργούν σωστά με μόνο 5 βολτ και για να προστατεύσουμε τα μέρη από οποιοδήποτε πρόβλημα, διορθώνουμε τη μονάδα βήματος προς τα κάτω.

Η μονάδα βήμα προς τα κάτω είναι ένας μετατροπέας buck (μετατροπέας βήμα προς τα κάτω) είναι ένας μετατροπέας ισχύος DC-σε-DC που μειώνει την τάση (ενώ αυξάνει το ρεύμα) από την είσοδό του (παροχή) στην έξοδο (φορτίο) και διατηρεί επίσης τη σταθερότητα ή την τάση.

Βήμα 4: Τροποποιήσεις

Μετά από ορισμένες τροποποιήσεις, αλλάξαμε το σχέδιο του μοντέλου μειώνοντας το μέγεθος των βραχιόνων και κάνοντας μια κατάλληλη τρύπα για σερβοκινητήρα, όπως φαίνεται.

Και κατά τη δοκιμή του σερβοκινητήρα κατάφερε να περιστρέψει το βάρος σωστά 180 μοίρες επειδή η υψηλή ροπή του σημαίνει ότι ένας μηχανισμός είναι σε θέση να χειριστεί μεγαλύτερα φορτία. Πόση δύναμη στροφής μπορεί να βγάλει ένας σερβομηχανισμός εξαρτάται από τους παράγοντες σχεδιασμού-τάση τροφοδοσίας, ταχύτητα άξονα κ.

Επίσης, η χρήση του I2c ήταν ωραία επειδή χρησιμοποιεί μόνο δύο ακίδες και μπορείτε να τοποθετήσετε πολλαπλές συσκευές i2c στις δύο ίδιες ακίδες. Έτσι, για παράδειγμα, θα μπορούσατε να έχετε έως 8 σακίδια LCD+LCD όλα σε δύο ακίδες! Τα κακά νέα είναι ότι πρέπει να χρησιμοποιήσετε την καρφίτσα "hardware" i2c.

Βήμα 5: Συγκολλητικό σίδερο συγκράτησης ή πιασίματος

Ο πιασίτης

στερεώθηκε χρησιμοποιώντας μεταγωγικό σερβοκινητήρα για να αντέξει το βάρος του συγκολλητικού σιδήρου.

servo.attach (9, 1000, 2000);

servo.write (περιορισμός (γωνία, 10, 160));

Στην αρχή είχαμε ένα εμπόδιο που έτρεμε και δονήθηκε μέχρι να βρούμε έναν δύσκολο κώδικα που δίνει περιορισμούς αγγέλους.

Επειδή δεν έχουν όλα τα servos πλήρη περιστροφή 180 μοιρών. Πολλοί όχι.

Γράψαμε λοιπόν ένα τεστ για να καθορίσουμε πού βρίσκονται τα μηχανικά όρια. Χρησιμοποιήστε servo.write Μικροδευτερόλεπτα αντί για servo.write Μου αρέσει περισσότερο επειδή σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε 1000-2000 ως βασικό εύρος. Και πολλά servos θα υποστηρίξουν εκτός αυτού του εύρους, από 600 έως 2400.

Λοιπόν, δοκιμάσαμε διαφορετικές τιμές και βλέπουμε από πού μπορείτε να βρείτε το buzz που σας λέει ότι έχετε φτάσει στο όριο. Τότε μείνετε μόνο σε αυτά τα όρια όταν γράφετε. Μπορείτε να ορίσετε αυτά τα όρια όταν χρησιμοποιείτε το servo.attach (pin, min, max)

Βρείτε το πραγματικό εύρος κίνησης και βεβαιωθείτε ότι ο κώδικας δεν προσπαθεί να τον σπρώξει πέρα από τις τελικές στάσεις, η συνάρτηση περιορισμού () Arduino είναι χρήσιμη για αυτό.

και εδώ είναι ο σύνδεσμος που μπορείτε να αγοράσετε το συγκολλητικό σίδερο USB:

Mini 5V DC 8W USB Power Soldering Iron Pen + Touch Switch Stand Holder

Βήμα 6: Κωδικοποίηση

Το Arduino χρησιμοποιώντας βιβλιοθήκες

περιβάλλον μπορεί να επεκταθεί με τη χρήση βιβλιοθηκών, όπως ακριβώς και οι περισσότερες πλατφόρμες προγραμματισμού. Οι βιβλιοθήκες παρέχουν επιπλέον λειτουργικότητα για χρήση σε σκίτσα, π.χ. εργασία με υλικό ή χειρισμό δεδομένων. Για να χρησιμοποιήσετε μια βιβλιοθήκη σε ένα σκίτσο.

#include AccelStepper.h

#include MultiStepper.h #include Servo.h #include Wire.h #include LiquidCrystal_I2C.h