Design and construction of an industrial robot controlled by the ROS environment - Publikacja - MOST Wiedzy

Twoje konto

zaloguj

Wyszukiwarka

Design and construction of an industrial robot controlled by the ROS environment

Abstrakt

This engineering thesis focuses on the recognition of modern budgetary solutions of robotic
arms and on the design and implementation of one of them. Historical solutions are discussed
using the example of the IRB6 robot and the modern approach - the Omron Viper 850. The
paper includes a description of the design thought of the different parts. Mechanical, electrical and
software aspects are presented. In the mechanical part, the basic principles that accompanied
the designers during their work are described, as well as explanations of some solutions used.
The electrical part focuses on a description of the control cabinet and explains the basic design
principles of this type of construction. It also mentions the decisions that were made because
of the limited budget. The software description includes an introduction to the ROS environment
and explains how to control the stepper motors and their drivers. The work carried out on the
practical implementation of the design is also documented. The team has tried to explain what
methods were used to make the necessary elements. The description of the work includes many
photographs taken during the construction. Tests of the finished arm were carried out and the
results, together with their conclusions, are presented in this paper. At the end of the paper,
thoughts on the design process and conclusions for the potential next version of the device are
included.

Autorzy (2)

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 59 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Creative Commons: CC-BY otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Efekty działalności twórczej
Typ:
Efekty działalności twórczej
Rok wydania:
2022
Bibliografia: test
  1. Rysunek 4.10. Przebieg odchylenia prędkości silnika krokowego bez zastosowania metody mikrokroku [28] otwiera się w nowej karcie
  2. Rysunek 4.11. Przebieg odchylenia prędkości silnika krokowego z wykorzystaniem metody mikrokroku [28] Sterownik silnika, przedstawiony na rysunku 4.13, przyjmuje od mikroprocesora sygnały : otwiera się w nowej karcie
  3. Schemat elektryczny pojedynczego wejścia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
  4. Zmontowany moduł dopasowujący . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
  5. Wykaz połączeń modułu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
  6. Wtyczka kabla łączącego robota z szafą sterowniczą . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
  7. Numeracja pinów we wtyczce oraz w gnieździe[15] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 otwiera się w nowej karcie
  8. Złącze wielopinowe schunka[16] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
  9. Zrzut ekranu z projektu w Visual Studio Code [17] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
  10. Przedstawienie ideowej komunikacji ROSa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 otwiera się w nowej karcie
  11. Wizualizacja opisu URDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
  12. Zrzut ekranu zśrodowiska MoveIt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
  13. Interfejs umożliwiający weryfikację poprawności opisu URDF . . . . . . . . . . . . 56
  14. Wizualizacja łańcucha kinematycznego eksperymentalnego ramienia robotyczne- go MK.0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 otwiera się w nowej karcie
  15. Widok aproksymacji rozwiązania zagadnienia kinematyki odwrotnej z programu MoveIt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
  16. Rozpisana architektura systemu komunikacji ROSa . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
  17. Koncepcyjny model silnika krokowego bipolarnego [27] . . . . . . . . . . . . . . . 60
  18. Przebieg odchylenia prędkości silnika krokowego bez zastosowania metody mikro- kroku [28] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 otwiera się w nowej karcie
  19. Przebieg odchylenia prędkości silnika krokowego z wykorzystaniem metody mikro- kroku [28] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 otwiera się w nowej karcie
  20. Na przebiegu a) widać aproksymację prądu za pomocą mikrokroków, a na przebie- gu b) widać otrzymywane przebiegi pozycji silnika [29] . . . . . . . . . . . . . . . . 62 otwiera się w nowej karcie
  21. Zdjęcie sterownika silników krokowych TB6600 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
  22. Schemat ideowy algorytmu sterowania ramieniem robotycznym umieszczonego na mikroprocesorze. Zapis za pomocą drzewa behawioralnego [30] . . . . . . . . . . 63
  23. Prusa i3Mk3s -najbardziej popularna drukarka 3D technologii FDM[32] . . . . . . 64 otwiera się w nowej karcie
  24. Przykładowe rodzaje wypełnienia[34] stosowane w druku 3D w technologii FDM . 65 otwiera się w nowej karcie
  25. Jeden z wydruków poddanych testom obciążeniowym . . . . . . . . . . . . . . . . 66
  26. Frezarka podczas obróbki szkła akrylowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
  27. Tokarka w firmie Fijało Poland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
  28. Proces zalewania formy sylikonem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
  29. Przemysłowy laser podczas pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
  30. Element po wypiaskowaniu i pomalowaniu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 otwiera się w nowej karcie
  31. Kratownica po wyspawaniu i pomalowaniu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
  32. Widok podstawy po osadzeniu gniazda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
  33. Napięty pas zębaty podstawy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
  34. Gotowa konstrukcja pierwszego członu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 otwiera się w nowej karcie
  35. Skręcona konstrukcja drugiego członu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
  36. Prace montażowe górnych przegubów ramienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 otwiera się w nowej karcie
  37. Złożone przeguby końcowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
  38. Początki prac nad szafą sterowniczą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
  39. Drukowanie osłon wentylatora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
  40. Klejenie obudowy wtyczki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
  41. Robot MK.0 wraz z szafą sterowniczą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 otwiera się w nowej karcie
  42. Szafa sterownicza podczas pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
  43. Wieko szafy -widok wewnętrzny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
  44. Szafa sterownicza po otwarciu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
  45. Bazowe konfiguracje przy pomiarze powtarzalności . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
  46. Pomiar czujnikiem zegarowym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
  47. Wykres rozkładu pomiarów dokładności powrotu do pozycji zadanej . . . . . . . . 83
  48. Procedura testowa udźwigu ramienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
  49. Schemat typowego rozwiązania hamulca elektromagnetycznego[37] . . . . . . . . 87
  50. Teachpanel robota firmy KUKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 90
  51. Tablica D-H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  52. Zakresy przegubów manipulatora odnoszące się do pozycji ramienia pokazanej na Rys 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 otwiera się w nowej karcie
  53. Tabela głównych poborów mocy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 otwiera się w nowej karcie
  54. Zestawienie pomiarów czujnika zegarowego dla każdej osi wraz z obliczoną powta- rzalnością S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 otwiera się w nowej karcie
  55. Pomiary prądów na osadach bezpiecznikowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
  56. Pomiary napięć cewek silników krokowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 92 WYKAZ LITERATURY
  57. S. Tadeusz, Modelling and simulation of industrial robot manipulator motion, vol. 1. Infona, 2004.
  58. J. Denavit and R. S. Hartenberg, "A kinematic notation for lower-pair mechanisms based on matrices," 1955. otwiera się w nowej karcie
  59. "World robotics 2021 -service robots report." https://ifr.org/ifr-press-releases/ news/service-robots-hit-double-digit-growth-worldwide. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  60. "Omron polska." https://industrial.omron.pl/pl/products/viper. otwiera się w nowej karcie
  61. O. A. Pacific, "Omron poc lab: Viper cell."
  62. "Annin robotics ar3." https://www.anninrobotics.com/. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  63. "Bcn3d moveo: A fully open source 3d printed robot arm." https://www.bcn3d.com/ bcn3d-moveo-the-future-of-learning-robotic-arm/. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  64. "Kauda robotic arm." https://www.instructables.com/KAUDA-Robotic-Arm/. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  65. M. W. Spong, S. Hutchinson, M. Vidyasagar, et al., Robot modeling and control, vol. 3. wiley New York, 2006.
  66. "Fusion360 integrated cad, cam, cae, and pcb software." https://www.autodesk.com/ products/fusion-360/overview. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  67. "Future of making, shape optimization and topology optimization." https://www.autodesk. com/solutions/topology-optimization. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  68. "Mantis gripper." https://www.thingiverse.com/thing:1480408. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  69. "Mks gen v1.4 motherboard manual." https://www.roboter-bausatz.de/media/pdf/0b/ f0/a7/MKS-Gen-DataSheet.pdf. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  70. "Clark wire cable." http://www.clarkwire.com/PinOutRS449.htm. otwiera się w nowej karcie
  71. "Syntax svk-085-fphgst." https://shop.klotz-ais.com/tlp-f.html. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  72. "Code editing software." https://code.visualstudio.com/. Accessed on 31.12.2021. [18] "Robot operating system." https://www.ros.org/. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  73. "Ros urdf package library." http://wiki.ros.org/urdf. Accessed on 31.12.2021. 93 otwiera się w nowej karcie
  74. Ros urdf joint element." http://wiki.ros.org/urdf/XML/joint. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  75. "Incorporating the latest advances in motion planning, manipulation, 3d perception, kinema- tics, control and navigation." https://moveit.ros.org/. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  76. "Ros packages that can be used to plan and execute motion trajectories for the bcn3d moveo robotic arm in simulation and real-life.." https://github.com/jesseweisberg/moveo_ros. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  77. "The mit license." https://opensource.org/licenses/MIT. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  78. M. Dąbkowski, "Systemy sterowania robotów przemysłowych." https://eia.pg.edu.pl/ documents/184160/295670/systemysterowania.pdf. Accessed on 31.12.2021.
  79. "Move group python interface." http://docs.ros.org/en/kinetic/api/moveit_ tutorials/html/doc/move_group_python_interface/move_group_python_interface_ tutorial.html. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  80. "Ikfast kinematics solver." http://docs.ros.org/en/kinetic/api/moveit_tutorials/ html/doc/ikfast/ikfast_tutorial.html. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  81. "Bipolar stepper motors: What is it? (circuit and sequence)." https://www.electrical4u. com/bipolar-stepper-motor/. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  82. "What is microstepping?." https://www.linearmotiontips.com/microstepping-basics/. Accessed on 31.12.2021. otwiera się w nowej karcie
  83. A. Bellini, C. Concari, G. Franceschini, and A. Toscani, "Mixed-mode pwm for high- performance stepping motors," Industrial Electronics, IEEE Transactions on, vol. 54, pp. 3167 -3177, 01 2008. otwiera się w nowej karcie
  84. M. Colledanchise and P. Ögren, Behavior trees in robotics and AI: An introduction. CRC Press, 2018. otwiera się w nowej karcie
  85. D. Mościcki, "Mk0-robotic-arm." https://github.com/Edekheh/MK0_Robotic_Arm. Acces- sed on 10.01.2022.
  86. Zestawienie zacisków PLC : =ROB+CAB0-MKS-M1 -=ROB+CAB0-MKS-M1
  87. Zestawienie zacisków PLC : =ROB+CAB0-MKS-M2.1 -=ROB+CAB0-MKS-M2.1
  88. Zestawienie zacisków PLC : =ROB+CAB0-MKS-SERV1 -=ROB+CAB0-MKS-SERV1 2022-01-06
  89. =ROB+CAB0-DRIVER.M1-XD.M1:STEP
  90. =ROB+CAB0-DRIVER.M1-XD.M1:GND
  91. =ROB+CAB0-DRIVER.M1-XD.M1:ENABLE
  92. =ROB+CAB0-DRIVER.M2,1-XD.M2,1:STEP otwiera się w nowej karcie
  93. =ROB+CAB0-DRIVER.M2,1-XD.M2,1:GND otwiera się w nowej karcie
  94. =ROB+CAB0-DRIVER.M2,1-XD.M2,1:DIR otwiera się w nowej karcie
  95. =ROB+CAB0-DRIVER.M2,1-XD.M2,1:ENABLE otwiera się w nowej karcie
  96. =ROB+CAB0-DRIVER.M3-XD.M3:STEP otwiera się w nowej karcie
  97. =ROB+CAB0-DRIVER.M3-XD.M3:GND otwiera się w nowej karcie
  98. =ROB+CAB0-DRIVER.M3-XD.M3:ENABLE otwiera się w nowej karcie
  99. =ROB+CAB0-STOP:12 otwiera się w nowej karcie
  100. =ROB+CAB0-STOP:11 otwiera się w nowej karcie
  101. =ROB+CAB0-STOP:22
  102. =ROB+CAB0-START:13 otwiera się w nowej karcie
  103. =ROB+CAB0-SERWOMOTOR1:SGND
Weryfikacja:
Brak weryfikacji

wyświetlono 102 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Design aspects of a low-cost prosthetic arm for people with severe movement disabilities

2020

Robotics in architectural education

2019

Feature extraction in detection and recognition of graphical objects

2022

Developing assumptions for the tram noise attenuation passive system using the noise maps analysis method

2019
Meta Tagi