Comment faire un bras robotique étape par étape

La construction d’un bras de robot n’est pas seulement un défi d’ingénierie… c’est un projet multidisciplinaire combinant la conception mécanique, l’électronique et la programmation des robots. Dans ce guide, vous apprendrez les étapes pour créer votre propre bras de robot pour atteindre vos objectifs.

Que vous exploriez comment construire un bras de robot à des fins de recherche, un prototype de démarrage, ou juste pour un passe-temps, nous vous guiderons tout au long du processus.

À la fin du guide, vous comprendrez les concepts de base nécessaires pour construire votre bras de robot, ainsi que où vous pouvez opter pour plus d’informations sur chacune des étapes.

Pourquoi construire un bras robotique?

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles vous pourriez chercher comment construire un bras de robot. Les 3 raisons les plus courantes sont de se renseigner sur les robots, de créer une plate-forme de recherche et de prototyper un projet de robotique.

Voici ce sur quoi vous devez vous concentrer pour chacune de ces raisons…

Pour en savoir plus sur la robotique

Lorsque vous ne faites que commencer dans la robotique, la construction d’un bras est un excellent moyen de se renseigner sur les concepts de base de la robotique.

Si c’est vous, voici sur quoi vous concentrer lors de la construction de votre bras de robot:

• Visez un projet qui se concentre sur les compétences spécifiques que vous aimeriez apprendre (par exemple, la programmation, la cinématique, l’électronique).
• Utiliser une plate-forme comme Raspberry Pi Cela permet une intégration facile.
• Expérimentez avec différents conceptions et concepts pour élargir vos connaissances. Par exemple, il existe des conceptions amusantes pour Construire un bras de robot hors du carton

Pour créer une plate-forme de recherche

Que vous fassiez partie d’un groupe de recherche ou que vous effectuiez un projet de recherche personnelle, la construction d’une plate-forme robotique est souvent une première étape pour la recherche. Un bras de robot peut être une plate-forme simple et simple pour vos recherches.

Si c’est vous, voici sur quoi vous concentrer lors de la construction de votre bras de robot:

• Décidez quels éléments de votre plate-forme robotique seront nouveaux – et contribuent ainsi à la sortie de recherche – et que vous pouvez copier à partir de conceptions existantes.
• Utilisez une plate-forme de programmation qui vous permet d’ajouter vos propres bibliothèques et fonctionnalités personnalisées, comme le L’API Robodk.
• Concevez un système qui vous permet de passer plus de temps à développer vos recherches et moins de temps «Fixer votre robot».

Pour prototyper votre produit robotique

Lorsque vous cherchez à créer un bras de robot pour créer un nouveau produit, votre priorité absolue devient l’évolutivité. Vous devez équilibrer les objectifs – apparemment conflictuels – du prototypage rapide et de la fiabilité.

Si c’est vous, voici sur quoi vous concentrer lors de la construction de votre bras de robot:

• Réfléchissez à la façon dont vous pouvez combiner des éléments robotiques fiables plutôt que de réinventer la roue. Consultez notre article Pourquoi créer des solutions robotiques clé en main? 10 grands avantages
• Considérez l’évolutivité dès le début. Réfléchissez toujours à la façon dont vous réduirez la production lorsque vous allez au-delà du prototypage.
• Tester et déboguer en continu. Un bon (simulateur de robot) (Rksim) est un outil précieux pour réduire les erreurs et accélérer le processus de programmation.

Étape 1: Planifiez et décidez du but de votre robot

Maintenant, vous êtes clair pourquoi vous construisez un bras robotique, la première étape consiste à clarifier l’objectif de ce projet.

Définissez le but de votre robot

Le but de votre robot affectera le reste du processus de conception.

Demandez-vous quelle activité spécifique le bras fonctionnera et dans quel environnement il fonctionnera. Par exemple, déterminez s’il soulèvera les objets (ce qui affecterait la charge utile) ou l’exploitation d’un outil de processus (par exemple, le soudage ou l’outil de coupe).

Choisissez un logiciel de conception facile à intégrer

Si vous concevez votre robot dans un logiciel de conception assisté par ordinateur, choisissez un flux de travail logiciel Cela vous permet de vous intégrer facilement à la programmation des robots.

Par exemple, Robodk a des plugins pour La plupart des packages CAO populairesvous permettant d’exporter de manière transparente vos modèles 3D vers Robodk pour la programmation.

Décider de votre type d’actionnement

Une décision précoce importante est le type d’actionnement de votre robot.

Les options courantes sont électriques, hydrauliques ou pneumatiques. Le plus populaire de nos jours est probablement électrique; Cependant, vous pourriez avoir une raison de choisir une autre option. C’est le moment de décider.

Étape 2: Concevez la structure mécanique… et faites le calcul

Si vous concevez la structure mécanique de votre robot à partir de zéro, vous devrez probablement comprendre les concepts géométriques mathématiques de la cinématique.

Planifiez la cinématique de votre robot

La cinématique est un concept de base en robotique pour la programmation robotique et la conception des bras.

1. Cinématique avant (FK) – Cela implique de calculer où l’effecteur final sera pour des angles articulaires spécifiques.
2. Cinématique inverse (IK) – Cela détermine les positions articulaires requises pour déplacer l’effecteur final vers une position et une orientation précises. Les calculs manuels IK peuvent être complexes, mais les résolveurs intégrés de Robodk vous facilitent la vie en gérant le calcul pour vous.

Vous pouvez en savoir plus sur les deux types de cinématique dans notre article Cinématique inverse en robotique: ce que vous devez savoir

Distribution du poids et conception de liens

Concevez votre structure de robot pour rencontrer votre propriétés de performance requises, comme la vitesse, la capacité de charge utile et la précision.

Lorsque vous concevez vos liens, pensez à la distribution du poids. Par exemple, une règle commune consiste à placer autant de poids du robot dans la première articulation de l’épaule afin que les joints ultérieurs n’aient pas besoin de travailler supplémentaire pour soutenir le poids du robot lui-même.

Étape 3: Simuler, construire et programmer votre robot

Après votre processus de conception, il est temps de construire votre bras de robot. Il s’agit d’un processus itératif, en commençant par la simulation dans des logiciels, puis en construisant le robot physique. La programmation doit être impliquée partout, pas seulement après avoir construit le robot physique.

Voici 7 étapes pour construire itérative une nouvelle conception de bras robot:

1. Simuler le robot – Avant même de penser à construire votre robot physique, utilisez les conceptions CAO que vous avez créées dans vos étapes précédentes pour créer une simulation de votre bras de robot. Dans Robodk, vous pouvez importer votre conception en tant que nouveau robot et Créer un programme de robot simple pour les tests.
2. Améliorez d’abord votre conception – Pendant la simulation, vous identifierez probablement les aspects de la conception physique qui peuvent être améliorés. Utilisez le simulateur pour améliorer la conception de manière itérative avant de commencer à construire le robot physique.
3. Rassembler des composants physiques – C’est l’étape où vous rassemblez enfin vos composants de contrôle physique (par exemple, les microcontrôleurs, les servos, les capteurs) et construisez les liens physiques du robot.
4. Testez vos actionneurs – La bonne pratique est de tester tous vos actionneurs avant de construire le robot physique. Cela vous aide à identifier si un actionneur est brisé ainsi que s’il existe des comportements inhabituels provenant de votre programme de robot.
5. Construisez le robot physique – Maintenant, vous pouvez construire votre bras de robot physique. À ce stade, vous savez que vous avez un design fonctionnel (grâce à la simulation), des actionneurs de travail et un programme de robot fonctionnel. Cela réduit considérablement les chances d’erreurs inattendues sur la surprise.
6. Déboguer et affiner le code – Même avec la meilleure simulation testée, vous devrez probablement déboguer la conception du robot lorsque vous déplacez votre programme vers le robot physique. Apporter des modifications itératives à la fois à votre conception physique et à votre code robot.
7. Programmez et répétez jusqu’à heureux – Le processus de construction d’un bras de robot n’est terminé que lorsque vous êtes heureux qu’il réponde à vos besoins. Lorsque votre programme simple fonctionne bien sur le robot physique, essayez de programmer une application plus complexe.

Conseil final: tester, tester et tester à nouveau

Construire un bras de robot est un excellent projet, quelles que soient vos raisons de le faire. Que vous construisez simplement un Bras robot simple Pour le plaisir ou vous construisez un prototype pour votre startup robotique, le processus est similaire.

Une bonne règle à suivre est «tester, tester et tester à nouveau».

Avec le puissant simulateur de robot de Robodk, vous pouvez tester différents changements de conception rapidement et facilement, en faisant monter votre robot et en fonctionnant aussi efficacement que possible.

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