Günümüzde neredeyse her robotik meraklısı otomatik bir robot kolu inşa edebilir. Üretim, tıp ve bilimsel çalışmalar için robotik çözümler profesyonellere bırakılmalı olsa da, arkadaşlarınızı etkileyecek küçük bir şey mevcut imkânlarla yapılabilir. Arduino mikrodenetleyici ve servomotorlara dayalı basit bir robot kolu nasıl oluşturacağınızı öğrenmek ister misiniz? Okumaya devam edin!
Teknolojinin önemi
Robotik kol, özel bir mikrodenetleyiciye kurulan özel yazılım aracılığıyla kontrol edilen otomatik bir mekanik cihazdır. Bağımsız bir cihaz olabilir ya da insan benzeri bir robotun bir öğesi olabilir. Böyle bir cihazın çalışması eklemlerin hareketine bağlıdır – her biri bir ile üç arasında serbestlik derecesine sahip olabilir. Örneğin, ayrı eklemler bir kol tabanına göre hem doğrusal yönde hem de dönel yönde hareket edebilir.
Otomatikleştirmenin nedenleri
Robotik kollar, bir insan kolunun tek başına yapmakta zorlanacağı görevleri yerine getirmek üzere üretilebilir. Ayrı parçaları tutup birleştirebilir, kaynak yapabilir, erişimi zor bölgelere ulaşabilir vb. Genel olarak, robotikte bu tür cihazların temel amacı – bilim insanları ve mucitlerin uzun süredir peşinde olduğu – insan kolu hareketini mümkün olduğunca hassas biçimde taklit etmektir.
Kimler fayda sağlar?
Otomatik bir endüstriyel robot kolu, diğer şeylerin yanı sıra insan emeğinde çok faydalı olabilir. Sağladığı en bariz avantajlar şunlardır:
- Yüksek hız ve hassas hareketler;
- Düşük enerji tüketimi ve yüksek güvenilirlik;
- Durmadan uzun süreler boyunca çalışabilme;
- Tehlikeli koşullarda ve tehlikeli malzemelerle çalışabilme;
- İnsan faktörü etkisinin ve yaralanma oranının azalması.
Robot kol nasıl otomatikleştirilir rehberi
Aşağıda bir robot kolu nasıl oluşturup otomatikleştireceğinizden bahsedeceğiz. Öncelikle, üzerinde çalışacağımız cihazın tipini tanımlayalım.
Robot kolu türleri
Günümüzde robotik kollar için aşağıdaki sınıflandırma mevcuttur:
- Kartezyen: Bu tip, Kartezyen referans sistemine göre üç eklemin hareketine dayanır. Detayları kavrayıp tutabilir ve çoğunlukla üretimde ve tıpta nesneleri mikroskobik hassasiyetle kaynaklamak ve kesmek için kullanılır.
- Silindirik: Bu tür kollar, parçaların inşasında kullanılır. Silindirik koordinatlar sistemine dayanırlar.
- Polar: Kutup koordinat sistemine dayanan bu cihazlar çoğunlukla kaynak için kullanılır.
- SCARA: Dönel hareketlere imkân veren iki menteşeli ekleme sahiptirler. Karmaşık yapılar inşa etmede en verimli olanlardır.
- Eklembacaklı (Articulated): Bu cihazlarda, döner menteşeli eklemlerle harekete geçirilen en az üç eklem bulunur. Oldukça geniş bir kullanım alanına sahiptirler, ancak çoğunlukla üretimle ilgilidirler.
- Paralel: Paralel robot kolları hem dönel hem de doğrusal hareketler yapabilir. Günümüzde otomatik inşa cihazlarının en gelişmiş türlerinden biridir.
- Antropomorfik: Son fakat en ilgi çekici otomatik robot kol türü – yapısı ve hareketi gerçek bir insan koluna neredeyse aynıdır.
Donanım ve Yazılımın Hazırlanması
Bir robot kolunu bizzat inşa edip otomatikleştirmek için hangi bileşenlere ihtiyaç duyacağınızı öğrenelim. Özellikle aşağıdaki bileşenleri kullanmanızı öneririz:
- 4 adet Tower Pro 9g servomotor;
- 3D baskı kol parçaları (taslak yukarıdaki resimde);
- Vida ve cıvatalar;
- Arduino Uno mikrodenetleyici;
- Sensor Shield V5 (servoları parçalara bağlamak için).
Şimdi, parça üretimine hazırlık hakkında birkaç söz. Sıradan pleksiglas kullanabilirsiniz – bu, cihazın nihai kalitesine hiç zarar vermez. Ancak günümüzde 3D baskı o kadar pahalı değil ve açıkça söylemek gerekirse, parçaları elle kesmenin doğuracağı hasarlardan ellerinizi korumanızı tavsiye ederiz. Örneğimizdeki parçalar SketchUp ile modellenmiştir.
Ardından dosya, bir eklenti yardımıyla dışa aktarıldı ve yazdırmaya gönderildi. Modelleme sürecinde, mekanizmayı bir arada tutacak cıvatalar için deliklerin tam boyutlarını ve konumlarını tanımlamanın çok önemli olduğunu unutmayın. Aksi takdirde, ilave delikler açmanız ve hatta bazı parçaları yeniden yazdırmanız gerekebilir. Servo sürücüleri kontrol etmeye yönelik yazılıma gelince – standart Servo kütüphanesini kullanabilirsiniz. Ancak, varsayılan Servo kütüphanesindeki hareketlerin biraz fazla ‘keskin’ ve ani olduğunu belirtmek isteriz. Dahası, her motor varsayılan olarak ancak diğer üç motor sabitken hareket eder. Bu durum birçok mühendis için kayda değer bir dezavantaj olmuştur. Tam da bu yüzden, her motor için özel fonksiyonlar yazmak en iyisidir – neyse ki bunu yapmak çok da zor değildir. Motor hareketlerinin genel algoritması şu şekildedir: döngüsel temel loop() fonksiyonunun her yinelemesinde bir servomotorun konumu okunmalıdır – Servo.Read() fonksiyonu bunu sağlar; konum belirlenen açıyla uyuşmuyorsa, her yinelemede bir puan (adım) kadar ihtiyaç duyulan açıya yaklaştırılmalıdır. Kontrolcü etkileşimini tanımlayan fonksiyonları da ayrıca yazmanız gerekir. Bazı mühendisler, Arduino kontrolcüler arasında COM portu üzerinden etkileşim sağlamak için en sık önerilen geliştirme ortamı Processing olmasına rağmen C#’ı tercih eder.
Ekipmanı kurma
Parçalar bağlantı açısından oldukça basittir – u-servo us-d150 servo sürücülerin kullanıldığı uArm proje adlı bu girişim prototipine bir göz atın.
Dünyadaki teknoloji trendleri
Robotik trendleri hakkında birkaç söz. Örneğin robotikte istihdam için en umut verici profesyonel alanların tıp ve uzay teknolojileri üretimi olduğunu biliyor muydunuz? NASA, uzay keşfini daha erişilebilir ve verimli kılmak için uzaktan insan benzeri manipülasyonları tamamen taklit edebilen robotlar yaratma üzerinde aktif olarak çalışıyor. Öte yandan, bu on yılda pek çok mucit ve bilim insanı robotik üretimi daha ucuz hale getirmeye odaklandı. Böylece, kendi başınıza bir robot kol (ör. Arduino kontrolcülerine dayalı) inşa etmek 100 dolardan fazla tutmayabilir. Sadece on yıl öncesiyle kıyaslandığında inanılmaz bir ilerleme.
Neden Progressive Automations?
Açıkça görüldüğü gibi, robot kol otomasyon süreçlerinin tümünü uygulamak için özel ekipmanlara (servo sürücüler, Arduino mikrodenetleyiciler vb.) ihtiyaç duyacaksınız. Ürün yelpazemizde yalnızca denenmiş ve test edilmiş parça ve cihazlar sunuyoruz; uzman çalışanlarımız tarafından gereksinimlerinize göre ayrıca yapılandırılabilirler. Ayrıca, çevrimiçi mağazamızda bulunan tüm ürünler 18 aylık garantiye sahiptir ve onarım ile tam değişim seçenekleri sunar.
Sonuç
Görüldüğü gibi, asgari imkânlarla bir robot kol inşa etmek o kadar da zor değil. Web sitemizde bulunan ürünlerin de bu konuda size yardımcı olacağını umuyoruz.