自動化改造和機器人應用的多功能機械手
2015-12-21 來源：電子基礎 作者：滕今朝
近年來我國人力成本的不斷提高，用工荒越來越嚴重，制造業的生存和發展遇到不小的困難。發展智能制造技術，尤其是工業機器人技術，顯得更加重要。2014 年中國新增機器人 5.6 萬臺，成為世界上最大的機器人。
作為電子愛好者，制作低成本的多功能機械手，不僅能夠培養自己的專業興趣，提高自己的專業知識，而且為迎接今后的自動化改造和機器人應用浪潮早做準備。
基于上述背景，本文介紹了“低成本多功能機械手”的制作方法，用百元成本，實現了機械手的 “繪圖” 、 “搬運” 、“激光雕刻”功能，適合電子愛好者進行學習。
功能介紹
■ 1. 繪圖功能
應用范疇：三維立體繪圖、銑加工等。繪圖功能的整體外觀如圖 1 所示。用舊的電腦光驅進行改造，作為該項目的 X、Y 軸，另用一個微型步進電動機作為 Z 軸，使其實現空間移動。畫筆固定在 Z 軸電機滑塊上。如圖 2 所作者 / 滕今朝低成本多功能機械手 DIY
■ 2. 搬運功能
應用范疇：搬運、裝配、倉儲等。搬運功能的整體外觀如圖 3 所示。電磁鐵、機械爪及電機如圖 4 所示。
機械爪的固定軸安裝在托盤上，同時作為機械爪的杠桿支點。機械爪的運動軸安裝在開合電機的滑塊上。滑塊上下運動帶動機械爪閉合、張開。開合電機固定在托盤上。托盤可以被電磁鐵帶動，整體上下運動。
■ 3. 激光雕刻
應用范疇：激光雕刻、電火花加工、線切割加工等。搬運功能的整體外觀如圖 5 所示。具體方案
■ 1. 電路部分
我們采用運行grbl 固件的單片機，arduino pro atmega328p 最小系統。CPU 板和下載板的價格很便宜，都是十幾元。選用以 A3967 為核心的電機驅動板。CPU 板、電機驅動板，以及 X、Y、Z 三軸電機的接線原理圖，如圖 6 所示。
■ 2. 硬件搭建
將兩塊舊的電腦光驅分別固定在兩個塑料外殼上，并垂直安裝，并用金屬桿加固。如圖 1 所示。利用光驅的步進電機作為該項目的 X、Y 軸。根據需要，安裝 Z 軸微型步進電動機、電磁鐵、機械爪、激光筆。電路板安裝在塑料外殼背面。
■ 3 . 軟件使用
用 Arduino Builder 軟件將 grbl 固件下載到 arduino pro atmega328p。軟件的具體使用方法，很簡單，網上有詳細介紹，這里就不多說了。
用 ArtCAM 軟件來設計運動路徑，并進行保存。如圖 7所示。grbl controller 上位機軟件與嵌入了grbl 軟件的arduino 單片機系統通信，解析數控代碼。通 過 grbl controller 打開已經保存好的刀路文件，并實時與單片機通訊和監控。如圖 8 所示。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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