Srpen 21, 2025

Vítejte v našem komplexním průvodci vytvořením vlastního pick and place stroje pomocí Arduina! Tento projekt je ideální pro hobbyisty, kutily a všechny, kteří se zajímají o automatizaci, robotiku nebo elektroniku. V tomto příspěvku na blogu vás provedeme celým procesem, od potřebných součástek až po naprogramování systému Arduino pro přesné pohyby. Připravte se na to, že se do toho můžete ponořit!

Co je stroj Pick and Place?

Pick and place stroj je typ robotického zařízení, které se používá k přesunu předmětů z jednoho místa na druhé s vysokou přesností. Tyto stroje, které se běžně používají ve výrobě a na montážních linkách, mohou vybírat komponenty ze zásobníku a umisťovat je na desku plošných spojů (PCB) nebo na jiná určená místa. Se sestavou poháněnou systémem Arduino si můžete doma upravovat, kutilsky pracovat a učit se více o automatizaci.

Požadované součásti

K sestavení vlastního stroje Arduino pick and place budete potřebovat následující komponenty:

  • Arduino UNO nebo Mega
  • 4 krokové motory (běžná volba je NEMA 17)
  • Ovladače krokových motorů (A4988 nebo DRV8825)
  • Napájení 5 V
  • Mechanický rám (hliníkové výlisky nebo dřevo)
  • uchopovač/koncový efektor (můžete použít servo nebo si vytisknout 3D design na míru)
  • Rozvodové řemeny a řemenice pro pohyb motoru
  • Koncové spínače pro detekci polohy
  • Dráty a konektory
  • Volitelně: Infračervené nebo ultrazvukové snímače vzdálenosti

Montáž krok za krokem

1. Návrh mechanického rámu

Začněte návrhem rámu stroje. Rozměry budou záviset na vašem pracovním prostoru a velikosti komponentů, které hodláte použít. Obecně platí, že čtvercové nebo obdélníkové uspořádání poskytuje dobré pokrytí.

2. Namontujte krokové motory

Umístěte krokové motory do rohů rámu. Ty budou ovládat osy X a Y. K pevnému upevnění motorů použijte vhodné montážní držáky.

3. Nastavení koncového efektoru

Koncový efektor je v podstatě ruka stroje. Ať už používáte servomotor nebo na zakázku navržený chapadlo, připevněte jej k ose Z, abyste umožnili vertikální pohyb. Ujistěte se, že dokáže efektivně zvedat a umisťovat předměty, aniž by je upustil.

4. Instalace rozvodových řemenů a řemenic

Pro osy X a Y nainstalujte časovací řemeny připojené k krokovým motorům, aby se mohly pohybovat vodorovně a svisle. Dbejte na správné napnutí, aby nedocházelo k prokluzování.

5. Připojení koncových spínačů

Do rohů by měly být přidány koncové spínače, aby stroj věděl, kdy dosáhne svých mechanických mezí. Tím se zabrání nekonečnému běhu motorů a možnému poškození stroje.

6. Zapojení součástí

Jakmile je hardware sestaven, je čas vše připojit k Arduinu. Podle schématu připojte krokové motory k jejich příslušným ovladačům a poté k Arduinu. Nezapomeňte správně připojit napájení, abyste předešli poškození součástek.

Programování Arduina

Nyní, když máte hardware na svém místě, je čas naprogramovat Arduino. Budete používat AccelStepper knihovna pro řízení krokových motorů pro plynulejší zrychlování a zpomalování. Zde je ukázka kódu, která vám pomůže začít:

    
    1TP5Včetně

    // Definujte typ rozhraní motoru
    #define motorInterfaceType 1

    // Vytvoření instance krokových motorů
    AccelStepper stepperX(motorInterfaceType, stepPinX, dirPinX);
    AccelStepper stepperY(motorInterfaceType, stepPinY, dirPinY);

    void setup() {
        stepperX.setMaxSpeed(1000);
        stepperY.setMaxSpeed(1000);
    }

    void loop() {
        stepperX.moveTo(stepsX);
        stepperY.moveTo(stepsY);
        stepperX.run();
        stepperY.run();
    }

Ve výše uvedeném kódu nezapomeňte nastavit stepPinX, dirPinX, krokyX, atd., podle konkrétní konfigurace zapojení a požadovaných pohybů.

Testování a kalibrace

Po naprogramování Arduina je čas na testování. Začněte s malými pohyby, abyste se ujistili, že vše funguje podle očekávání. Zkontrolujte odezvu, ujistěte se, že nedochází k podivným zvukům nebo tření, a otestujte funkci pick and place.

Zdokonalení stroje Pick and Place

Jakmile získáte základní informace, můžete svůj stroj pick and place vylepšit nespočtem způsobů:

  • Integrovat kameru s funkcí počítačového vidění pro identifikaci a lokalizaci součástí.
  • Používejte Raspberry Pi pro pokročilé zpracování a algoritmy strojového učení.
  • Implementujte uživatelské rozhraní s tlačítky nebo dotykovou obrazovkou pro snadné používání.
  • Přidejte senzory, abyste se vyhnuli překážkám a zvýšili přesnost umístění.

Závěr

Tento článek se zabýval základními kroky k sestavení stroje pro vychystávání a umísťování poháněného Arduinem. Od výběru komponent a montáže až po programování zařízení nyní máte znalosti k vytvoření projektu, který je nejen funkční, ale také přizpůsobitelný pro budoucí vylepšení. Přijměte svět automatizace a užijte si proces stavění a inovací!