Hello everyone!!
I´m sharing with you my robotic arm "Ramos MK-III", a version I made for academic purposes, based in the AR2 robot.
I had 1 month to develop a robot arm, so I took stepper motors that I had at my hand. I made my own design based on the AR2 but according to the stepper motors I had, also using pulleys and timing belts instead of planetary gearboxes.
This version is not as accurate as the AR2 is, but stills functional and is way cheaper.
MK-III Design
Here you can see the MK-III moving:
Thank you for your time! Greetings!
Very nice. I like it a lot. Thank you for sharing - good work.
Hola Eduardo un saludo desde Chile, excelente trabajo!!. Me gustaria hacerte unas preguntas al respecto de acuerdo a la experiencia que conseguiste armando ese brazo,
- es mas rigido hacer el brazo robotico con aluminio o con plastico??,
- a veces veo los comerciales de los robot KUKA, y noto que quizas es un poco lento el AR2, es tan asi??,
- hay algunos dispositvos para mejorar la velocidad de los motores de paso, y hacerlos como que trabajaran tipo servo con algunas placas arduino adosadas en los motores, las conoces??,
- con que placa trabajaste la arduino mega rev3 o la que venden en adafruit (la metro) con un procesador mas rapido?.
Que cosa le mejorarias al brazo que hiciste?, por lo que he leido, el Autor tiene la intencion de hacer un brazo que emule el KUKA con un alcance un poco mayor de un metro, mejorar la capacidad de carga, pero todavia esta viendo o quizas pensando/re-pensando el tema de si usar servos o no, se que eso encareceria harto el brazo, y lo mas seguro la inversion en motores llegaria a un poco mas de 1,500 dolares, tambien el tema de software siento esta un poco cuesta arriba, pensando que hay que usar la plataforma ROS. Piensas seguir mejorando tambien con un nuevo brazo?
saludos
Hola! Saludos Ruizvial,
-De hacerlo impreso dependiendo el diseño que se le den a las piezas, la calidad/relleno de la impresión y el tipo de filamento, puedes obtener un resultado bastante rígido, sin embargo hacerlo de aluminio te dará una rigidez mayor o similar con grosores mas delgados. Yo por falicidad y rapidez opte por hacerlo impreso y quedó bastante rígido.
-La velocidad depende de la reducción que tengan los motores, a mayor reducción obtendrás mas par torsor o torque, pero menor velocidad. De hecho, brazos industriales que se mueven muy rapido tienden a tener una capacidad de carga de apenas unos pocos kilos, a pesar de ser enormes y parecer que pudiesen cargar a una persona, no lo hacen, esto debido a que para las tareas necesarias requieren mas la velocidad que la capacidad de carga. Busca videos de brazos industriales que pueden cargar vehiculos completos, y notaras que se mueven a una velocidad mucho menor. En mi video estoy corriendo el brazo a un 35% de su velocidad. Esto debido a que utilice poca reducción y bandas pequeñas, entonces al moverlo a una velocidad como 100% pierdo pasos debido a que utilice bandas muy pequeñas. Mi recomendación y lo que haré en futuros modelos será utilizar engranes y/o bandas dentadas mas grandes que puedan soportar movimientos muy rapidos con cargas pesadas sin perder pasos.
-Utilizando los drivers para motores a pasos dependiendo la configuración que le des ya sea pasos completos, 1/2, 1/8, etc. En pasos completos la velocidad del motor será su máxima y podrías obtener un brazo que se mueva tan rapido como los industriales. Para hacerlos tipo servo necesitarias un motor con encoder y alguna logica de programación que haga ese trabajo. Existen motores con drivers que ya vienen listos para eso, sin embargo son mucho mas costosos y usualmente son motores grandes de 48v en adelante.
-Utilicé el Arduino MEGA 2560, no requieres mucho procesamiento, debido a que el Arduino solo se va a encargar de leer los valores de los limit switch y de enviarle ordenes a los drivers, los cuales se encargan de mover los motores, el procesamiento pesado se hara en python mediante los recursos de tu computador.
-Si tengo intenciones de trabajar en una nueva versión, este brazo lo hice con tan solo un mes, fue un proyecto bastante rápido para cumplir con una asignatura. En mi siguiente version estoy analizando la posibilidad de incluir motores a paso NEMA 34, que son motores con un mayor grado y capacidad de carga, además, incluir reductores planetarios y bandas mas grandes. Igualmente me gustaria hacer un brazo tipo industrial mayor a 1m de largo, con piezas impresas o realizadas mediante inyección de plásticos. En cuanto al software yo encuentro bastante conveniente que sea open source, es muy sencillo de utilizar y esta abierto a posibilidades de ser modificado y adaptado a diversas necesidades y bien podría utilizarse en una raspberry para hacerlo mas compacto y práctico.
Si tienes alguna otra pregunta o comentario no dudes en contactarme.
Saludos desde México!!
@Eduardo Ramos
Hola Eduardo,
Yo tambien quiero hacerme un brazo, pero por un tema de necesidad (tengo fresadora CNC industrial y me gustaria instalarle un robot como ATC) y notar si hay un pequeño espacio de negocio que se puede abrir, pero no me sirve el brazo asi como esta diseñado, siento que este modelo requiere modificaciones serias, por que aunque esta lejos de ser un brazo de juguete por su precio, por otro lado no tiene las minimas condiciones de precision y repetibilidad para realmente usarlo a nivel por lo menos profesional.
El brazo aun considerando un tema economico, tiene hartos problemas de diseño que requieren modificaciones.
1. Se pierden pasos por mejorar la velocidad (y controlar la inercia), es que es necesario usar encoder y modificaciones en los motores (quizas ya seria bueno usar motores y controladres de lazo cerrado o ya abiertamente servomotores (como todos los brazos industriales y/o profesionales).
2. El brazo tiene uniones que requieren mayor rigidez (eso se nota en el movimiento de traslacion y la vibracion al parar en todos los ejes, tambien debido a que el movimiento J1, tiene erroneamiente una correa y requiere un engranaje de metal helicoidal sea interior o exterior (yo prefiero el interior por un asunto de estabilidad).
3. El eje axial del movimiento J2 esta desplazado del centro del eje del J1, eso es un error serio que hace que cuando se alcanza el maximo del brazo, su centro de masa, ya esta muy desbalanceado. Si te fijas, casi todos los robot, dejan el peso de los movimientos J1 y J2, en una base concentrada.
4. El movimiento del J6 que entrega la ultima rotacion, hay que dejarlo al lado motor del movimiento del J5, para mejorar la capacidad de carga, ya que aunque se nota equilibrado el brazo (sin nada), al instalar cualquier cosa (como pinzas o manos neumaticas, o un pequeño motor fresador), inmediatamente se deberia desequilibrar o vibrar dejando el brazo con una exactitud del milimentro (vease punto 2), y a nivel industrial se requiere por lo menos algo con menos de 0.05 de milimetro.
5. El brazo debería tener un alcance de por lo menos 1 metro, por su precio.
6. Una mejora seria el control inalambrico, y en una segunda etapa el control colaborativo entre robots.
No se si te gustaria hacer un esfuerzo colaborativo, en algunos aspecto de mejoras para el robot.
Saludos
Pd. Note que tienes SolidWorks, ese programa es excelente pero muy caro o no por lo menos para el bolsillo de una persona, una consulta de donde sacaste los archivos de las piezas, compraste los archivos de solidworks o los re-hiciste tu?? ..
Pd. Ojala el sitio ofrezca los archivos en Alibre, por lo menos la licencia cuesta 200 dolares y no 3.000 dolares.
Hello Eduardo,
I really like your arm modification. In the next semester I will build a robot arm with students in Gdansk Technical University (in Poland).
Your project seems to be an ideal candidate. Can you share the "Ramos MK-III" project (solid works) file (for educational purposes)?
Greetings from Poland
my email: tcm3105"AT"o2.pl ... "AT" = @
Greg