Métodos para mover con precisión un objeto a través de un plano 2-D
mordedura de tablas
Este es el opuesto/complemento de mi pregunta anterior , que se refería a medir la posición precisa de un objeto a medida que alguien lo mueve/dibuja durante un período breve. Suponiendo que uso uno de los enfoques sugeridos de @Rocketmagnet (probablemente usando codificadores lineales), a continuación:
Supongamos que he rastreado/registrado los datos de posición XY cuando alguien mueve un objeto arbitrariamente a través de un patrón a través de un plano 2-D:
Objetivo: ahora me gustaría que el objeto replique el mismo patrón de movimiento registrado, es decir, me gustaría que el objeto se mueva a través de esas mismas posiciones XY, pero esta vez de forma automática.
En otras palabras, me gustaría que el sistema transportara/desplazara el objeto del registro (X1, Y1) a (X2, Y2) a (X3, Y3) y así sucesivamente. Nuevamente, completamente restringido a un plano/superficie 2D, así:
Restricciones:
- Me gustaría un movimiento bastante controlado/preciso del objeto, con un error no superior a 0,5 mm.
- El dominio de puntos para que el objeto se mueva se extenderá a lo largo de un cuadrado de 30 cm X 30 cm.
- La duración/ruta exacta entre los puntos NO es crítica, ya que tendré un conjunto de puntos bastante completo (por lo que ya estará bastante cerca del movimiento continuo).
La única solución potencial que he considerado para esto (y creo que es fácil de implementar) es usar motores colocados en los bordes pero conectados de alguna manera al objeto. Pero no estoy seguro de cómo conectarlos de una manera que permita 2 grados de libertad simultáneamente y, además, no estoy seguro de cómo/si es posible lograr la precisión de movimiento deseada usando motores.
Entonces mi pregunta es: ¿Cuáles son los métodos potenciales que puedo probar para este tipo de movimiento bidimensional controlado con precisión? Hay muy pocas limitaciones físicas en mi configuración actual, por lo que estoy abierto a jugar con implementaciones (razonables) de cualquier nivel de complejidad.
Una buena noticia es: dado que tendré un sistema de medición/seguimiento preciso (de la pregunta anterior ), sería posible integrar retroalimentación/calibración durante el movimiento, lo que supongo que será esencial si quiero asegurar el 0.5 mm de error máximo.
EDITAR: En caso de que la aplicación exacta sea de interés: el sistema es mi intento de una demostración simplificada de arte electrónico de replicación de acciones, es decir, la acción de una persona se registra y luego se duplica después de un período o en un sistema duplicado cercano. Inicialmente traté de trabajar con aleaciones con memoria de forma (específicamente con nitinol), pero grabar un movimiento en 3D de una forma de múltiples puntos no fue fácil (¡LEJOS de eso!), de ahí mi simplificación a un objeto de "un solo punto" a través de un 2 -D plano.
Respuestas (4)
Rocketmagnet
También podría combinar la medición y la replicación en un solo sistema. Permítanme comenzar con mi respuesta anterior a su pregunta: Idea 4
Ya tiene rodamientos lineales y codificadores configurados para medir el movimiento del objeto. Ahora todo lo que necesita hacer es accionar esos cojinetes. Normalmente, si estuviera construyendo algo como una fresadora CNC y quisiera activar movimientos lineales, usaría un husillo de bolas y un motor paso a paso.
El problema con estos es que no se pueden mover hacia atrás y, por lo tanto, no podrá mover el objeto usted mismo. Dos opciones:
- Agregue sensores de fuerza (usando medidores de tensión ). Ahora el sistema puede detectar que empujas el objeto y accionará el motor para crear la ilusión de que no hay ningún motor allí. Esto puede funcionar extremadamente bien si lo hace con cuidado y si el motor es lo suficientemente rápido. Esto se conoce como cumplimiento activo .
- Utiliza motores lineales . Estos son completamente retro-conducibles cuando no están alimentados.
La buena noticia es que, si puede pagarlo, puede comprar sistemas completos de movimiento de motor lineal de compañías como Aerotech o Baldor Motion . Alternativamente, puede pedirle a una pequeña empresa de ingeniería robótica que le construya todo el sistema. Una vez más, estos sistemas son muy precisos. Se utilizan donde la precisión de 0,01 mm es un requisito común, e incluso la precisión de 0,001 mm (pero entonces realmente necesita un entorno de temperatura controlada).
lyndon
mordedura de tablas
Rocketmagnet
Según su edición, creo que mi solución que involucra motores lineales es un poco exagerada. Su aplicación es simplemente una demostración de arte que reproduce el dibujo de alguien. Si bien esto debe tener un buen control y resolución para hacer una reproducción fiel, realmente no necesita la precisión que especificó originalmente.
Primero debemos aclarar algunos términos que a menudo se malinterpretan: precisión, resolución y repetibilidad. Sugiero leer el artículo de Wikipedia Exactitud y precisión .
Lo que necesita es una buena resolución en la parte de medición, probablemente 0,1 mm. Probablemente necesite una repetibilidad bastante buena, de nuevo, digamos 0,1 mm. Sin embargo, en realidad no necesitas una gran precisión. Por ejemplo, si la reproducción siempre salió idéntica al original, pero con un desplazamiento de 3 mm hacia la izquierda, estoy seguro de que estaría feliz. Del mismo modo, ¿qué pasaría si la reproducción fuera un 0,5 % demasiado grande? ¿Sería eso realmente un problema?
Para la fase de medición, recomiendo usar los potes de hilo. Son fáciles de configurar.
Para la fase de reproducción, lo que quieres hacer es un plotter.
Estos no son difíciles de hacer usted mismo, y la gente los hace todo el tiempo. Echa un vistazo a Contraptor Plotter , por ejemplo. O los muchos otros ejemplos en la web.
marcador de posición
Esta es una de las soluciones más inteligentes para esto que recuerdo haber visto: "I" = Rueda loca "D" = impulsada La plataforma gris oscuro está unida a los toboganes n.º 3,4 La plataforma gris claro está unida a los toboganes n.º 1,2 que están anclados a gris oscuro plataforma
El cable es una línea delgada envuelta alrededor de los rodillos y las poleas en forma de "H".
El cable está anclado a la plataforma gris claro (se muestra con una flecha)
Si las poleas impulsadas son impulsadas en direcciones opuestas (CW y CCW) a la misma velocidad. Una plataforma más grande se traduce hacia arriba y hacia abajo en la página.
Si las poleas impulsadas corren en la misma dirección (ambos dicen CCW), la plataforma más pequeña corre en la parte superior de la plataforma grande a la izquierda y a la derecha en la página.
Cambiar las velocidades y direcciones de las poleas impulsadas significa que puede traducir en cualquier dirección que desee.
Utilice motores paso a paso en las poleas "D".
Rocketmagnet
Una forma más de implementar un plotter 2D es esta:
Se utilizó para trazar algunos dibujos grandes en el festival de la mente Mind Out .
Como puede ver, es muy similar a la medición 2D usando potenciómetros de cuerda, reemplazando los potenciómetros con motores.
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