【六轴机械臂教程连载】第一章步进电机的闭环控制

linccfzu · 发表于 2020-7-11 12:54:20

本帖最后由 linccfzu 于 2020-7-11 12:54 编辑

这里和大家分享一个 github 上开源的六轴3D打印机械臂，分享一些在制作过程中学到的一些知识点
1、步进电机的闭环控制，以及加减速控制
2、机械臂控制中涉及的正向运动学和反向运动学
3、Matlab Robotics Toolbox的Dobot机械臂运动规划
4、ROS MoveIt 路径规划等；
这东西比较费钱，而且我学的不是很深，所以在这里只能分享一些学习过程，一些学习资料。

六轴3D打印机械臂效果图如下：

我自己做了一个，效果图如下：

不要问我为什么一半白一半黑，因为黑的是自己打印机打印，白的是网上光敏树脂打印的，太贵了打印不起。精度要求高的我就网上打，结构简单的我就自己打印。光打印结构就花了我大几百。

这个开源地址是：
https://github.com/SkyentificGit/SmallRobotArm
其中包含详细的组装教程，以及硬件接线教程。

我几年前还做过一个三轴的：

这个具体以前哪里找了我也忘了，不过类似这种结构的网上有很多,分享一个类似的，大家可以参考:
https://www.thingiverse.com/thing:1774473

还有我觉得最帅的还是这个，但是这个太贵了买不起，而且不开源也无法DIY，这个是无刷电机驱动的：

介绍地址：
https://www.kickstarter.com/proj ... r-robotic-arm/posts

步进电机闭环控制器开源项目介绍

机械臂要讲的内容有很多，今天主要介绍一些步进电机的闭环控制 , 要提高机械臂的运动精度，很重要的还是控制器的控制算法。
要学习软件控制算法最简单直接的方式就是看一些开源项目的代码，理解其中的奥妙。

第一个项目：Mechaduino

项目介绍：https://hackaday.io/project/11224-mechaduino
开源地址：https://github.com/jcchurch13

第二个项目：HyperStepper

开源地址：https://diy.sz.l.c.s.c.[把点去掉]com/p/HyperCNC/yi-ti-hua-di-cheng-ben-gao-su-gao-jing-du-quan-bi-huan-bu-jin-dian-ji
这个估计是在第一个基础上优化的，也是很不错。

第三个项目：MKS-SERVO42B

开源地址：https://github.com/makerbase-mks/MKS-SERVO42B
这个代码写的最好，值得学习。

这里就先介绍这些，具体的控制原理，代码理解，有点基础的应该看得懂，而且我也不怎么会文字表达，就先不细讲了。有需要的留言，我再出个原理、代码的细讲。

还有，这三个项目的方案都比较适合3d打印机上的应用，比较不适合机械臂上的应用，因为每个控制器都有三根控制线，如果6个控制器就要18+2根线，最好是能做一个485总线控制的，这样方便走线。
而且参数配置也不方便，都是用按键或者是拨码开源。
原理图我都设计改了，但是一直懒得去做，不知道有没有小伙伴帮个忙，一起学习学习。

最后，祝大家周末快乐，分享以下我的午餐哈哈

jaywen · 发表于 2020-7-11 13:05:06

哇顶一下！！楼主可以写一个关于这些开源中电机加减速的一个专题！！

ps 最后一个图怎么肥事。鲍鱼啊虾

xp54312 · 发表于 2020-7-11 13:34:17

不错，楼主细化讲下，

cpumaker · 发表于 2020-7-11 13:35:08

我以前也diy过机械臂，精度惨不忍睹

ronic · 发表于 2020-7-11 13:36:22

我只羡慕楼主这小日子

PCBBOY1991 · 发表于 2020-7-11 13:49:48

午餐不错^_^，在哔哩哔哩上看到过这个人的视频…

天下乌鸦一般黑 · 发表于 2020-7-11 13:52:24

哪位大神介绍一下https://innfos.com/
这个公司感觉很牛逼啊~

落叶知秋 · 发表于 2020-7-11 13:55:17

看了楼主的午餐，我觉得自己刚才吃午餐的是渣渣

yelong98 · 发表于 2020-7-11 14:10:28

楼主上来就放大招。厉害！持续关注

OOXX110 · 发表于 2020-7-11 14:26:59

楼主厉害了！
午餐都是增强X功能的菜，晚上要大干啊

HJJ2008 · 发表于 2020-7-11 14:38:32

感谢楼主回归.

智涅 · 发表于 2020-7-11 14:52:18

厉害厉害，收藏一下

wangwenjia · 发表于 2020-7-11 15:38:39

强帖留名！

mjz1122 · 发表于 2020-7-11 16:04:49

第二个项目是杨工的！收费的

whatcanitbe · 发表于 2020-7-11 16:07:58

很用心，正想了解学习下这块

wahaha · 发表于 2020-7-11 16:31:16

关注一下

Kengcc · 发表于 2020-7-11 16:42:56

留名留名

wanyou132 · 发表于 2020-7-11 16:51:28

居然有鲍鱼

richie550 · 发表于 2020-7-11 17:15:49

伙食真好

sunicecream · 发表于 2020-7-11 17:50:13

可以详细讲下

gmyu · 发表于 2020-7-11 18:15:54

头像是本人？楼主玩的high啊！

Xavi · 发表于 2020-7-12 09:52:33

楼主厉害了

superlsl · 发表于 2020-7-14 15:45:06

确实不错，可以解决打印机丢步问题，还静音

wq_601840968 · 发表于 2020-7-14 16:11:46

几年前做三轴的时候用过步进电机，做了S形加减速，闭环的没接触过

thepresent · 发表于 2020-7-14 19:01:50

你好楼主，对闭环控制没有接触过。看了一下第二个开源项目的代码，有一些地方不解，请赐教。
1：驱动芯片A4954的VREF引脚是不是利用PWM来实现步进电机的细分控制？
2：第二个项目中void Output(float theta,uint8_t effort) 函数应该是实现电机步进的主要函数了，其中参数theta是不是角度的细分值，effort是不是代表了PID调节后的电流大小，这个电流大小是不是决定了电机的转动速度？
3：另外中断函数TIM6_IRQHandler里面有一个y+=1.5，注释说是Phase Advance，这样的话最后会不会多走1.5°了，定位的精度怎么保证的？
谢谢！

armok. · 发表于 2020-7-14 20:18:30

打赏50汤圆！

庆祝论坛“打赏”功能实施，现在开始发技术主题，可以获得打赏
https://www.amobbs.com/thread-5735948-1-1.html

linccfzu · 发表于 2020-7-14 23:07:40

thepresent 发表于 2020-7-14 19:01
你好楼主，对闭环控制没有接触过。看了一下第二个开源项目的代码，有一些地方不解，请赐教。
1：驱动芯片A4 ...

很抱歉，你理解的好像都不对
1、vref 是调整电流大小的， pwm要结合一阶RC滤波电路，最终是调节电压的，从 vref 这个词就可以看出来，具体公式可以看A4954芯片数据手册
2、前面差不多对吧， “电流大小是不是决定了电机的转动速度”不对，是控制力矩，不仅电机速度不是电流大小控制的，可以去了解一下步进电机的原理，里面线圈的绕制原理
3、步进电机的速度直接是接收脉冲决定的，这个y=1.5 应该是A、B相电流变化最小分辨率，没细看

lnso · 发表于 2020-7-17 23:23:38

楼主可以开课说一些开源的控制算法吗？

bule · 发表于 2020-7-18 08:36:57

厉害厉害，收藏

linccfzu · 发表于 2020-7-28 12:02:19

补充一个开源六轴机械臂项目：AR3 Robot
https://www.anninrobotics.com/

AE007 · 发表于 2020-7-28 15:55:05

mjz1122 发表于 2020-7-11 16:04
第二个项目是杨工的！收费的

我买了

liyang121316 · 发表于 2020-7-28 16:47:52

楼主午餐有鲍鱼吃。这种大小的鲍鱼，我们这里海鲜市场最少要五元一只。这顿饭食材成本得30块钱。

Kengcc · 发表于 2020-7-28 18:07:30

AE007 发表于 2020-7-28 15:55
我买了

有资料可以分享一下吗

xp54312 · 发表于 2020-7-29 09:08:36

实际效果如何？

xp54312 · 发表于 2020-7-29 09:52:27

没看到闭环控制代码分析

fengyunyu · 发表于 2020-9-3 09:29:49

LZ提到：这三个项目的方案都比较适合3d打印机上的应用，比较不适合机械臂上的应用，为什么？

yst521 · 发表于 2020-9-3 18:01:20

学习，学习

bbbbbv · 发表于 2020-10-13 15:25:23

留名留名

cc6868 · 发表于 2020-10-13 21:35:37

这个鲍鱼是什么吃法啊？

lnso · 发表于 2023-8-28 22:57:02

https://github.com/makerbase-mks/MKS-SERVO42B 楼主这个地址失效了，能否帮忙发一下资料

tang_qianfeng · 发表于 2023-8-29 00:14:07

谢谢分享。

vavasi · 发表于 2024-3-12 20:47:51

AE007 发表于 2020-7-28 15:55
我买了
(引用自31楼)

你好，他的店找不到了，资料能分享下不。

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