วิธีการเคลื่อนย้ายวัตถุอย่างแม่นยำข้ามระนาบ 2 มิติ

นี่คือสิ่งที่ตรงกันข้าม / เป็นส่วนเติมเต็มของคำถามก่อนหน้าของฉันซึ่งเกี่ยวข้องกับการวัดตำแหน่งที่แม่นยำของวัตถุเมื่อมีการเคลื่อนย้ายหรือวาดโดยคนในช่วงเวลาสั้น ๆ สมมติว่าฉันใช้หนึ่งในวิธีที่แนะนำของ @ Rocketmagnet (อาจใช้ตัวเข้ารหัสแบบเชิงเส้น) ถัดไป:

สมมติว่าฉันได้ติดตาม / บันทึกข้อมูลตำแหน่ง XY ขณะที่วัตถุถูกย้ายโดยพลการผ่านรูปแบบบางอย่างในระนาบ 2 มิติโดยบางคน:

เป้าหมาย:ตอนนี้ฉันต้องการให้วัตถุทำซ้ำรูปแบบการเคลื่อนไหวที่บันทึกไว้นั่นคือฉันต้องการให้วัตถุเคลื่อนที่ผ่านตำแหน่ง XY เดียวกัน - แต่อัตโนมัติในครั้งนี้

กล่าวอีกนัยหนึ่งฉันต้องการให้ระบบพกพา / ย้ายวัตถุจากบันทึก (X1, Y1) ถึง (X2, Y2) ถึง (X3, Y3) และอื่น ๆ อีกครั้งถูก จำกัด อย่างสมบูรณ์กับระนาบ / พื้นผิว 2D เช่น:

ข้อ จำกัด :

• ฉันต้องการการเคลื่อนไหวของวัตถุที่ถูกควบคุม / แม่นยำอย่างเป็นธรรมโดยมีข้อผิดพลาดไม่เกิน 0.5 มม.
• โดเมนของคะแนนสำหรับวัตถุที่จะย้ายจะขยายออกไปทั่วจัตุรัส 30 ซม. X 30 ซม.
• ระยะเวลา / เส้นทางที่แน่นอนระหว่างจุดไม่สำคัญ - เนื่องจากฉันจะมีการตั้งค่าจุดที่มีประชากรค่อนข้างดี (ดังนั้นมันจึงค่อนข้างใกล้เคียงกับการเคลื่อนไหวต่อเนื่องแล้ว)

ทางออกที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งที่ฉันได้พิจารณาสำหรับเรื่องนี้ (และฉันคิดว่าวิธีที่ง่ายต่อการใช้งาน) คือการใช้มอเตอร์ที่วางอยู่บนขอบ แต่อย่างใดเชื่อมต่อกับวัตถุ แต่ฉันไม่แน่ใจว่าจะเชื่อมต่อพวกเขาด้วยวิธีที่ช่วยให้มีอิสระได้ 2 องศาพร้อมกันและยิ่งกว่านั้นฉันไม่แน่ใจว่าจะสามารถบรรลุความแม่นยำในการเคลื่อนไหวที่ต้องการโดยใช้มอเตอร์ได้อย่างไร

ดังนั้นคำถามของฉันคือ: วิธีใดที่เป็นไปได้ที่ฉันสามารถลองสำหรับการเคลื่อนไหว 2 มิติที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำชนิดนี้ มีข้อ จำกัด ทางกายภาพน้อยมากในการตั้งค่าของฉันตามที่เป็นอยู่ในปัจจุบันดังนั้นฉันจึงเปิดรับการใช้งาน (สมเหตุสมผล) ในทุกระดับของความซับซ้อน!

ข่าวดีชิ้นหนึ่งคือเนื่องจากฉันจะมีระบบการวัด / การติดตามที่แม่นยำ (จากคำถามก่อนหน้า ) จึงเป็นไปได้ที่จะรวมการตอบกลับ / สอบเทียบระหว่างการเคลื่อนไหวซึ่งฉันคิดว่าจะเป็นสิ่งจำเป็นหากฉันต้องการรับประกัน 0.5 ข้อผิดพลาดสูงสุด mm

แก้ไข:ในกรณีที่แอปพลิเคชันที่แน่นอนเป็นที่สนใจ: ระบบคือความพยายามของฉันในการสาธิตการจำลองแบบแอ็คชั่นอิเล็กทรอนิกส์ที่เรียบง่ายเช่นการกระทำของบุคคลจะถูกบันทึกและจะถูกทำซ้ำหลังจากผ่านช่วงเวลาหนึ่งหรือบนระบบซ้ำ ใกล้เคียง ตอนแรกฉันพยายามทำงานกับโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง (นิทินอลโดยเฉพาะ) แต่การบันทึกการเคลื่อนที่แบบสามมิติของรูปร่างหลายจุดนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย (FAR จากมัน!) ดังนั้นการลดความซับซ้อนของวัตถุวัตถุ "จุดเดียว" ใน 2 เครื่องบิน -D

คุณอาจรวมการวัดและการจำลองแบบไว้ด้วยกันในระบบเดียว ให้ฉันเริ่มด้วยคำตอบก่อนหน้าสำหรับคำถามของคุณ: แนวคิด 4

คุณมีแบริ่งเชิงเส้นและเอนโค้ดเดอร์ติดตั้งไว้แล้วเพื่อวัดการเคลื่อนที่ของวัตถุ ตอนนี้สิ่งที่คุณต้องทำคือการกระตุ้นตลับลูกปืนเหล่านั้น โดยปกติถ้าคุณกำลังสร้างบางอย่างเช่นเครื่องกัดซีเอ็นซีและคุณต้องการที่จะกระตุ้นการเคลื่อนไหวเชิงเส้นคุณจะต้องใช้ ballscrew และมอเตอร์สเต็ป

ปัญหาของสิ่งเหล่านี้คือพวกมันไม่สามารถขับกลับได้ดังนั้นคุณจะไม่สามารถเคลื่อนย้ายวัตถุได้ด้วยตัวเอง สองตัวเลือก:

1. เพิ่มเซ็นเซอร์แรง (โดยใช้เกจเกจ ) ตอนนี้ระบบสามารถตรวจจับคุณผลักวัตถุและมันจะขับมอเตอร์เพื่อสร้างภาพลวงตาว่าไม่มีมอเตอร์อยู่เลย สิ่งนี้สามารถทำงานได้ดีมากหากคุณทำอย่างระมัดระวังและหากมอเตอร์เร็วพอ นี้เรียกว่าการปฏิบัติตามการใช้งาน
2. ใช้มอเตอร์เชิงเส้น สิ่งเหล่านี้สามารถย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์เมื่อไม่มีกำลังไฟ

ข่าวดีก็คือว่าถ้าคุณสามารถจ่ายได้คุณสามารถซื้อระบบการเคลื่อนไหวเชิงเส้นมอเตอร์สมบูรณ์จาก บริษัท เช่นAerotechหรือBaldor เคลื่อนไหว หรือคุณอาจขอให้บริษัท วิศวกรรมหุ่นยนต์ขนาดเล็กสร้างระบบทั้งหมดให้คุณ อีกครั้งระบบเหล่านี้มีความแม่นยำมาก พวกมันถูกใช้ที่ความแม่นยำ 0.01 มม. เป็นข้อกำหนดทั่วไปและแม้กระทั่งความแม่นยำ 0.001 มม. (แต่จริงๆแล้วคุณต้องการสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิ)

จากการแก้ไขของคุณฉันคิดว่าวิธีแก้ปัญหาของฉันเกี่ยวกับมอเตอร์เชิงเส้นนั้นเป็นเรื่องเล็กน้อย แอปพลิเคชันของคุณคือการสาธิตงานศิลปะที่สร้างภาพวาดของใครบางคน ถึงแม้ว่าสิ่งนี้จะต้องมีการควบคุมและความละเอียดที่ดีในการสร้างภาพจำลองที่ซื่อสัตย์ แต่ก็ไม่ต้องการความแม่นยำที่คุณระบุ

ก่อนอื่นเราควรล้างบางคำที่มักเข้าใจผิด: ความแม่นยำความละเอียดและการทำซ้ำ ผมขอแนะนำให้อ่านบทความวิกิพีเดียความถูกต้องและความแม่นยำ

สิ่งที่คุณต้องการคือความละเอียดที่ดีในส่วนการวัดซึ่งอาจเป็น 0.1 มม. คุณอาจต้องการการทำซ้ำที่ค่อนข้างดีอีกครั้งสมมติว่า 0.1 มม. อย่างไรก็ตามคุณไม่ต้องการความแม่นยำมากนัก ตัวอย่างเช่นหากการทำสำเนาออกมาเหมือนต้นฉบับเสมอ แต่ 3mm ชดเชยไปทางซ้ายฉันมั่นใจว่าคุณจะมีความสุข เช่นเดียวกันจะเกิดอะไรขึ้นถ้าการทำซ้ำมีขนาดใหญ่เกินไป 0.5% นั่นจะเป็นปัญหาจริงเหรอ?

สำหรับขั้นตอนการวัดผมแนะนำให้ใช้สตริหม้อ ง่ายต่อการติดตั้ง

สำหรับขั้นตอนการทำซ้ำสิ่งที่คุณต้องการทำคือพล็อตเตอร์

สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องยากที่จะทำด้วยตัวเองและผู้คนก็ทำมันตลอดเวลา ตรวจสอบContraptor พลอตเตอร์เช่น หรือตัวอย่างอื่น ๆ อีกมากมายบนเว็บ

หนึ่งในโซลูชั่นที่ฉลาดที่สุดสำหรับเรื่องนี้ฉันจำได้ว่า: "I" = คนขี้เกียจ "D" = ขับเคลื่อนแพลตฟอร์มสีเทาเข้มติดกับสไลด์ # 3,4 แพลตฟอร์มสีเทาอ่อนติดกับสไลด์ # 1,2 ซึ่งยึดกับสีเทาเข้ม เวที

สายเคเบิลเป็นเส้นบางที่พันรอบคนขี้เกียจและรอกในรูปของ "H"

สายเคเบิลถูกยึดกับแพลตฟอร์มสีเทาอ่อน (แสดงด้วยลูกศร)

หากมู่เลย์แบบขับเคลื่อนถูกขับไปในทิศทางตรงกันข้าม (CW และ CCW) ในอัตราเดียวกัน แพลตฟอร์มที่ใหญ่ขึ้นแปลหน้าขึ้นและลง

หากรอกขับเคลื่อนทำงานในทิศทางเดียวกัน (ทั้ง CCW พูด) แพลตฟอร์มขนาดเล็กจะทำงานอยู่ด้านบนของแพลตฟอร์มขนาดใหญ่ทางซ้ายและขวาในหน้า

อัตราการเปลี่ยนและทิศทางของรอกขับเคลื่อนหมายความว่าคุณสามารถแปลไปในทิศทางใดก็ได้ที่คุณต้องการ

ใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์กับ "D" รอก

อีกวิธีหนึ่งในการใช้พล็อตเตอร์ 2D คือ:

มันถูกใช้เพื่อพล็อตภาพวาดขนาดใหญ่ในงานเทศกาลMind Out of mind

อย่างที่คุณเห็นมันคล้ายกับการวัดแบบ 2 มิติโดยใช้สายหม้อแทนการเปลี่ยนหม้อด้วยมอเตอร์