「挫折からの軌道修正」モデルガンカートリッジ自動組立機開発~その2:XYZテーブル~

皆さん、お疲れ様です(^-^)

前回より唐突に始まったカートリッジ自動組立機開発、さっそく挫折をいたしました(>_<)

当初はこんなロボットアームを使ってカートリッジを組み立てようと思ってましたが、カートリッジの部品をつまむ実験をする段階になって、

 

プライマーとキャップ火薬が小さすぎてつまめない(;´Д`)

 

ことが判明。

・・・まぁ、でも、これくらいは想定の範囲内だったので、一応、対応策は考えておいたんですよ(動揺)

それがこの吸引グリッパ。ラジコンサーボモータで注射器を引っ張って、空気を抜くことによってモノを吸引し、持ち上げる装置。工場で工業用の吸引グリッパが小さい部品を持ち上げているのを見ていたので、ロボット関係でないかなぁ~、と探してみたら、アメリカ資本のロボショップってサイトにありました。

当然、Made in USAなのでインチネジ。組み立ては少し苦労したけど、普通に動きました。

・・・で、吸引グリッパで持ち上げる実験を試みた・・・

 

結果:部品の小ささに対して、ロボットの運動精度が良くなくて持ち上げられない(*_*;

 

よく考えたら、キャップ火薬の直径7mmの円の中に、ロボットハンドの中心をもっていかないといけないわけで、6個も関節があってそれぞれのサーボモーターを独立して動かしてる今のロボットじゃかなり厳しい・・・。

まぁ、逆運動学計算っていう、目標点から各関節角度を計算する方法があるんだけど、それだけで本が一冊書けるくらい難しいからおいそれと手が出せない。

 

で、このまんまじゃ無理じゃん・・・となりました( ;∀;)

 

でもですよ、これに対しても過去の自分は検討をしていました。

そもそも、カートリッジ自動組立機を作るにあたり、検討した組立機のスタイルは4つありました。

  1. ロボットアームを使用
  2. スカラロボットを使用
  3. 専用機を設計
  4. XYZテーブルを使用

1番は今回挫折した、ロボットアームに人間の手のまねごとをさせる方法。4つのなかでは一番柔軟な動きができるので汎用性が高い。しかし、制御は大変。

2番目は、ロボットアームなんだけど、スカラ型(水平多関節型)という機構のロボットアームを使用する方法。産業用のロボットではかなり普及しているんだけど、趣味となるとリンクで示した1社くらいしかなく、しかも独自の軌道計算ソフトで動いていて値段もお高め。

将来的には今回開発するタニオ・コバ オープンカートリッジ用組立機をベースにネジ締め機なども追加してすべてを制御しようと思っていたので、独自ソフトウェアで動いているロボットはプログラムの改変がしにくいことが予想できたので今回は見送り。

 

3番目はある意味最終手段。ゼロベースで機構から何から何までオリジナル設計しようという手を出してはいけない奴。

4番目。これが今回の解決策。産業用ロボットとして古くから使われている方法で、X、Y、Zの3軸に動くスライドの動きでモノを組み立てたりするロボット。ゲームセンターのクレーンゲームの動きをするロボットって言った方がわかりやすかもです。

4番目を最初から選ばなかった理由は、既製品でXYZテーブルを作れそうなスライドセットが、相当高価になりそうだったから。

例えば、

オリジナルマインド 1軸ステージ

とか。これ1つで1軸ができるので、XYZだと3軸必要になる。つまり、3台・・・。さらにモータとそれを制御する基板と・・・って考えると、現実からどんどん遠ざかる。

また、同社ではおあつらえ向きなロボットも売ってました。

オリジナルマインド デスクトップロボット

でもとんでもなく高い・・・。

こんな状況だったので、あきらめておりました・・・。

 

が、1番のロボットアームがぽしゃっちゃったので、違う方法を検討しなければなりません。

XYZテーブルの既製品を探してしまうと、前述したとおりになってしまうので、試しにグーグル先生に「xyテーブル 自作」と聞いてみました。

すると、出てくるじゃないですか。今回のケースにおあつらえ向きの価格を抑えて精度それなりになりそうな作例が!

そこで、リンク先のxyテーブルをとりあえずそのまま作ってみました。

とりあえずモータはステッピングモータではなくDCモータ(ミニ四駆のモータ)を使っています。

でも、この方式は弱点があって、全体のでかさに対して作業できるスペースを大きくとれないんですよ。

今回のも、作例そのままに作ってしまうと、縦横5cmくらいの作業スペースになってしまうので、大きくすることを考えました。

で、今一生懸命作ってるのがこちら↓

でかい!

トライ&エラーがしやすいように、タミヤの工作セットで作成しています。

一応、予定では同社のユニバーサルプレートL(210mm×160mm)の範囲で作業できるようになる予定です。

 

以上、現状をお伝えしました。

なんだか、仕切り直しになっちゃった感じですが、粘り強く開発を続けていきます。

~その3へ続く~

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