寫字機(jī)器人制作過程

概述

寫字機(jī)器人在實(shí)際生產(chǎn)線上由于效率趕不上打印機(jī)，應(yīng)用不是很廣，然而由于其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，并且符合人手寫風(fēng)格，在學(xué)習(xí)階段很有價(jià)值。寫字機(jī)器人設(shè)計(jì)上包含了路徑規(guī)劃、直線插補(bǔ)、加減速控制等常用電機(jī)運(yùn)動控制算法，在軟件上也會用到DXF文件解析、openCV圖像處理等G代碼生成工具，對后期深入研究激光切割機(jī)、雕刻機(jī)、3D打印機(jī)等大型設(shè)備有很好的鋪墊作用。因此我的作品以寫字機(jī)器人為題目分享我的制作過程和學(xué)習(xí)體驗(yàn)，希望對各位小伙伴的學(xué)習(xí)有所幫助。

開發(fā)環(huán)境

硬件：ART-PI、arduino、TM4C123GXL

RT-Thread版本：3.14

開發(fā)工具及版本：MDK-ARM5.31、VSCode

RT-Thread使用情況概述

內(nèi)核部分：線程調(diào)度，資源分配、同步通信、設(shè)備驅(qū)動框架

組件：DFS文件系統(tǒng)、UART串行異步通信、CAN通信

其他：UDP通信、cJSON編解碼

硬件框架

軟件框架說明

在寫字機(jī)器人設(shè)計(jì)上我將其分為三個部分：

圖像處理模塊負(fù)責(zé)把文本圖像和照片等圖像文件做預(yù)處理，去除雜點(diǎn)，然后以合適的算法將圖像二值化，突現(xiàn)主要信息，然后提取輪廓骨架以適合機(jī)器書寫。

G代碼生成模塊將圖像輪廓序列化后進(jìn)行路徑規(guī)劃，選取一個適合的加工精度，然后按數(shù)控加工常用的G代碼規(guī)范生成NC加工文件。另外對于標(biāo)準(zhǔn)的DXF文件則通過文件解析的方法生成G代碼。

運(yùn)動控制模塊是寫字機(jī)器人中最雜的一個模塊，負(fù)責(zé)各個運(yùn)動機(jī)構(gòu)的精準(zhǔn)快速移動。收到G代碼指令后需要結(jié)合前后指令信息生成當(dāng)前指令的合適初速度、最大運(yùn)行速度，根據(jù)運(yùn)動軌跡進(jìn)行直線插補(bǔ)點(diǎn)，最后按SPTA梯形加減速算法向電機(jī)發(fā)出脈沖。

演示效果

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：【RT-Thread作品秀】寫字機(jī)器人

文章出處：【微信公眾號：電路設(shè)計(jì)技能】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。