Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Sir Mix-a-Bot, der Roboter-Barkeeper

Wir haben auf MAKE in fast jeder Konfiguration viele Drinkbots gesehen. Ich glaube jedoch nicht, dass ich jemals ein so elegantes und elegantes Projekt wie Dave Zuckers Projekt namens Sir Mix-a-Bot gesehen habe. Es handelt sich um einen PUMA-Arm, der für die Herstellung verwendet wird. Er ist auf einem elegant furnierten Tisch mit Spirituosen- und Mixerflaschen montiert. Die Person, die ein Getränk möchte, wählt auf einem Touchscreen einen von zehn Cocktails aus, stellt ihr Glas auf die Messingscheibe auf dem Tisch und der Roboter macht das Getränk.

Dave schrieb ein faszinierendes gründliches Schreiben darüber, was sich als sehr langfristiges Projekt herausstellte. Er hatte den Arm vor zehn Jahren frei bekommen und wollte ihn sofort in einen Barkeeper verwandeln.

Es würde nicht über Nacht passieren - der Controller des Roboterarms war nicht funktionsfähig und gigantisch, und Dave hat das meiste davon weggeworfen. Das Projekt müsste warten, bis ein neues Steuersystem erstellt werden kann. Dave zog den Arm seitdem von Haus zu Haus und arbeitete gelegentlich an dem Projekt, als die Neigung ihn traf. Schließlich sagte er allen, dass der Roboter in diesem Jahr auf jeden Fall in Aktion sein würde, was ihn zwang, dies zu verwirklichen.

Der Roboter debütierte auf der Geburtstagsparty von Dave am 14. März, wo er den Gästen Getränke servierte.

Der mechanische Arm

Dave schaffte es, einen freien PUMA-Arm zu erzielen (PUMA steht für Programmable Universal Machine for Assembly), als ein Mitarbeiter ihm sagte, dass er sie in einer nahegelegenen Schule kostenlos zur Verfügung stellen würde.

Zurück in der Garage schaute ich durch den neu erworbenen Schatz und war etwas traurig zu entdecken: Es funktionierte nicht wirklich. Überhaupt. Der Controller schien sich nicht einzuschalten, und selbst wenn, so war die Dokumentation des PDP-11-basierten Computers, der in einer Aluminiumbox untergebracht war, so groß wie ein Schlafsaalraumkühlschrank, bedauerlich. Ich behielt die Abdeckung des Bedienfelds, das E / A-Modul und natürlich den Arm und nicht viel anderes bei. Mit einem Roboterarm in einem unbekannten mechanischen Zustand und ohne funktionierenden Controller hatte ich eine große Aufgabe vor mir: Lassen Sie den Arm reparieren, suchen Sie (oder bauen) Sie Elektronik, um ihn zu kontrollieren, schreiben Sie Software, damit er Getränke einschenken kann, und bauen Sie welche eine Art Zuhause dafür.

Schließlich entdeckte Dave, dass der Arm mechanisch fest war. Seine sechs Motoren schienen gut zu sein, abgesehen von einem Controller. Es fehlte ihm jedoch die Hand - es gab keinen Greifer für den Roboter. Am Ende hatte Dave eine sehr einfache Lösung, eine Gabel und einen Metallschieber ohne Motoren oder Magnetventile - er hob einfach die Flasche auf. Er begann mit einer hölzernen Hand, endete dann jedoch mit dem 3D-Druck des Teils, um die Haltbarkeit zu erhöhen.

Das Steuersystem

Daves größte Herausforderung bestand darin, dass es keinen Motorcontroller gab. Der Arm hat sechs Bürsten-Gleichstrommotoren - zwei für jedes Gelenk - und erforderte sechs Motorsteuerungskarten. Der Arm hatte auch drei elektromechanische Bremsen, Solenoide, die den Arm davon abhielten, schlaff zu werden, wenn er nicht eingeschaltet wurde.

Am Ende hatte er einen PSoC-Mikrocontroller, der an sechs Motion Mind 3-Controller angeschlossen war. Um die Solenoide zu steuern, kaufte er drei Relaiskarten, von denen jede ein Halbleiterrelais enthielt, das die 24 V der Solenoide auslöste, wenn sie vom Mikrocontroller ausgelöst wurden.

Der Verstand des Systems war ein alter Mac-Laptop, mit dem er mit den Motorsteuerungen kommunizierte:

Die Motorsteuerungen leben (effektiv) im Gelenkraum - das heißt, sie steuern direkt die Winkel der Gelenke. Manchmal ist es jedoch hilfreich, über den kartesischen Raum in Bezug auf (X, Y, Z) -Koordinaten und Rotationen zu sprechen. Beispielsweise soll der Endeffektor um 15 cm nach oben verschoben werden. Dazu müssen Sie mehr als ein Gelenk bewegen, genau wie in Ihrem Arm. Wenn Sie Ihre Hand gerade von der Taille auf Schulterhöhe bewegen, müssen Sie Schulter, Ellbogen und Handgelenk anpassen.

Software

Jetzt musste Dave eine eigene Software entwickeln, um die Pfade des Arms zu verwalten.

Neben dem Steuercode habe ich auch eine Skriptsprache erstellt, mit der Pfade erstellt und gespeichert werden können, die der Roboterarm durchlaufen kann. Später, als ich die Tabelle erstellt hatte, erstellte ich ein Skript, um jede Flasche zu packen, und einen weiteren Satz Skripts, um sie an die Halter zurückzugeben. Die Encoder im Arm sind ziemlich genau, so dass jede Position entlang jedes Pfades ziemlich genau bis zu einem Millimeter wiederholbar ist. Ich habe ziemlich viel Zeit damit verbracht, die Pfade so einzustellen, dass sichergestellt ist, dass jede Flasche gefangen und dann durch den Greifer ersetzt wurde, und es bleibt noch ein wenig von dieser Abstimmung übrig.

Es tat nicht weh, dass sein Bruder Matt ein Doktorandenprogramm in Robotik absolvierte. Matt hatte Hausaufgaben, um den inversen Kinematikcode für einen Roboterarm zu schreiben. Er passte den Code für Daves Projekt an und erspart ihm viel Mühe bei der Bestimmung der Winkel und Bewegungen des Arms - der Code übersetzt zwischen kartesischen Koordinaten und den Motordrehungen des Roboters.

Die Tabelle aufbauen

Wie oft warten die Macher - ich selbst - auf die letzte Minute, um eine Art Gehäuse aufzubauen? Eines der Elemente, die ich an diesem Projekt wirklich sehr schätze, war die Sorgfalt, mit der Dave den Bot vollendete, auch wenn er die Mechanik im Grunde perfektioniert hatte.

Der Arm befindet sich auf einem feuchten Tisch aus MDF mit aufgeklebter Verblendung, eingesetzten Schnitzereien, Inlay und Messingbeschlägen. Es ist enorm schwer, aber notwendigerweise, weil es den Arm daran hindert, sich übermäßig zu bewegen.

Nicht viele von uns haben die Geduld, zehn Jahre lang an einem Projekt zu arbeiten, aber Daves Bemühungen zeigen sich in allen Aspekten des Projekts ziemlich deutlich. Was kommt als nächstes?

Es gibt immer noch ein paar Dinge, die ich gerne mit dem Barkeeper abgleichen möchte - es fehlt gelegentlich beim Austauschen einer Flasche, der Ausgießpfad könnte glatter sein, die LEDs im Menü könnten heller sein und so weiter. Wenn ich ein größeres Stück abbeißen wollte, würde ich vielleicht noch einmal darüber nachdenken, meine eigenen Leiterplatten- / Motorsteuerschaltkreise zu verwenden, das Touchscreen-Menü mit einem separaten Mikroprozessor neu aufzubauen oder möglicherweise die Tischplatte neu aufzubauen (um Dekorationen hinzuzufügen und das Sprudeln zu beseitigen Furnier).

Lesen Sie auf jeden Fall die Projektbeschreibung für Tonnen zusätzlicher Details, wie er den Roboter hergestellt hat. Und hier ist ein Video vom Bartender in Aktion!

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