做了个写字绘图机器人

svwydh · 发表于 2018-5-30 08:48:06

本帖最后由 svwydh 于 2018-6-6 21:48 编辑

看到老婆的淘宝购物车里放了个写字机器人，看了视频后觉得很好玩，和打印机不同，是直接用笔写的，出来效果和人手写的差不多，也可以图形，看到最便宜的只要300出头就能买到，还能改成激光雕刻机，有点要买的冲动。老婆却说：“这有什么用，你玩两天后就扔一边了，你不是有乐高机器人吗，自己去做一个吧。”
好吧，反正没事就仔细研究了下，软件是开源的项目GRBL，主要是用作支持arduino做控制板的CNC加工，写字机是简化成X、Y两维，就arduino+CNC扩展板+2个步进电机+1个抬笔舵机，其他就是结构和传动了，软硬件估计EV3能满足。论坛上看了下画图机器人的相关帖子，基本都是通过程序控制的简单线条和点阵绘图，和想象的有差距，我想要的应该是能支持读取G代码或SVG来运行的通用写字机。GRBL用的就是G代码，能直接参考就在网上补了点G代码的知识，发现要满足写字的要求只需要4条代码（G00-G03）就可以了，其他的控制命令和第三和第四轴相关的都不需要，这样就简单多了，完全没必要移植库了，只要按照自己的理解重写就可以了。
编程用的是ev3dev+python，ev3dev第一次用，文档很全写sd卡安装等都一次成功，接了USB的WIFI能直接联网，电脑手机都可以控制使用起来很方便。先写了些代码模拟了圆插补和直线，感觉没什么问题就淘宝上补了点齿条和带孔砖开始搭建。不装抬笔先单独画直线、斜线再画圆弧，虽然速度很慢线条也不圆滑，但我觉得还行。那就直入主题吧！先写他几十个字，写完反正我一个字都没认出来，是没抬笔而连笔的原因吗？装了抬笔功能后好点，要仔细辨认字形才能认出每个字，主要是比划都对不齐还歪歪扭扭。多次测试后，考虑改进了以下几个问题：
1.X、Y轴大马达通过16齿齿轮再带动齿条，马达最小转动角度是1度，折算成最小步距是0.14mm，精度完全是足够的，应该是结构的问题了
2.乐高马达空转间隙和齿轮的间隙都很大，导致的回差也足够大，这个在代码中补偿可以改善。
3.抬笔机构因需要上下运动，故和字车是滑动连接。这个间隙传导到笔尖最多能有6mm的晃动，有时候看着字车在动而笔却纹丝不动，现在只能用夹子夹住外框，尽量减少间隙。要完全解决只能用非乐高的方式来做抬笔，再直接连接到字车了。
4.乐高马达不是步进电机，不能精确的控制速度同步和移动距离，马达速度快了就过冲，太慢或移动距离太短马达就可能会无响应。这个没有什么好办法，马达的最大速度能到1000度/分钟，我现在就用了5-50。马达同步对画图和长直线影响比较大，单写字来看基本没什么大影响
改了后的效果如视频，速度比较慢，写正体字效果还可已，手写体就比较难看了。

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大家对写字机都比较感兴趣，我解释下原理，有编程基础的人看了应该都能做出自己的写字机：
下面的G代码用来画个五角星，G0抬笔移动，G1下笔画直线，XY后面就是要到的坐标（单位mm），可以试着在纸上画下，写字的G代码也就这两条。
G代码哪里来，PC上有很多软件可以将图片、pdf转换成g-code,我用的是奎享，要做简单测试时也可以自己写。
循环读取每一行，控制好下笔抬笔，让EV3马达运行到指定的位置，然后就没有然后了，已经画好你还要咋样。
写字怎么办？EV3又不会知道你要写字还是画画，你把唐诗的G代码给他就可以了。
就这么简单！EV3-G图形编程功能太弱估计做不了，其他的C、python等任何语言应该都可以，ev3dev需要点linux基础，推荐用robotC，这个代码有半天就搞定了。

G0 X19.9899 Y16.0503
G1  X17.4351 Y16.4102
G1  X15.6903 Y14.5097
G1  X15.2431 Y17.0507
G1  X12.8964 Y18.1228
G1  X15.1748 Y19.3333
G1  X15.4694 Y21.8965
G1  X17.3247 Y20.1036
G1  X19.8534 Y20.6156
G1  X18.7216 Y18.2971
G1  X19.9899 Y16.0503
G0 X0.000 Y0.000

lj99 · 发表于 2018-5-30 10:32:18

真心牛！能否分享一下？lj99@139.com

埃罗芒果老师 · 发表于 2018-5-30 09:42:06

真棒，效果算是很好的了

浅_`_唱 · 发表于 2018-5-30 16:42:26

编程下了点功夫的，687

LEGAO赵老师 · 发表于 2018-5-30 09:09:48

有图纸吗？

lionroar · 发表于 2018-5-30 09:44:16

这个牛

sunniebigc · 发表于 2018-5-30 09:44:27

先赞一个再看视频

WHtony · 发表于 2018-5-30 11:27:45

太厉害了，楼主大神。学习膜拜

芳sir · 发表于 2018-5-30 11:46:19

楼主好厉害

ddeef · 发表于 2018-5-30 12:44:41

t白杨 · 发表于 2018-5-30 12:53:17

厉害，学习学习

南柯先森 · 发表于 2018-5-30 13:34:47

这个比较666666啊

说方言的小屁孩 · 发表于 2018-5-30 14:49:55

这么厉害的人，肯定反手就是一堆的赞。

czfa78 · 发表于 2018-5-30 15:21:11

太厉害了，能否分享一下？czfa78@163.com

叫我阿Ben吧 · 发表于 2018-5-30 16:25:17

求程序864732382@qq.com

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