项目名称:KrODraw

组 别: 中学组 奖 项: 第十七届中国青少年机器人竞赛山西赛区冠军
代表团: 山西 参赛队:
队 员: 王彦伟 甄世钰 李昕 辅导教师: 冀韦华 张文军 刘世锋

项目摘要:

项目摘要: 关键词:CNC技术、LEGO MINDSTORM EV3、C语言、GRBL控制、COM口通信协议、Python、路径绘制、H-Bot。 初期讨论我们达成共识,从易到难解决一系列的问题。 1. 概述:对于机械结构初探。作图机的基本结构是要求是实现X、Y轴自由移动。首先我们通过现有的LEGO MINDSTORM EV3套件进行快速建模,这个模型主要实践机械结构,初探并解决了一些意料之中的问题。其中的必要技术难题是为了保证原图不会被拉伸失真,需要保证横纵轴步进磨损程度尽量相同,但是套件中零件磨损程度显然是不同的,我们通过设置电机步进(step)功率来解决问题。 2. 概述:设计产品初代模型、软件协调。熟悉了机械结构后,我们又利用学校的废旧光驱做了一个模型,其目的是熟悉使用Arduino平台下的GRBL控制软件和实际生产中的电机控制。但因为我们只是这方面业余爱好者,制作过程中走了不少弯路也就在解决问题的过程中学习到不少知识。此模型硬件配置横纵轴使用两个废旧光驱上的马达驱动,在绘制部分为了简化我们选择使用小功率的激光头,并设计了相关的MOS管开关电路来对激光头控制。电机控制板使用简单强大的A4988控制芯片,下机位平台使用Arduino UNO的开发板,通过不断实践调试出了电机控制的几个关键参数,并查阅相关资料修改了下机位的控制软件。同时对计算机COM并发编程有所了解并在Raspberry Pi(Debian)环境下编写了相关DEMO。这个模型不是理想的,因为光驱电机的限制其有效行程只有38mm*38mm,虽然能够制作小型样品,但并不能完全满足我们的产品需求;并且因为使用小功率激光头的缘故,制作速度十分缓慢,同时激光对眼睛有刺激作用,所以我们需要对产品进行进一步改进。 3. 关键词:H-Bot 4. 概述:最终产品,使用普通笔进行绘制。之后我们在网络上查找想过资料后,决定采用H-Bot结构对产品硬件进行重新设计,使用两个42步进电机进行控制,此结构的特点是两个电机不直接进行控制,而是通过转速实现的,这样大大提高了工作精度。同时我们对上机位绘图软件Inkscape中将图像处理成机器能识别的CNC加工代码的Python插件进行汉化,降低操作的学习成本,便于项目成熟后新手快速上手。 5. 以上就是我们制作写字机的过程,团队中的每一个人都付出了巨大的努力。感谢您在百忙之中审阅我们的材料!

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