Metode untuk memindahkan objek secara akurat melintasi bidang 2-D

Ini adalah kebalikan / pelengkap dari pertanyaan saya sebelumnya , yang berkenaan dengan mengukur posisi yang tepat dari suatu objek saat dipindahkan / digambar oleh seseorang dalam waktu singkat. Dengan asumsi saya menggunakan salah satu pendekatan yang disarankan @ Rocketmagnet (mungkin menggunakan linear encoders), selanjutnya:

Misalkan saya telah melacak / mencatat data posisi XY ketika suatu objek dipindahkan secara sewenang-wenang melalui beberapa pola melintasi pesawat 2-D oleh seseorang:

Sasaran: Sekarang saya ingin objek untuk mereplikasi pola gerakan rekaman yang sama, yaitu, saya ingin objek bergerak melalui posisi XY yang sama - tetapi otomatis kali ini.

Dengan kata lain, saya ingin sistem untuk membawa / memindahkan objek dari rekaman (X1, Y1) ke (X2, Y2) ke (X3, Y3) dan seterusnya. Sekali lagi, sepenuhnya dibatasi pada bidang / permukaan 2D, seperti:

Kendala:

• Saya ingin pergerakan objek yang cukup terkontrol / akurat, tanpa kesalahan lebih besar dari 0,5mm.
• Domain poin untuk objek yang akan dipindahkan akan memanjang di sepanjang 30cm X 30cm persegi.
• Durasi / jalur yang tepat antara titik-titik BUKAN kritis - karena saya akan memiliki set titik yang cukup padat (jadi itu sudah cukup dekat dengan pergerakan terus menerus).

Satu solusi potensial yang saya pertimbangkan untuk ini (dan saya pikir salah satu yang mudah diimplementasikan) adalah dengan menggunakan motor yang ditempatkan di tepi tetapi entah bagaimana terhubung ke objek. Tetapi saya tidak yakin bagaimana menghubungkan mereka dengan cara yang memungkinkan 2 derajat kebebasan secara bersamaan, dan terlebih lagi, saya tidak yakin bagaimana / jika mungkin untuk mencapai akurasi gerakan yang diinginkan menggunakan motor.

Jadi pertanyaan saya adalah: Apa metode potensial yang bisa saya coba untuk gerakan 2 dimensi yang dikontrol secara akurat ini? Ada beberapa keterbatasan fisik pada pengaturan saya seperti saat ini berdiri, jadi saya terbuka untuk bermain-main dengan implementasi (masuk akal) dari semua tingkat kompleksitas!

Salah satu berita baik adalah: Karena saya akan memiliki sistem pengukuran / pelacakan yang tepat (dari pertanyaan sebelumnya ), akan mungkin untuk mengintegrasikan umpan balik / kalibrasi selama gerakan, yang saya kira akan sangat penting jika saya ingin memastikan 0,5 mm kesalahan maksimum.

EDIT: Dalam kasus aplikasi yang tepat menarik: Sistem ini adalah upaya saya di demo elektronik-art disederhanakan dari replikasi-tindakan, yaitu, tindakan seseorang dicatat dan kemudian diduplikasi baik setelah periode, atau pada sistem duplikat dekat. Saya awalnya mencoba bekerja dengan paduan memori bentuk (khusus nitinol), tetapi merekam gerakan 3-D dari bentuk multi-titik itu tidak mudah (JAUH dari itu!), Maka penyederhanaan saya menjadi objek "titik tunggal" pada sebuah 2 -D pesawat.

Anda mungkin juga menggabungkan pengukuran dan replikasi ke dalam satu sistem. Biarkan saya mulai dengan jawaban saya sebelumnya untuk pertanyaan Anda: Ide 4

Anda sudah memiliki bantalan linier dan penyandian diatur untuk mengukur gerakan objek. Sekarang yang perlu Anda lakukan adalah menggerakkan bantalan itu. Biasanya, jika Anda sedang membangun sesuatu seperti mesin penggilingan CNC, dan Anda ingin menggerakkan gerakan linier, Anda akan menggunakan ballscrew dan motor langkah.

Masalah dengan ini adalah bahwa mereka tidak dapat digerakkan kembali, dan karena itu Anda tidak akan dapat memindahkan objek sendiri. Dua pilihan:

1. Tambahkan sensor gaya (menggunakan pengukur regangan ). Sekarang sistem dapat mendeteksi Anda mendorong pada objek, dan itu akan mendorong motor untuk menciptakan ilusi bahwa tidak ada motor sama sekali. Ini dapat bekerja dengan sangat baik jika Anda melakukannya dengan hati-hati, dan jika motornya cukup cepat. Ini dikenal sebagai kepatuhan aktif .
2. Gunakan motor linier . Ini sepenuhnya dapat ditelusuri kembali saat tidak berdaya

Berita baiknya adalah, jika Anda mampu membelinya, Anda dapat membeli sistem gerak motor linear lengkap dari perusahaan seperti Aerotech atau Baldor Motion . Atau, Anda dapat meminta perusahaan rekayasa robot kecil untuk membangun Anda seluruh sistem. Sekali lagi, sistem ini sangat akurat. Mereka digunakan di mana akurasi 0.01mm adalah persyaratan umum, dan bahkan akurasi 0.001mm (tapi kemudian Anda benar-benar membutuhkan lingkungan yang dikendalikan suhu).

Berdasarkan hasil edit Anda, saya pikir solusi saya yang melibatkan motor linier sedikit over-the-top. Aplikasi Anda hanyalah sebuah demo seni yang mereproduksi gambar seseorang. Meskipun ini perlu memiliki kontrol dan resolusi yang baik untuk membuat reproduksi yang setia, itu benar-benar tidak memerlukan akurasi yang Anda tentukan sebelumnya.

Pertama, kita harus menjernihkan beberapa istilah yang sering disalahpahami: Akurasi, resolusi, dan pengulangan. Saya sarankan membaca artikel Wikipedia Akurasi dan presisi .

Yang Anda butuhkan adalah resolusi yang baik di bagian pengukuran, mungkin 0,1mm. Anda mungkin perlu pengulangan yang cukup baik, sekali lagi, katakanlah 0,1mm. Namun, Anda tidak benar-benar membutuhkan akurasi yang tinggi. Misalnya, jika reproduksi selalu keluar identik dengan aslinya, tetapi 3mm diimbangi ke kiri, maka saya yakin Anda akan senang. Demikian juga, bagaimana jika reproduksi itu 0,5% terlalu besar? Apakah itu benar-benar akan menjadi masalah?

Untuk fase pengukuran, saya sarankan menggunakan pot string. Mudah diatur.

Untuk fase reproduksi, apa yang ingin Anda buat adalah plotter.

Ini tidak sulit untuk dibuat sendiri, dan orang membuatnya sepanjang waktu. Lihat Contraptor Plotter misalnya. Atau banyak contoh lain di web.

Ini salah satu solusi paling cerdas untuk hal ini yang saya ingat pernah saya lihat: "I" = Idler "D" = didorong Platform abu-abu melekat pada slide # 3,4 Platform abu-abu muda melekat pada slide # 1,2 yang berlabuh ke abu-abu gelap peron

Kabel adalah garis tipis yang melilit idler dan katrol dalam bentuk huruf "H"

Kabel berlabuh ke platform abu-abu terang (ditunjukkan dengan panah)

Jika katrol didorong didorong dalam arah yang berlawanan (CW dan CCW) pada tingkat yang sama. Platform yang lebih besar menerjemahkan halaman atas dan bawah.

Jika pulley yang digerakkan berjalan dalam arah yang sama (baik kata CCW), platform yang lebih kecil berjalan di atas di platform besar di kiri dan kanan di halaman.

Mengubah tingkat dan arah pulley yang digerakkan berarti Anda dapat menerjemahkan ke segala arah yang Anda inginkan.

Gunakan motor stepper pada katrol "D".

Satu lagi cara untuk mengimplementasikan plotter 2D adalah ini:

Itu digunakan untuk merencanakan beberapa gambar besar di festival pikiran Out Mind .

Seperti yang Anda lihat, ini sangat mirip dengan pengukuran 2D menggunakan pot string, mengganti pot dengan motor.