Méthodes pour déplacer avec précision un objet sur un plan 2D

C'est l'opposé / complément de ma question précédente , qui concernait la mesure de la position précise d'un objet lorsqu'il est déplacé / dessiné par quelqu'un sur une courte durée. En supposant que j'utilise l'une des approches suggérées par @ Rocketmagnet (utilisant probablement des encodeurs linéaires), ensuite:

Supposons que j'ai suivi / enregistré les données de position XY lorsqu'un objet est déplacé arbitrairement à travers un motif à travers un plan 2D par quelqu'un:

Objectif: Maintenant, je voudrais que l'objet reproduise le même modèle de mouvement enregistré, c'est-à-dire que je voudrais que l'objet se déplace à travers ces mêmes positions XY - mais automatisé cette fois.

En d'autres termes, je voudrais que le système transporte / déplace l'objet de l'enregistrement (X1, Y1) vers (X2, Y2) vers (X3, Y3) et ainsi de suite. Encore une fois, complètement contraint à un plan / surface 2D, comme ceci:

Contraintes:

• Je voudrais un mouvement assez contrôlé / précis de l'objet, sans erreur supérieure à 0,5 mm.
• Le domaine de points pour l'objet à déplacer s'étendra sur un carré de 30 cm X 30 cm.
• La durée / le chemin exact entre les points n'est PAS critique - car j'aurai un ensemble de points assez bien rempli (donc il sera déjà assez proche d'un mouvement continu).

La seule solution potentielle que j'ai envisagée pour cela (et je pense que celle qui est facile à mettre en œuvre) est d'utiliser des moteurs placés sur les bords mais en quelque sorte connectés à l'objet. Mais je ne sais pas comment les connecter d'une manière qui autorise 2 degrés de liberté simultanément, et de plus, je ne sais pas comment / s'il est possible d'atteindre la précision de mouvement souhaitée à l'aide de moteurs.

Ma question est donc: quelles sont les méthodes potentielles que je peux essayer pour ce type de mouvement bidimensionnel contrôlé avec précision? Il y a très peu de limitations physiques sur ma configuration telle qu'elle est actuellement, donc je suis prêt à jouer avec des implémentations (raisonnables) de tout niveau de complexité!

Une bonne nouvelle est la suivante: étant donné que je disposerai d'un système de mesure / suivi précis (de la question précédente ), il serait possible d'intégrer un retour / calibrage pendant le mouvement, ce qui je suppose sera indispensable si je veux assurer le 0,5 mm erreur maximale.

EDIT: Dans le cas où l'application exacte présente un intérêt: Le système est ma tentative de démonstration simplifiée d'art électronique de la réplication d'action, c'est-à-dire que l'action d'une personne est enregistrée et ensuite dupliquée soit après une période, soit sur un système dupliqué proche. J'ai d'abord essayé de travailler avec des alliages à mémoire de forme (nitinol en particulier), mais l'enregistrement d'un mouvement 3D d'une forme multipoint n'était pas facile (loin de là!), D'où ma simplification en un objet "monopoint" sur un 2 -D avion.

Vous pourriez aussi bien combiner la mesure et la réplication en un seul système. Permettez-moi de commencer par ma réponse précédente à votre question: Idée 4

Vous avez déjà des roulements linéaires et des encodeurs configurés pour mesurer le mouvement de l'objet. Il ne vous reste plus qu'à actionner ces roulements. Normalement, si vous construisiez quelque chose comme une fraiseuse CNC et que vous vouliez actionner des mouvements linéaires, vous utiliseriez une vis à billes et un moteur pas à pas.

Le problème avec ces derniers est qu'ils ne peuvent pas être conduits en arrière, et donc vous ne pourrez pas déplacer l'objet vous-même. Deux options:

1. Ajoutez des capteurs de force (à l'aide de jauges de contrainte ). Maintenant, le système peut détecter que vous poussez sur l'objet, et il entraînera le moteur pour créer l'illusion qu'il n'y a pas de moteur du tout. Cela peut très bien fonctionner si vous le faites avec soin et si le moteur est assez rapide. C'est ce qu'on appelle la conformité active .
2. Utilisez des moteurs linéaires . Ceux-ci peuvent être entièrement pilotés en arrière lorsqu'ils ne sont pas alimentés.

La bonne nouvelle est que, si vous pouvez vous le permettre, vous pouvez acheter des systèmes complets de mouvement de moteur linéaire auprès d'entreprises comme Aerotech ou Baldor Motion . Alternativement, vous pouvez demander à une petite entreprise d'ingénierie robotique de vous construire l'ensemble du système. Encore une fois, ces systèmes sont très précis. Ils sont utilisés là où une précision de 0,01 mm est une exigence courante, et même une précision de 0,001 mm (mais vous avez vraiment besoin d'un environnement à température contrôlée).

Sur la base de votre montage, je pense que ma solution impliquant des moteurs linéaires est un peu exagérée. Votre application est simplement une démo d'art qui reproduit le dessin de quelqu'un. Bien que cela doive avoir un bon contrôle et une bonne résolution pour faire une reproduction fidèle, il n'a vraiment pas besoin de la précision que vous avez spécifiée à l'origine.

Nous devons d'abord clarifier certains termes souvent mal compris: précision, résolution et répétabilité. Je suggère de lire l'article Wikipedia Exactitude et précision .

Ce dont vous avez besoin, c'est d'une bonne résolution dans la partie de mesure, probablement 0,1 mm. Vous avez probablement besoin d'une assez bonne répétabilité, encore une fois, disons 0,1 mm. Cependant, vous n'avez pas vraiment besoin d'une grande précision. Par exemple, si la reproduction est toujours identique à l'original, mais décalée de 3 mm vers la gauche, alors je suis sûr que vous seriez heureux. De même, que se passe-t-il si la reproduction est 0,5% trop grande? Serait-ce vraiment un problème?

Pour la phase de mesure, je recommande d'utiliser les pots à cordes. Ils sont simples à configurer.

Pour la phase de reproduction, ce que vous voulez faire est un traceur.

Ce ne sont pas difficiles à faire soi-même, et les gens les font tout le temps. Consultez le traceur Contraptor par exemple. Ou les nombreux autres exemples sur le web.

C'est l'une des solutions les plus intelligentes pour cela, je me souviens avoir vu: "I" = Idler "D" = entraîné La plate-forme gris foncé est attachée aux diapositives # 3,4 La plate-forme gris clair est attachée aux diapositives # 1,2 qui sont ancrées au gris foncé Plate-forme

Le câble est une fine ligne enroulée autour des roues folles et des poulies sur la figure d'un "H"

Le câble est ancré à la plate-forme gris clair (indiqué par une flèche)

Si les poulies entraînées sont entraînées dans des directions opposées (CW et CCW) au même rythme. Une plateforme plus grande traduit la page de haut en bas.

Si les poulies entraînées tournent dans la même direction (les deux CCW disent), la plate-forme plus petite tourne en haut sur la grande plate-forme à gauche et à droite sur la page.

La modification des vitesses et des directions des poulies entraînées signifie que vous pouvez effectuer la translation dans la direction souhaitée.

Utilisez des moteurs pas à pas sur les poulies "D".

Une autre façon d'implémenter un traceur 2D est la suivante:

Il a été utilisé pour tracer de grands dessins au festival de l'esprit Mind Out .

Comme vous pouvez le voir, c'est très similaire à la mesure 2D à l'aide de pots à cordes, en remplaçant les pots par des moteurs.