Ανάπτυξη αυτόνομης ελεγχόμενα περιστρεφόμενης τράπεζας με χρήση σερβοκινητήρα και ελεγκτή για την οπτική σάρωση αντικειμένων

Abstract

Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας αναπτύχθηκε ρομποτική διάταξη η οποία περιστρέφει ελεγχόμενα τράπεζα με χρήση σερβοκινητήρα και έλεγχο μέσω μικροελεγκτή Arduino. Η διάταξη αυτή είναι μέρος μιας συνολικής διάταξης 3D σάρωσης αντικειμένων, είτε με οπτική μέθοδο, είτε με laser scanner, και σε συνδυασμό με αλγόριθμο ανακατασκευής (reconstruction) θα επιτυγχάνεται η αυτόματη και ακριβής 3D σάρωση του περιστρεφόμενου επί της τράπεζας δοκιμίου. Για την ανάπτυξη της ρομποτικής διάταξης αυτής πραγματοποιήθηκε η 3D σχεδίασή της, ο βασικός έλεγχος αντοχής της και της λειτουργικότητάς της, σχεδιάστηκε και ανα-πτύχθηκε αυτόνομο σύστημα χειρισμού και ελέγχου της διάταξης με χρήση Arduino, οθόνης και χειριστηρίων επικοινωνίας. Παράλληλα αναπτύχθηκε κατάλληλο λογισμικό σε υπολογιστή με GUI, που προσφέρει χειρισμό της περιστρεφόμενης τράπεζας, χειροκίνητα ή με τυποποιημένες διαδικασίες κίνησης, ενώ παράλληλα προσφέρει δυνατότητα διασύνδεσης με εμπορικά λογισμικά σάρωσης αντικειμένων που διαθέτουν τυποποιημένες διαδικασίας ελέγχου κίνησης περιστρεφόμενης τράπεζας. Στην τελική διάταξη έχει πραγματοποιηθεί έλεγχος ακρίβειας και επαναληψιμότητας.

The present Thesis deals with a robotic device that was developed to rotate a rotary table using a servo motor and controlled via an arduino microcontroller. This device is part of a comprehensive 3D scanning device, appling either optical measuring method or laser scanner, and in combination with a reconstruction algorithm it will achieve automatic and accurate 3D scanning of the rotating specimen on the rotary table. For the development of this robotic device, the 3D design was carried out, its basic control of its endurance and functionality, an autonomous control system was designed and developed using Arduino, by means of screen and communication controls. At the same time, appropriate software was developed with a user-friendly GUI, which offers rotary table operation, manually or with standard motion procedures, while at the same time it offers the ability of interfacing with commercial scanning software that have standard rotary table motion control procedures. The device has been evaluated for its accuracy and repeatability.