Materiaalipursottimen ohjaus Raspberry Pi -tietokoneella

Abstract

Opinnäytetyö toteutettiin Seinäjoen ammattikorkeakoululle. Opinnäytetyö palveli SeAMK Tekniikan hallinnoimaa Mixed Reality and Collaborative Robotics -hanketta. Yksi hankkeen tavoitteista oli tutustua elintarvikkeiden 3D-tulostamiseen, jota opinnäytetyössä tutkittiin.

Opinnäytetyön tavoite oli ohjata materiaalipursotinta Raspberry Pi 3 Model B -tietokoneella. Materiaalipursotin oli varustettu lineaariaskelmoottorilla. Moottorin ohjaukseen käytettiin erillistä Motor HAT -ohjainkorttia, joka liitettiin Raspberry Piihin. Moottorin ohjausta varten asennettiin tarvittavat Python-kirjastot. Materiaalipursotin liitettiin UR10-yhteistyörobottiin, jonka ohjaus tapahtui yhteistyörobotin käyttöpaneelista. Yhteistyörobotin käyttöpaneelin kautta lähetettiin digitaalisia signaaleja Raspberry Piin GPIO-pinneille. Näillä signaaleilla ohjattiin askelmoottorin eri askeltapoja. Raspberry Piin ja yhteistyörobotin välille rakennettiin kytkentä optoerottimista ja vastuksista elektronisten signaalien turvallista kulkua varten.

Työn lopputuloksena saatiin toimiva materiaalipursotin, jonka tulostusta voitiin ohjata yhteistyörobotin käyttöpaneelin avulla. Työssä saavutettiin tärkeimmät tavoitteet ja lopputulos jätti varaa myös jatkokehitykselle.

This thesis was created for Seinäjoki University of Applied Sciences. The thesis served a project called Mixed Reality and Collaborative Robotics that is led by SeAMK Technology. One of the goals of this project was to explore 3D-printing with food, which was experimented in this thesis.

The goal of the thesis was to control a thick paste extruder with a Raspberry Pi 3 Model B computer. The thick paste extruder was equipped with a linear stepper motor. The motor was controlled with a separate Motor HAT driver, which was attached to Raspberry Pi. The required Python libraries were installed to control the motor. The thick paste extruder was mounted to a UR10 collaborative robot arm, which was controlled using the control panel. Digital signals were sent by the control panel to the GPIO pins of Raspberry Pi. These digital signals were used to control the stepping ways of the stepper motor. A coupling that uses optocouplers and resistors was built between Raspberry Pi and the collaborative robot for electronic signals to travel safely.

The final result of the thesis was a functioning thick paste extruder, that can be controlled using the control panel of the collaborative robot. The most important goals were achieved, and the final product can be improved in the future.