3D print
Cours signalées avec « 3D print »
Project Lab: Designing an Autonomous Tool Changer
- Length: 20h
- Content Type: Project
- Programming: Blockly
- Equipment: Bundle STEM
Robotic tool-changing systems have become a key enabler of flexibility and efficiency in industrial automation and robotics. By allowing a single robot to switch between different end-effectors or tools autonomously, these systems reduce downtime, enhance adaptability, and support complex multi-step processes. Inspired by CNC machining centers, modern robotic tool changers incorporate mechanical, electrical, and sometimes pneumatic coupling mechanisms to ensure rapid and reliable transitions.
In this project, students will design, assemble, and program a quick tool changer for the Niryo Ned2 robot. The quick tool changer allows the robot to automatically switch between different tools (such as a fork, pen holder, or electromagnet), making it more versatile for automation tasks.
Through a combination of mechanical assembly, electronics, soldering, 3D printing, and programming, students will gain hands-on experience in building a functional robotic accessory from start to finish.
This project bridges mechanical engineering, electronics, and computer science, providing a real-world learning experience similar to industrial robotics integration.
By completing this project, students will:
-
Robotics & Mechatronics
-
Understand the role of quick tool changers in industrial robotics.
-
Learn how to integrate mechanical, electrical, and software systems in a robotic environment.
-
-
Mechanical Skills
-
Assemble mechanical components, including 3D-printed parts and locking mechanisms.
-
Adjust tolerances, orientation, and printing parameters to ensure functional fits.
-
-
Electronics & Wiring
-
Wire and solder connectors (JST, plugs, cables) safely and accurately.
-
Verify electrical connections with a multimeter to prevent short circuits.
-
-
3D Printing & Design
-
Use 3D-printed custom parts (lever, lock, cover, adaptors) in robotic assemblies.
-
Apply design-for-assembly concepts, such as orientation and post-processing (sanding).
-
-
Programming & Control
-
Configure NiryoStudio to recognize and switch tools.
-
Write simple Blockly programs to automate tool changes.
-
-
Problem-Solving & Safety
-
Identify and correct common issues (tolerances, misalignment, electrical errors).
-
Apply safe practices in assembly, wiring, and robot operation.
-
- Étudiants inscrits: Il n’y a encore aucun étudiant inscrit à ce cours.
Commande du Ned2 avec boitier de contrôle Arduino
- Content Type: Lab
- Programming: Arduino
- Equipment: Bundle STEM
Scenario
L’élève découvre comment connecter et communiquer des instructions simples entre un Arduino et le Raspberry Pi du Ned. Dans cet exercice, le bras robotique Ned2 reçoit des instructions d’un Arduino pour, soit ramener des flacons à un opérateur, soit de prendre des flacons de devant l’opérateur, les remuer, et les placer dans un carton. Le Bras Robotique est programmé avec Blockly et 1’Arduino est programmé en C++.
L’opérateur doit remplir des flacons, mélanger le contenu dans le flacon en le secouant et puis déposer les flacons dans un carton.
A : Operateur d’une chaine de montage,
B : chute de flacons
C : Boitier de contrôle du bras robotique NED2
D : bras robotique NED2
1 : Zone de prise des flacons
2 : Zone de pose de flacon
3 : Zone de prise de flacon pour ensuite le remuer
4 : Zone de pose du flacon remué (carton)
Si l’opérateur touche le bouton1 du boitier de contrôle, le bras robotique prends des flacons de la zone 1 et les dépose dans la zone 2 jusqu’á que l’opérateur touche le bouton R.
Si l’opérateur touche le bouton2 du boitier de contrôle, le bras robotique prends des flacons de la zone 3 les secoue et les dépose dans la zone 4 jusqu’á que l’opérateur touche le bouton R.
Si l’opérateur touche le bouton R juste après avoir touché le bouton 1 ou le bouton 2, le bras robotique NED2 effectue seulement l’opération choisie une seule fois.
Contenu du TP
Chapitre 1 : Découverte de Blockly
- Prise en main de Blockly
Chapitre 2 : Création du boitier de contrôle du bras robotique NED2
- Monter un boitier de contrôle qui donnera des ordres au Bras Robotique NED2 grâce à un microcontrôleur Arduino et 3 boutons capacitifs.
Chapitre 3 : Création des séquences de mouvement du bras robotique NED2
- Créer une séquence de mouvement en Blockly
- Créer l’interface code entre le bloc Arduino et le Ned2.
Équipements requis
Ned 2
Gripper adaptatif (ou Autre)
NiryoStudio
Boitier de contrôle (à monter)
Arduino Nano
Boitier de contrôle
- Arduino Nano (le même code est utilisable sur Arduino UNO ou MEGA)
- Protoboard de 400 points (30 rangées)
- Piezo Buzzer
- Led vert
- Led rouge
- Deux résistances de 220k
- 3 capteurs capacitifs TTP223B
- Câbles mâle-mâle et mâle-femelle
- Boîtier imprimé en 3D (Optionnel. Modèle téléchargeable sur docs.niryo.com)
Prérequis
- Bases de la construction de circuits electroniques.
- L’environnement de programmation de Arduino, ainsi que le téléversement de programmes sur la carte Arduino, qui n’est pas expliquée dans ce document.
- Il est fortement recommandé de réaliser le TP d’introduction à Blockly avant la réalisation de ce TP si vous n’avez jamais utilisé Blockly auparavant.
Installation
- Placer le bras robotique Ned2 sur une table. Le bras robotique Ned2 doit avoir un périmètre libre d’obstacles d’environ 60 centimètres de rayon.
- Brancher le bras robotique Ned2 au boîtier de sécurité du bras robotique NED.
- Brancher le boîtier de sécurité du bras robotique NED2 à l’alimentation électrique du bras robotique NED2.
- Brancher à l’alimentation électrique du bras robotique NED2 au réseau électrique.
- Connecter le bras robotique Ned2 à NiryoStudio.
- Connecter le boîtier Arduino au bras robotique Ned2 (Une fois le boîtier monté).
- Étudiants inscrits: 16
Scenario
Reconcevoir les mors du custom gripper afin de conditioner des pots de gélules.
La reconception sera optimisée avec l’objectif de minimiser la masse des mors tout en conservant une rigidité suffisante.
Contenu du TP
Chapitre 1 (1h30) : Simulation mécanique de la pince
- Valider le modèle mécanique
- Paramétrer le modèle et réaliser une simulation statique
- Recueillir les résultats de la simulation
Chapitre 2 (3h) : Optimisation de la conception
- Simuler le comportement du mors en charge
- Optimiser la forme du mors
- Remodéliser le mors
Chapitre 3 (3h) : Mise en application
Prérequis
Il est préférable d’avoir des connaissances en technologie mécanique : forces, contraintes, liaisons cinématiques, ainsi qu’en modélisation volumique.
Equipements requis
Ned2
NiryoStudio
Logiciel de CAO
Logiciel de Simulation mécanique
Logiciel d'optimisation topologique
- Étudiants inscrits: 16
Challenge Café
- Length: 10h
- Content Type: Project
- Programming: Blockly
- Equipment: Bundle STEM
Scenario
Le Bras Robotique NED2 fait une tasse de café sans intervention humaine.
L’élève découvre les fonctions de base du bras robotique Ned2. Dans cet exercice, le bras robotique Ned2, en utilisant les blocs de base de l’environnement de programmation Blockly “No Code”, effectue une opération simple de prise et de placement d’une tasse de café et presse un bouton de la machine à café. L’exercice à comme but de montrer à l’élève comment configurer une cellule robotique, comment adapter un gripper aux besoins spécifiques (taille de la tasse de café et bouton de la machine à café) et comment réaliser la séquence de movements pour réaliser la tâche.
Cet exercice se prête à la réalisation d’une compétition entre diffèrent groupes d’élèves.
Contenu du TP
Chapitre 1: Création de la cellule robotique
- Optimiser la mise en place du bras robotique, de la machine à café et de la tasse
Chapitre 2 : Modification du « Custom Gripper »
- Créer un outil spécifique à la tâche à réaliser
Chapitre 3 : Découverte de Blockly
- Prise en main de Blockly
Chapitre 4 : Programmation avec Blockly
- Créer les mouvements que le Bras robotique NED2 doit réaliser.
Chapitre 5 : Publiez votre challenge sur le serveur discord de Niryo
Equipements requis
Ned2
NiryoStudio
Prérequis
Ce TP est un bon premier contact les fondamentaux de Blockly.
- Étudiants inscrits: 12