top of page

Digital Material Culture

Final project

Ofek Evgi \ Yarden Cohen \ Yuval Basteker

2022-2023

'Needle robot'

Our project produces a machine, which receives a collection of points or lines and translates them
To embroider on fabric with a robotic arm.

 

We used the manual embroidery technique, punch needle which consists of the method of
Removing and inserting the thread into the fabric and creates embroidery by using a needle.
Hess Jeon is an artist from South Korea who developed a CNC machine that is used for technique
The manual embroidery we want to reach. We chose instead to use a CNC machine
use the robotic arm, and add to the challenge to perform the movement vertically.
Part of the challenge we faced was to create a new connector that would attach to the head of the arm and replace
the existing gripper. With the help of 3D printing, we attached a new connector to the head of the arm
Let there be a house for the needle. In addition, we built a stand by using a laser cut that will hold the fabric vertically so that the arm can work on the fabric with the same manual technique. We carried out a study of fabrics and threads to understand what is required of us to reach the ideal result.
And finally we created a code using the RHINO software and the GRASSHOPPER plugin in order to

Create a G-CODE that the arm reads.

The initial challenge was how to control the angle of movement of the arm for it to operate
vertically to the fabric, and enter it.
Another challenge was to translate the manual movement of the embroidery method to the sow in the best way
simple. which best simulates the human manual movement.

 

The materials we used are-
2 cm thick MDF wood. NIS 150
PLA coil for printing the connector. 90 NIS
Fabric for creating embroidery 1x1 meter NIS 35
needle). Punch needle depends on the needle (25-50 NIS
Wool thread 10 NIS
A robotic arm UR10e

The project presents the beginning of creating an embroidery using the technology. The next step
What we started working on is the translation of images into pixels and the acceptance of embroidery accordingly
to different levels of darkness.

Project description

צילום מסך 2023-07-03 000041.jpg

Scheme of action

1

2

3

Inserting the needle

into the fabric

Lifting the needle from the fabric is enough to move on to the next stitch

The punch needle will make two different impressions: on the back of the fabric you will make the "loop side", on the front of the fabric there will be a flat embroidery stitch

Fabric investigation

step 1

ערכנו ניסוי של 4 סוגי בדים

IMG_0296.jpg

'יוטה'

'ספנדקס'

'כותנה'

'לבד'

השתמשנו ב5 סוגי חוטים על מנת לחפש את הקומבינציות הטובות ביותר הן מבחינת קוטר המחט והן מבחינת צפיפות הבד

IMG_0293.jpg

חוט רקמה

כותנה

צמר דק

צמר עבה

ברזל

Work process

תיעוד ניסוי בדים

`flat side`

`loop side`

IMG_0305.jpg
IMG_0306.jpg

The results of the experiment

step 2

Printing a connector for the robot arm

Size chart user manual

צילום מסך 2023-07-03 010303.jpg
IMG_6143__1_-removebg-preview.png

הכנת מחבר ראשוני לזרוע

הדפסת מחט ביחד עם ראש הזרוע

- הדפסת המחט לא צלחה אז השלב הבא שחשבנו עליו הוא ליצור מתאם למחט הקיימת

הדפסת המתאם הנוסף צלחה אך נתקלנו בבעיית חיבור לזרוע ונאלצנו לבצע שוב מדידות על גבי הזרוע

IMG_6120-removebg-preview.png
ViewCapture20230703_012922.png
ViewCapture20230703_012904.png
IMG-0441 (1).png
IMG_6121-removebg-preview.png

מפרט פנימי של הראש

הדמיה ריאליסטית

תוצר מודפס

ניסיון לאחר מדידות צלח והתבססנו בהמשך בעזרת מודל זה

הדפסה של מתאם הזרוע - עבר בהצלחה

ViewCapture20230703_012542.png
ViewCapture20230703_012508.png

בעקבות התנגדות גבוהה של המחט אל הבד החלטנו להשתמש במחט בעלת קוטר קטן יותר ולכן היה צורך ליצור מתאם חדש למחט

step 3

Preparation of an embroidery device

IMG-6096.png

תחילה לקחנו השראה מאלמנט הרקמות הפשוט. הבנו את המשמעות של הלחיצה עם הבורג, את רעיון 2 הטבעות אחת על גבי השניה

התחלנו ליצור את האלמנט מעץ, יצרנו 2 טבעות אחת בתוך השניה, הוספנו את פרט הבורג

- הניסוי לא עבד, החור בבורג לא החזיק מעמד ובעקבות כך נשבר

IMG-6099.png
IMG-6098.png
IMG-6092.png

הדפסנו שוב את החתיכות אך הפעם הארכנו את פרט הבורג והוספנו 2 שגמים לנסיון ראשון של הלוח העומד

כאן כבר התחלנו להבין שמעמד זה לא יציב, פרט הבורג לא עובד טוב בלחיצה עם המסגרת מעץ

שמרנו את אלמנט הטבעות והורדנו את פרט הבורג שלא צלח

שיטה זו עברה בהצלחה אך עדין מתיחת הבד לא הייתה חזקה מספיק

IMG-6093.png

נסיון שיטת 'הושבת' הבד על גבי הטבעות

IMG_6102-removebg-preview.png
IMG-6100.png

הכנת מוקאפ ראשוני בעקבות הנסיונות הקודמים.

- תוצאות טובות, אך נתקלנו בבעית האיזון על גבי הרצפה ולכן שינינו את הרעיון שיעמוד על גבי הרצפה וחשבנו על פתרון של הושבת הלוח על גבי השולחן

ViewCapture20230627_193757.jpg
ViewCapture20230627_193831.jpg
ViewCapture20230627_200447.jpg
ViewCapture20230627_193817.jpg

מידלנו את המתקן הסופי, הכנו את הפריסה שלנו ונעזרונ בחיתוך לייזר לתוצאות מדוייקות

מידות מודל.jpg

מידות המתקן

צילום פריסה.png

speed: 5-7

power: 85-90

477D35B3-7AEE-4DA6-986B-A7D64F5370AF.JPG

צביעה וגימור סופי

IMG_6142.HEIC
IMG_6140.HEIC
IMG_6138.HEIC
IMG_6137.HEIC
IMG_6139.HEIC

על מנת שהזרוע תעבוד בצורה חופשית הבנו כי יש לאפשר לה תנועה רציפה ועל כן יצרנו 'שגם' בצד המתקן המאפשר גישה חלקה של החוט אל המתקן

step 4

writing the code

הגדרות כלליות של הזרוע הרובוטית

תמונה1.png
תמונה2.png

הגדרות קבועות של הזרוע הרובוטית

תמונה3.png
תמונה4.png

הגדרת נקודת התחלה וסוף

תמונה5.png

סכמת הרצת הקוד

נקודת המישור של ההאנד אפקטור

הגדרת נקודת סוף ונקודת התחלה

מידול מעמד הזרוע על מנת לוודא שהזרוע לא נתקעת במעמד במהלך ביצוע הפעולה

תמונה6.png

הדמיית קו התנועה של הרקמה

מידול המעמד

מידול של ההאנד אפקטור החדש (כדי לחשב באופן מדוייק את המרחק הנדרש כדי ליצור את הרקמה)

ניסוי- צפיפות, נק כניסה מחט, תנועה פנימית בתוך הבד

צילום מסך 2023-07-03 022912.jpg

3 הפרמטרים שבדקנו:

1. עומק הכניסה של המחט אל הבד\ גובה עלייה מעל פני הבד

2. תזוזה מינימלית בתוך הבד

3. מרחק בין נק על פני הבד

U- up

M- move

D- distance

יצרנו מספר קוים ישרים כאשר כל פעם שינינו פרמטרק אחר על מנת לייצר השוואה בין הקווים במטרה למצוא את הנתונים הטובים ביותר שיאפשרו לזרוע להציג את הרקמה במיטבה

אתגרים

יצירת קוד שמקבל תמונה מתרגם את התמונה לפיקסלים של שחור לבן ומה שביניהם . בוחר את \כל הנקודות שהערך שלהם אינו שווה ל 0 . (עד כאן הקוד עובד)

השלב הבא הוא להעתיק את הנק ל 4 רשימות שונות ולשנות את מיקומן . וליצור קו שמחבר בין כל הנקודות ורץ על כל הרשימות. 

צילום מסך 2023-07-03 023242.jpg
תמונה8.png

הקוד הנוכחי

במידה והמרחק בין הנקודות יהיה מעל 1 ס"מ החוט יימשך, הרקמה הקיימת תיפגע  –  לא מצאנו פתרון כרגע .

צילום מסך 2023-07-03 023658.jpg

במידה ואנחנו מעוניינים בהתחלה למשוך את החוט לצד השני יש צורך ביצירה של דילאי של מספר שניות אחרי הכניסה הראשונה של החוט אל הבד

תמונה10.png

Stops the program for a specific amount of time

Provides a mechanism for updating solution at specified intervals

תמונה9.png

יצירת קו תוצר הרקמה

תמונה7.png

step 5

Simulations

סימולציות

simulation

step 6

Final prodoct

final product

IMG_6212.HEIC
be9ad3ba-8b57-467e-9eb9-4b28dd3bcb35.jpg

קבצי הגשה סופית

referance

מי עשה זאת לפני?

טעויות נפוצות - מה לעשות ומה לא

עבדוה ידנית עם המחט

קומפוננטים לגרהאסופר

קישור הסבר על שיטת הרקמה

ספר הוראות וקבצים שימושים זרוע רובוטית

bottom of page