FTC -robottien tekeminen tavanomaisilla menetelmillä: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Monet tiimit, jotka osallistuvat FIRST Tech Challengeen, rakentavat robottinsa TETRIX -osien avulla, jotka ovat helppoja työskennellä, mutta eivät salli suurinta vapautta tai teollista suunnittelua. Tiimimme on asettanut tavoitteeksemme välttää TETRIX -osia kokonaan ja luoda robotin tyhjästä käyttäen suunnittelun ensimmäinen filosofiaa. Vaikka se voi olla pelottava tehtävä ja vaatii paljon työtä, prosessi kannattaa suuresti suunnitteluprosessin ja luodun robotin laadun oppimisen kannalta. Innostaaksemme tiimejä omaksumaan epätavallisia lähestymistapoja FTC: hen ja auttaaksemme heitä aloittamaan suunnittelumatkansa, koonnimme seuraavan ohjeen toimimaan yleisenä tieto -oppaana tavanomaisten FTC -robottien valmistamiseksi.

Vaihe 1: Suunnittelu ensin -filosofia

Tärkeä osa räätälöityjä robotteja on tarve suunnitella, mitä haluat tehdä, ennen kuin yrität valmistaa sitä. Vaikka TETRIX-rakennetut robotit on helppo purkaa ja niitä voidaan käyttää muualla, väärin suunnitellut mukautetut osat ovat käytännössä hyödyttömiä ja tuhlaa materiaalia ja aikaa. Siksi sinun on varattava aikaa osasi suunnitteluun ja tarkistettava, että se on suunniteltu oikein, ennen kuin yrität valmistaa sitä.

Yllä oleva tiimimme tekemä video kertoo robottien suunnittelun tärkeydestä ja suunnittelusyklin vaiheista.

Vaihe 2: Osien ja työkalujen etsiminen

Suunnittelun suunnittelun jälkeen on hyvä tehdä luettelo kaupallisista valmiista osista (COTS), raaka-aineista ja työkaluista, joita luulet tarvitsevasi. Kun otat huomioon tarvitsemasi moottorit, ruuvit, pyörät, laakerit, anturit ja työkalut mahdollisimman varhain, varmistat, että resurssien puute ei ole pullonkaula myöhemmällä kaudella.

Paikallinen rautakauppa on aina hyvä paikka aloittaa COTS: n ostamisessa. Joitakin hyviä paikkoja, joista tiimimme on saanut matkasänkyjä, ovat:

• Ace Hardware - rautakauppa, jossa on laaja valikoima osia ja työkaluja; on verkkokauppa ja toimituspalvelu.
• McMaster -Carr - Pinnasängyt, raaka -aineiden ja työkalujen toimittaja; on verkkokauppa ja toimituspalvelu.
• Amazon - Verkkokauppa; myy eniten mitä tahansa.

Yllä on video, jonka tiimimme teki meistä kävelemällä paikallisen Ace -laitteistomme läpi eri osien ja työkalujen käytöstä.

Vaihe 3: Robotin suunnittelu

Robotin valmistamiseksi sinun on suunniteltava se. Onneksi opiskelijoille on tarjolla erilaisia tietokoneavusteisen suunnittelun (CAD) ohjelmistoja ilmaiseksi. Käytettävissä on myös erilaisia resursseja, kuten videoita, kirjallisia oppaita ja keskustelupalstoja.

Seuraavassa on luettelo joistakin 3D CAD -ohjelmistoista - tiimimme käyttää Fusion 360: tä:

• Autodesk Fusion 360 - saatavana ilmaiseksi opiskelijoille ja opettajille.
• Rhino 3D - saatavana ilmaiseksi opiskelijoille ja opettajille.
• SOLIDWORKS - saatavana opiskelijoille, joiden kouluissa on 40 verkkopaikkaa tai 100 verkkopaikkaa.

Yllä on video tiimistämme, joka keskustelee Fusion 360: n käytön eduista robotin suunnittelussa. Näitä etuja ovat sen pilvipalvelu, mallien viennin helppous eri tavoilla, mallien tuonnin helppous ja stressitestin simulointityökalut.

Vaihe 4: Valmistusstrategiat ja -vaihtoehdot

Kun olet luonut mallin ja tarkistanut sen tarkkuuden, on aika valmistaa ne. Ennen kuin teet niin, tiimisi on laadittava työnkulkusuunnitelma, jotta valmistat tehokkaasti; tämä on erityisen tärkeää tiimeille, joilla on rajalliset tuotantoresurssit, koska niistä tulee pullonkaula, jos aikaa ei hallita oikein. Tällaista hallintaa kutsutaan prosessisuunnitteluksi, ja resursseja, jotka tiimien tulisi olla tietoisia, ovat:

• Koneresurssit - koneiden saatavuus.
• Henkilöresurssit - tiimin jäsenten saatavuus ja kyky työskennellä asioiden parissa.
• Raakaresurssit - materiaalit, joita käytetään osien luomiseen.
• Aikaresurssit - kuinka tehokkaasti aikaa käytetään; jotain pitäisi aina työstää.

On olemassa useita vaihtoehtoja määritettäessä, miten sinun pitäisi luoda osa. Keinoja, joita voit käyttää malliesi valmistamiseen, ovat seuraavat:

• Tietokoneavusteinen valmistus (CAM) - voit muuntaa mallisi G -koodiksi, ohjelmointikieleksi, jota voidaan lukea CNC -koneilla; voit sitten jyrsiä osasi CNC -koneella. Suositellaan rakenteellisille osille, jotka joutuvat huomattavan paljon voimaa vastaan.
• 3D -tulostus - voit muuntaa mallisi AMF- tai STL -tiedostoksi ja tulostaa ne 3D -tulostimella. Suositellaan koteloille elektroniikalle tai muille osille, jotka eivät kohdistu huomattavaan voimaan.
• Käsin tekeminen - käyttämällä 3D -malliasi tai mallin piirustusta viitteenä voit määrittää osan mitat ja valmistaa sen käsin, jos osa sitä vaatii. Suositellaan tehtäviin, joita ei voi jyrsiä tai 3D -tulostetaan, tai toimintoihin, jotka eivät vaadi suurta tarkkuutta.

Tiimimme esitti videon, joka osoittaa, kuinka luodaan CAM -toiminto Fusion 360: n avulla ja jyrsitään osa edellä esitetyllä CNC -koneella.