Výroba robotů FTC pomocí netradičních metod: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Mnoho týmů, které se účastní FIRST Tech Challenge, konstruuje své roboty pomocí dílů TETRIX, se kterými se snadno pracuje, ale neumožňují největší svobodu ani průmyslové inženýrství. Náš tým si dal za cíl zcela se vyhnout částem TETRIX a vytvořit robota od nuly, přičemž k tomu použijeme filozofii první konstrukce. Ačkoli to může být skličující úkol a vyžaduje hodně práce, tento proces se velmi vyplatí, pokud jde o seznámení s procesem inženýrství a kvalitou robota, kterého můžete vytvořit. Abychom inspirovali týmy k nekonvenčním přístupům k FTC a pomohli jim začít na jejich technické cestě, sestavili jsme následující instruktáž, která bude fungovat jako obecný informační průvodce pro výrobu netradičních FTC robotů.

Krok 1: Filozofie „Nejprve navrhnout“

Důležitým aspektem robotů na zakázku je nutnost navrhnout to, co chcete, než se to pokusíte vyrobit. Zatímco roboty postavené na TETRIX se snadno rozebírají a lze je použít i jinde, nevhodně navržené vlastní díly jsou ve skutečnosti nepoužitelné a plýtvají materiálem a časem. Proto byste si měli udělat čas na návrh své součásti a ověřit si, zda je správně navržena, než se ji pokusíte vyrobit.

Výše uvedené video vytvořené naším týmem pojednává o důležitosti návrhu robotů nejprve a o krocích inženýrského cyklu.

Krok 2: Hledání dílů a nástrojů

Po konceptualizaci vašeho návrhu je dobré vytvořit si seznam komerčních off-the-shelf (COTS) dílů, surovin a nástrojů, které si myslíte, že budete potřebovat. Pokud si vezmete na vědomí, jaké motory, šrouby, kola, ložiska, senzory a nástroje budete potřebovat co nejdříve, zajistíte si tím, že vás později v sezóně nebude trápit nedostatek zdrojů.

Místní železářství je vždy dobrým místem, kde začít při nákupu COTS. Mezi dobrá místa, ze kterých náš tým získal COTS, patří:

• Ace Hardware - železářství se skvělým výběrem dílů a nástrojů; má internetový obchod a doručovací službu.
• McMaster -Carr - COTS, suroviny a dodavatel nástrojů; má internetový obchod a doručovací službu.
• Amazon - internetový obchod; prodává většinu čehokoli.

Nahoře je video, které náš tým vytvořil z toho, jak procházíme místním hardwarem Ace a zkoumáme využití různých částí a nástrojů.

Krok 3: Design vašeho robota

Abyste mohli svého robota vyrobit, musíte jej navrhnout. Naštěstí je studentům k dispozici celá řada počítačově podporovaného designu (CAD). K dispozici je také celá řada zdrojů, které se naučí používat, ve formě videí, písemných příruček a diskusních fór.

Následuje seznam některých různých 3D CAD softwarů - náš tým používá Fusion 360:

• Autodesk Fusion 360 - k dispozici zdarma pro studenty a učitele.
• Rhino 3D - k dispozici zdarma pro studenty a učitele.
• SOLIDWORKS - k dispozici pro studenty, jejichž školy mají 40 síťových míst nebo 100 síťových míst.

Nahoře je video našeho týmu, které diskutuje o výhodách použití Fusion 360 k návrhu vašeho robota. Mezi tyto výhody patří cloudová služba, snadnost exportu modelů různými způsoby, snadnost importu modelů a nástroje pro simulaci zátěžových testů.

Krok 4: Strategie a možnosti výroby

Jakmile vytvoříte návrh a ověříte jeho přesnost, bude načase jej vyrobit. Než to uděláte, měl by váš tým vytvořit plán pracovního postupu, abyste mohli efektivně vyrábět; to je zvláště důležité pro týmy, které mají omezené výrobní zdroje, protože ty se stanou úzkým hrdlem, pokud nebude čas spravován správně. Takové řízení je známé jako procesní inženýrství a ke zdrojům, o kterých by týmy měly vědět, patří:

• Prostředky stroje - dostupnost strojů.
• Lidské zdroje - dostupnost členů týmu a jejich schopnost pracovat na věcech.
• Surové zdroje - materiály používané pro vytváření dílů.
• Časové zdroje - jak efektivní je čas využíván; na něčem by se mělo vždy pracovat.

Při určování, jak byste měli svůj díl vytvořit, existuje několik možností. Prostředky, které můžete použít k výrobě návrhů, jsou následující:

• Computer aided manufacturing (CAM) - své návrhy můžete převést do G -kódu, programovacího jazyka, který lze číst na počítačích s počítačovým numerickým řízením (CNC); pak můžete použít CNC stroj k vyfrézování vaší součásti. Doporučeno pro konstrukční části, které budou vystaveny značnému množství síly.
• 3D tisk - svůj návrh můžete převést na soubor AMF nebo STL a vytisknout je pomocí 3D tiskového stroje. Doporučeno pro pouzdra na elektroniku nebo jiné části, na které nepůsobí značná síla.
• Ruční výroba - pomocí 3D modelu nebo kresby modelu jako reference můžete určit rozměry dílu a vyrobit jej ručně, pokud to díl vyžaduje. Doporučeno pro operace, které nelze frézovat ani tisknout 3D, nebo operace, které nevyžadují velkou přesnost.

Náš tým natočil video, které ukazuje, jak vytvořit operaci CAM pomocí Fusion 360 a vyfrézovat součást pomocí CNC stroje, jak je uvedeno výše.