Výroba robotov FTC netradičnými metódami: 4 kroky

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:05

Mnoho tímov, ktoré sa zúčastňujú FIRST Tech Challenge, konštruuje svojich robotov pomocou dielov TETRIX, s ktorými sa síce ľahko pracuje, ale neumožňujú maximálnu voľnosť ani priemyselné inžinierstvo. Náš tím si dal za cieľ úplne sa vyhnúť súčastiam TETRIX a vytvoriť robota od nuly, pričom na to použijeme filozofiu prvého návrhu. Aj keď to môže byť náročná úloha a vyžaduje si veľa práce, tento proces sa veľmi vyplatí, pokiaľ ide o zoznámenie sa s inžinierskym procesom a kvalitou robota, ktorý môžete vytvoriť. Aby sme tímy inšpirovali k nekonvenčným prístupom k FTC a pomohli im začať na ich technickej ceste, zostavili sme nasledujúci návod, ktorý by slúžil ako všeobecný informačný sprievodca pri vytváraní netradičných robotov FTC.

Krok 1: Filozofia „Najprv navrhnúť“

Dôležitým aspektom robotov na zákazku je nutnosť navrhnúť, čo to je, čo chcete vyrobiť, než sa to pokúsite vyrobiť. Aj keď sa roboty postavené na TETRIXe dajú ľahko rozobrať a použiť aj inde, nesprávne navrhnuté vlastné súčiastky sú v skutočnosti zbytočné a plytvajú materiálom a časom. Preto by ste si mali dať čas na navrhnutie svojej súčiastky a overiť si, či je správne navrhnutá, než sa ju pokúsite vyrobiť.

Vyššie uvedené video, ktoré vytvoril náš tím, sa zaoberá dôležitosťou navrhovania robotov ako prvými a krokmi k inžinierskemu cyklu.

Krok 2: Hľadanie dielov a nástrojov

Po konceptualizácii vášho návrhu je dobré urobiť si zoznam komerčných bežných dielov (COTS), surovín a nástrojov, ktoré si myslíte, že budete potrebovať. Keď si čo najskôr všimnete, aké motory, skrutky, kolesá, ložiská, senzory a nástroje budete potrebovať, uistíte sa, že vás neskôr v sezóne nebude čakať nedostatok zdrojov.

Miestny obchod s hardvérom je vždy dobrým miestom na začiatok pri kúpe COTS. Medzi niekoľko dobrých miest, z ktorých náš tím získal COTS, patrí:

• Ace Hardware - železiarstvo s veľkým výberom dielov a nástrojov; má internetový obchod a doručovaciu službu.
• McMaster -Carr - COTS, dodávateľ surovín a nástrojov; má internetový obchod a doručovaciu službu.
• Amazon - internetový obchod; predáva väčšinou čokoľvek.

Hore je video, ktoré náš tím urobil z toho, ako sme prechádzali miestnym hardvérom Ace a skúmali sme používanie rôznych častí a nástrojov.

Krok 3: Návrh vášho robota

Aby ste mohli vyrobiť svojho robota, musíte ho navrhnúť. Našťastie je pre študentov bezplatne k dispozícii celý rad počítačovo podporovaných návrhov (CAD). K dispozícii je tiež množstvo zdrojov, ktoré ich naučia používať, vo forme videí, písomných sprievodcov a diskusných fór.

Nasleduje zoznam niektorých rôznych 3D CAD softvérov - náš tím používa Fusion 360:

• Autodesk Fusion 360 - k dispozícii zadarmo pre študentov a učiteľov.
• Rhino 3D - je k dispozícii zadarmo pre študentov a učiteľov.
• SOLIDWORKS - k dispozícii pre študentov, ktorých školy majú 40 sieťových miest na sedenie alebo 100 sieťových miest.

Hore je video nášho tímu, ktoré diskutuje o výhodách použitia Fusion 360 na návrh vášho robota. Medzi tieto výhody patrí cloudová služba, jednoduchosť exportu modelov rôznymi spôsobmi, jednoduchosť importovania modelov a nástroje na simuláciu stresových testov.

Krok 4: Stratégie a možnosti výroby

Keď vytvoríte návrh a overíte jeho správnosť, bude načase ich vyrobiť. Predtým než to urobíte, váš tím by mal vytvoriť plán pracovného toku, aby ste pracovali efektívne; je to obzvlášť dôležité pre tímy, ktoré majú obmedzené výrobné zdroje, pretože tie sa stanú prekážkou, ak nebude čas správne riadený. Takéto riadenie je známe ako procesné inžinierstvo a zdroje, o ktorých by si tímy mali uvedomiť, zahŕňajú:

• Strojové zdroje - dostupnosť strojov.
• Ľudské zdroje - dostupnosť členov tímu a ich schopnosť pracovať na veciach.
• Surové zdroje - materiály používané na výrobu súčiastok.
• Časové zdroje - ako efektívne sa používa čas; na niečom by sa malo vždy pracovať.

Pri určovaní, ako by ste mali vytvoriť svoju časť, existuje niekoľko možností. Na výrobu návrhov môžete použiť tieto prostriedky:

• Počítačom podporovaná výroba (CAM) - svoje návrhy môžete previesť do G -kódu, programovacieho jazyka, ktorý je možné čítať na počítačoch s numerickým riadením (CNC); potom môžete použiť CNC stroj na odfrézovanie vašej súčiastky. Odporúča sa pre konštrukčné diely, ktoré budú vyvíjať značné množstvo sily.
• 3D tlač - svoj návrh môžete previesť na súbor AMF alebo STL a vytlačiť ho pomocou 3D tlačiarenského stroja. Odporúča sa pre puzdrá na elektroniku alebo iné diely, na ktoré nie je vyvíjaná značná sila.
• Ručná výroba - pomocou 3D modelu alebo kresby modelu ako referencie môžete určiť rozmery svojej súčiastky a vyrobiť ju ručne, ak to časť vyžaduje. Odporúčame pre operácie, ktoré nie je možné frézovať ani tlačiť 3D, alebo pre operácie, ktoré nevyžadujú veľkú presnosť.

Náš tím natočil video, ktoré ukazuje, ako vytvoriť operáciu CAM pomocou Fusion 360 a vyfrézovať súčiastku pomocou CNC stroja, ktorý je uvedený vyššie.