ייצור רובוטי FTC בשיטות לא מסורתיות: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

צוותים רבים המשתתפים ב- FIRST Tech Challenge בונים את הרובוטים שלהם באמצעות חלקי TETRIX, שאמנם קלים לעבודה, אך אינם מאפשרים את החופש הגדול ביותר או הנדסת תעשייה. הצוות שלנו שם לנו למטרה להימנע לגמרי מחלקי TETRIX וליצור רובוט מאפס, תוך שימוש בפילוסופיה ראשונה בעיצוב לשם כך. למרות שזו יכולה להיות משימה מרתיעה ודורשת עבודה רבה, התהליך משתלם מאוד מבחינת למידה על התהליך ההנדסי כמו גם איכות הרובוט שתוכלו ליצור. כדי לעודד צוותים לנקוט בגישות לא שגרתיות ל- FTC, וכדי לעזור להם להתחיל במסע ההנדסי שלהם, ריכזנו את ההנחיות הבאות כדי לשמש מדריך מידע כללי לייצור רובוטים FTC לא מסורתיים.

שלב 1: הפילוסופיה "עיצוב ראשון"

היבט חשוב ברובוטים בהתאמה אישית הוא הצורך לעצב את מה שאתה רוצה לייצר לפני שתנסה לייצר אותו. אמנם רובוטים בנויים TETRIX קלים לפרק וניתן להשתמש בהם במקומות אחרים, אך חלקים מותאמים אישית שאינם מתוכננים כהלכה אינם מועילים למעשה ובזבוז חומרים וזמן. לפיכך, עליך להקדיש את הזמן לעצב את החלק שלך ולוודא שהוא תוכנן כהלכה לפני שתנסה לייצר אותו.

הסרטון לעיל שנעשה על ידי הצוות שלנו עובר על החשיבות של עיצוב רובוטים תחילה ועל השלבים למחזור ההנדסי.

שלב 2: מציאת חלקים וכלים

לאחר שהבנתם את העיצוב שלכם, כדאי להכין רשימה של החלקים המסחריים (COTS) המסחריים, חומרי הגלם והכלים שלדעתכם תזדקקו להם. שימו לב לאילו מנועים, ברגים, גלגלים, מיסבים, חיישנים וכלים תזדקקו מוקדם ככל האפשר, יבטיח כי אין לכם צוואר בבקבוק מחוסר משאבים בהמשך העונה.

חנות חומרה מקומית היא תמיד מקום טוב להתחיל בו ברכישת COTS. כמה מקומות טובים מהם הצוות שלנו קיבל COTS כוללים:

• אייס חומרה - חנות לחומרי בניין עם מבחר גדול של חלקים וכלים; יש חנות מקוונת ושירות משלוחים.
• מקמאסטר -קאר - ספק COTS, חומרי גלם וכלים; יש חנות מקוונת ושירות משלוחים.
• אמזון - חנות מקוונת; מוכר כמעט כל דבר.

למעלה סרטון שהצוות שלנו עשה מאתנו כשהוא עובר בחומרת האס המקומית שלנו, עובר על השימושים של חלקים וכלים שונים.

שלב 3: עיצוב הרובוט שלך

על מנת שתוכל לפברק את הרובוט שלך, יהיה עליך לעצב אותו. למרבה המזל, יש מגוון תוכנות של עיצוב בעזרת מחשב (CAD) הזמינות לסטודנטים בחינם. יש גם מגוון משאבים זמינים ללמוד כיצד להשתמש בהם, בצורה של סרטונים, מדריכים כתובים ולוחות פורומים.

להלן רשימה של כמה תוכנות 3D CAD שונות - הצוות שלנו משתמש ב- Fusion 360:

• Autodesk Fusion 360 - זמין בחינם לסטודנטים ולמורים.
• קרנף 3D - זמין בחינם לתלמידים ולמורים.
• SOLIDWORKS - זמין לתלמידים שבבתי הספר שלהם יש 40 מושבים ברשת או 100 מושבים ברשת.

למעלה סרטון של הצוות שלנו הדן ביתרונות השימוש ב- Fusion 360 לעיצוב הרובוט שלך. יתרונות אלה כוללים את שירות הענן שלה, הקלות שבה ניתן לייצא דגמים בדרכים שונות, הקלות בה ניתן לייבא דגמים וכלים להדמיית מבחני המתח.

שלב 4: אסטרטגיות ואפשרויות ייצור

לאחר שיצרת עיצוב ותאמת את דיוקו, הגיע הזמן לבנות אותם. לפני שתעשה זאת, הצוות שלך צריך להכין תוכנית זרימת עבודה כך שאתה בונה בקצב יעיל; זה חשוב במיוחד לצוותים שיש להם משאבי ייצור מוגבלים, שכן אלה יהפכו לצוואר בקבוק אם הזמן לא ינוהל כראוי. ניהול כזה ידוע בשם הנדסת תהליכים, והמשאבים שצוותים צריכים להיות מודעים אליהם כוללים:

• משאבי מכונות - זמינות המכונות.
• משאבי אנוש - זמינות חברי הצוות ויכולתם לעבוד על דברים.
• משאבים גולמיים - חומרים המשמשים ליצירת חלקים.
• משאבי זמן - עד כמה הזמן מנוצל; תמיד צריך לעבוד על משהו.

ישנן מספר אפשרויות בעת קביעת האופן שבו עליך ליצור את החלק שלך. האמצעים שבהם אתה יכול להשתמש כדי לייצר את העיצובים שלך הם כדלקמן:

• ייצור בעזרת מחשב (CAM) - אתה יכול להמיר את העיצובים שלך ל- G -code, שפת תכנות שניתן לקרוא על ידי מכונות בקרה מספרית ממוחשבת (CNC); לאחר מכן תוכל להשתמש במכונת CNC כדי לחצות את חלקך. מומלץ לחלקים מבניים שיעברו כמות משמעותית של כוח.
• הדפסה תלת -ממדית - אתה יכול להמיר את העיצוב שלך לקובץ AMF או STL כדי להדפיס אותם באמצעות מכונת הדפסה תלת -ממדית. מומלץ לנרתיקים לאלקטרוניקה או לחלקים אחרים שאינם עוברים כמות משמעותית של כוח.
• עבודת יד - באמצעות מודל התלת מימד שלך או ציור של המודל כהפניה, תוכל לקבוע את ממדי החלק שלך ולייצר אותו ביד, אם החלק דורש זאת. מומלץ לפעולות שאינן ניתנות לטחינה או להדפסה תלת מימדית או לפעולות שאינן דורשות דיוק רב.

הצוות שלנו עשה סרטון המדגים כיצד ליצור פעולת CAM באמצעות Fusion 360 וטוחנים חלק בעזרת מכונת CNC, כפי שמוצג למעלה.