Создание роботов FTC с использованием нетрадиционных методов: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Многие команды, участвующие в FIRST Tech Challenge, конструируют своих роботов с использованием деталей TETRIX, которые, хотя и просты в работе, не позволяют получить максимальную свободу или промышленное проектирование. Наша команда поставила перед собой цель полностью отказаться от использования запчастей TETRIX и создать робота с нуля, используя для этого философию проектирования прежде всего. Хотя это может быть сложной задачей и требует много работы, процесс окупается в значительной степени с точки зрения изучения процесса проектирования, а также качества робота, который вы можете создать. Чтобы вдохновить команды на использование нетрадиционных подходов к FTC и помочь им начать свой инженерный путь, мы собрали следующие инструкции, которые могут выступать в качестве общего информационного руководства по созданию нетрадиционных роботов FTC.

Шаг 1. Философия "Дизайн прежде всего"

Важным аспектом изготовления роботов на заказ является необходимость спроектировать то, что вы хотите сделать, прежде чем пытаться это сделать. В то время как роботы, созданные TETRIX, легко разбираются и могут использоваться в других местах, нестандартные детали неправильной конструкции фактически бесполезны и являются пустой тратой материалов и времени. Таким образом, вам следует потратить время на то, чтобы спроектировать свою деталь и убедиться, что она правильно спроектирована, прежде чем пытаться ее изготовить.

Вышеупомянутое видео, сделанное нашей командой, рассказывает о важности проектирования роботов в первую очередь и этапах инженерного цикла.

Шаг 2: поиск деталей и инструментов

После концептуальной разработки вашего дизайна рекомендуется составить список готовых коммерческих запчастей, сырья и инструментов, которые, по вашему мнению, вам понадобятся. Принятие к сведению того, какие двигатели, винты, колеса, подшипники, датчики и инструменты вам понадобятся как можно раньше, гарантирует, что вы не окажетесь в узком месте из-за нехватки ресурсов в конце сезона.

Местный хозяйственный магазин - всегда хорошее место для начала покупки COTS. Вот несколько хороших мест, из которых наша команда получила COTS:

• Ace Hardware - строительный магазин с большим выбором запчастей и инструментов; есть интернет-магазин и служба доставки.
• McMaster-Carr - поставщик COTS, сырья и инструментов; есть интернет-магазин и служба доставки.
• Amazon - Интернет-магазин; продает почти все.

Выше находится видео, которое наша команда сняла, демонстрируя, как мы гуляем по нашему местному оборудованию Ace и используем различные части и инструменты.

Шаг 3: проектирование вашего робота

Чтобы создать своего робота, вам необходимо его спроектировать. К счастью, студенты могут бесплатно пользоваться различными программами автоматизированного проектирования (САПР). Также доступны различные ресурсы, чтобы узнать, как их использовать, в виде видео, письменных руководств и форумов.

Ниже приведен список некоторых различных программ 3D CAD - наша команда использует Fusion 360:

• Autodesk Fusion 360 - доступен бесплатно для студентов и преподавателей.
• Rhino 3D - бесплатно для студентов и преподавателей.
• SOLIDWORKS - доступен для учащихся, чьи школы имеют 40 мест в сети или 100 мест в сети.

Выше показано видео, в котором наша команда обсуждает преимущества использования Fusion 360 для разработки вашего робота. Эти преимущества включают в себя облачный сервис, легкость, с которой вы можете экспортировать модели различными способами, легкость, с которой вы можете импортировать модели, и его инструменты моделирования стресс-тестов.

Шаг 4: стратегии и варианты изготовления

После того, как вы создали дизайн и проверили его точность, пора их изготовить. Перед тем, как это сделать, ваша команда должна составить план рабочего процесса, чтобы вы работали в эффективном темпе; это особенно важно для команд с ограниченными производственными ресурсами, поскольку они станут узким местом, если время не будет управляться должным образом. Такое управление известно как разработка процессов, и ресурсы, о которых следует знать командам, включают:

• Машинные ресурсы - наличие машин.
• Человеческие ресурсы - наличие членов команды и их способность работать над чем-то.
• Сырье - материалы, используемые для создания деталей.
• Ресурсы времени - насколько эффективно используется время; над чем-то всегда нужно работать.

Есть несколько вариантов при определении того, как вы должны создать свою деталь. Для изготовления своих дизайнов вы можете использовать следующие средства:

• Компьютерное производство (CAM) - вы можете преобразовать свои проекты в G-код, язык программирования, который может быть прочитан станками с числовым программным управлением (ЧПУ); Затем вы можете использовать станок с ЧПУ для фрезерования вашей детали. Рекомендуется для конструктивных элементов, которые будут подвергаться значительным нагрузкам.
• 3D-печать - вы можете преобразовать свой дизайн в файл AMF или STL, чтобы распечатать его с помощью машины для 3D-печати. Рекомендуется для кобур для электроники или других деталей, не подвергающихся значительным усилиям.
• Ручное изготовление - используя вашу 3D-модель или чертеж модели в качестве образца, вы можете определить размеры своей детали и изготовить ее вручную, если для этого требуется деталь. Рекомендуется для операций, которые невозможно фрезеровать или напечатать на 3D-принтере, или для операций, не требующих большой точности.

Наша команда сняла видео, демонстрирующее, как создать операцию CAM с помощью Fusion 360 и вырезать деталь с помощью станка с ЧПУ, как показано выше.