FTC-Roboter mit nicht traditionellen Methoden herstellen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Viele Teams, die an der FIRST Tech Challenge teilnehmen, konstruieren ihre Roboter aus TETRIX-Teilen, die zwar einfach zu verarbeiten sind, aber nicht die größte Freiheit oder Industrietechnik zulassen. Unser Team hat es sich zum Ziel gesetzt, TETRIX-Teile vollständig zu vermeiden und einen Roboter von Grund auf neu zu entwickeln, wobei eine Design-First-Philosophie verwendet wird. Obwohl es eine entmutigende Aufgabe sein kann und viel Arbeit erfordert, zahlt sich der Prozess in Bezug auf das Erlernen des Engineering-Prozesses sowie der Qualität des Roboters, den Sie erstellen können, sehr aus. Um Teams zu inspirieren, unkonventionelle Ansätze für FTC zu verfolgen, und um ihnen den Einstieg in ihre Entwicklungsreise zu erleichtern, haben wir die folgenden Anleitungen zusammengestellt, die als allgemeine Informationsleitfaden für die Herstellung nicht traditioneller FTC-Roboter dienen.

Schritt 1: Die „Design First“-Philosophie

Ein wichtiger Aspekt bei der kundenspezifischen Herstellung von Robotern ist die Notwendigkeit, das zu entwerfen, was Sie herstellen möchten, bevor Sie versuchen, es herzustellen. Während TETRIX-gebaute Roboter leicht auseinanderzunehmen und an anderer Stelle eingesetzt werden können, sind falsch konstruierte kundenspezifische Teile effektiv nutzlos und eine Verschwendung von Material und Zeit. Daher sollten Sie sich die Zeit nehmen, Ihr Teil zu konstruieren und sicherzustellen, dass es korrekt konstruiert ist, bevor Sie versuchen, es herzustellen.

Das obige Video, das von unserem Team erstellt wurde, geht auf die Bedeutung der ersten Roboterkonstruktion und die Schritte zum Engineering-Zyklus ein.

Schritt 2: Teile und Werkzeuge finden

Nachdem Sie Ihr Design konzipiert haben, ist es eine gute Idee, eine Liste der handelsüblichen (COTS) Teile, Rohstoffe und Werkzeuge zu erstellen, die Sie Ihrer Meinung nach benötigen werden. Wenn Sie so früh wie möglich wissen, welche Motoren, Schrauben, Räder, Lager, Sensoren und Werkzeuge Sie benötigen, stellen Sie sicher, dass Sie später in der Saison nicht durch Ressourcenmangel in einen Engpass geraten.

Ein lokaler Baumarkt ist immer eine gute Anlaufstelle für den Kauf von COTS. Einige gute Orte, von denen unser Team COTS bekommen hat, sind:

• Ace Hardware - ein Baumarkt mit einer großen Auswahl an Teilen und Werkzeugen; hat einen Online-Shop und einen Lieferservice.
• McMaster-Carr - COTS, Rohstoff- und Werkzeuglieferant; hat einen Online-Shop und einen Lieferservice.
• Amazon - Online-Shop; verkauft fast alles.

Oben ist ein Video, das unser Team von uns gemacht hat, wie wir durch unsere lokale Ace-Hardware gehen und die Verwendung verschiedener Teile und Werkzeuge besprechen.

Schritt 3: Entwerfen Sie Ihren Roboter

Um Ihren Roboter herstellen zu können, müssen Sie ihn entwerfen. Glücklicherweise steht den Studierenden eine Vielzahl von CAD-Software (Computer Aided Design) kostenlos zur Verfügung. Es gibt auch eine Vielzahl von Ressourcen, um zu lernen, wie man sie verwendet, in Form von Videos, schriftlichen Anleitungen und Foren.

Im Folgenden finden Sie eine Liste verschiedener 3D-CAD-Software - unser Team verwendet Fusion 360:

• Autodesk Fusion 360 – kostenlos für Schüler und Lehrer verfügbar.
• Rhino 3D - kostenlos für Schüler und Lehrer erhältlich.
• SOLIDWORKS – verfügbar für Schüler, deren Schulen über 40 vernetzte Plätze oder 100 vernetzte Plätze verfügen.

Oben sehen Sie ein Video unseres Teams, in dem die Vorteile der Verwendung von Fusion 360 für die Entwicklung Ihres Roboters erläutert werden. Zu diesen Vorteilen gehören der Cloud-Service, der einfache Export von Modellen auf verschiedene Weise, der einfache Import von Modellen und die Simulationstools für Belastungstests.

Schritt 4: Fertigungsstrategien und -optionen

Sobald Sie ein Design erstellt und seine Genauigkeit überprüft haben, ist es an der Zeit, es zu fertigen. Zuvor sollte Ihr Team einen Arbeitsablaufplan erstellen, damit Sie in einem effizienten Tempo produzieren können. Dies ist besonders wichtig für Teams mit begrenzten Produktionsressourcen, da diese zu einem Engpass werden, wenn die Zeit nicht richtig verwaltet wird. Ein solches Management wird als Verfahrenstechnik bezeichnet, und die Ressourcen, die Teams kennen sollten, umfassen:

• Maschinenressourcen - die Verfügbarkeit von Maschinen.
• Human Resources - die Verfügbarkeit von Teammitgliedern und ihre Fähigkeit, an Dingen zu arbeiten.
• Rohstoffe - Materialien, die zum Erstellen von Teilen verwendet werden.
• Zeitressourcen – wie effektiv Zeit genutzt wird; an etwas sollte immer gearbeitet werden.

Es gibt mehrere Optionen, um festzulegen, wie Sie Ihr Teil erstellen sollen. Die Mittel, mit denen Sie Ihre Designs herstellen können, sind wie folgt:

• Computer Aided Manufacturing (CAM) - Sie können Ihre Entwürfe in G-Code umwandeln, eine Programmiersprache, die von Computern mit numerischer Steuerung (CNC) gelesen werden kann; Sie können dann eine CNC-Maschine verwenden, um Ihr Teil auszufräsen. Empfohlen für Strukturteile, die einer erheblichen Krafteinwirkung ausgesetzt sind.
• 3D-Druck - Sie können Ihr Design in eine AMF- oder STL-Datei konvertieren, um sie mit einer 3D-Druckmaschine auszudrucken. Empfohlen für Holster für Elektronik oder andere Teile, die keiner nennenswerten Kraft ausgesetzt sind.
• Handarbeit - Mit Ihrem 3D-Modell oder einer Zeichnung des Modells als Referenz können Sie die Abmessungen Ihres Teils bestimmen und es von Hand fertigen, wenn es das Teil erfordert. Empfohlen für Operationen, die nicht gefräst oder 3D-gedruckt werden können oder Operationen, die nicht viel Genauigkeit erfordern.

Unser Team hat ein Video erstellt, das zeigt, wie Sie mit Fusion 360 eine CAM-Operation erstellen und ein Teil mit einer CNC-Maschine fräsen, wie oben gezeigt.