Fabricació de robots FTC mitjançant mètodes no tradicionals: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Molts equips que participen a FIRST Tech Challenge construeixen els seus robots amb peces TETRIX que, tot i que són fàcils de treballar, no permeten la major llibertat ni enginyeria industrial. El nostre equip ha aconseguit el nostre objectiu d’evitar les peces TETRIX del tot i crear un robot des de zero, fent servir una primera filosofia de disseny per fer-ho. Tot i que pot ser una tasca descoratjadora i requereix molta feina, el procés compensa molt en termes d’aprenentatge sobre el procés d’enginyeria i la qualitat del robot que podeu crear. Per inspirar els equips a adoptar enfocaments no convencionals de la FTC i per ajudar-los a iniciar-los en el seu viatge d’enginyeria, reunim els següents instruccions per actuar com a guia d’informació general per fabricar robots FTC no tradicionals.

Pas 1: la filosofia del "primer disseny"

Un aspecte important dels robots a mida és la necessitat de dissenyar el que voleu fer abans d'intentar fabricar-lo. Tot i que els robots construïts amb TETRIX són fàcils de desmuntar i es poden utilitzar en altres llocs, les peces personalitzades de disseny impropi són efectivament inútils i perden materials i temps. Per tant, hauríeu de dedicar-vos temps a dissenyar la vostra peça i verificar que estigui dissenyada correctament abans d’intentar fabricar-la.

El vídeo anterior realitzat pel nostre equip explica la importància del disseny de robots primer i els passos al cicle d'enginyeria.

Pas 2: trobar peces i eines

Després de conceptualitzar el vostre disseny, és una bona idea fer una llista de les peces, matèries primeres i eines comercials que no necessiteu. Prenent nota de quins motors, cargols, rodes, coixinets, sensors i eines necessitareu el més aviat possible, us garantirà que no tingueu cap ampolla per la manca de recursos més endavant de la temporada.

Una ferreteria local sempre és un bon lloc per començar a comprar bressols. Alguns dels bons llocs on el nostre equip ha aconseguit bressols són:

• Ace Hardware: una ferreteria amb una gran selecció de peces i eines; disposa de botiga en línia i servei de lliurament.
• McMaster-Carr: proveïdor de bressols, matèries primeres i eines; disposa de botiga en línia i servei de lliurament.
• Amazon: botiga en línia; ven la majoria de qualsevol cosa.

A la part superior es mostra un vídeo que el nostre equip va fer de nosaltres caminant pel nostre Ace Hardware local, repassant els usos de diverses parts i eines.

Pas 3: Dissenyar el robot

Per poder fabricar el vostre robot, haureu de dissenyar-lo. Per sort, hi ha una varietat de programari de disseny assistit per ordinador (CAD) disponible per als estudiants de forma gratuïta. També hi ha una varietat de recursos disponibles per aprendre a utilitzar-los, en forma de vídeos, guies escrites i taulers del fòrum.

A continuació es mostra una llista d’alguns programes CAD 3D diferents: el nostre equip utilitza Fusion 360:

• Autodesk Fusion 360: disponible gratuïtament per a estudiants i professors.
• Rhino 3D: disponible de franc per a estudiants i professors.
• SOLIDWORKS: disponible per a estudiants les escoles dels quals tenen 40 places en xarxa o 100 places en xarxa.

A la part superior es mostra un vídeo del nostre equip que parla dels avantatges d’utilitzar Fusion 360 per dissenyar el vostre robot. Aquests avantatges inclouen el seu servei al núvol, la facilitat per exportar models de diverses maneres, la facilitat per importar models i les seves eines de simulació de proves d’esforç.

Pas 4: estratègies i opcions de fabricació

Un cop hàgiu creat un disseny i n’heu verificat l’exactitud, serà el moment de fabricar-los. Abans de fer-ho, el vostre equip hauria de fer un pla de flux de treball perquè fabriqueu a un ritme eficient; això és especialment important per als equips que tenen recursos de fabricació limitats, ja que es convertiran en un coll d'ampolla si el temps no es gestiona correctament. Aquesta gestió es coneix com a enginyeria de processos, i els recursos que han de tenir en compte els equips inclouen:

• Recursos de màquines: la disponibilitat de màquines.
• Recursos humans: la disponibilitat dels membres de l'equip i la seva capacitat per treballar les coses.
• Recursos en brut: materials utilitzats per crear peces.
• Recursos de temps: eficaç que s’utilitza el temps; alguna cosa s'ha de treballar sempre.

Hi ha diverses opcions a l’hora de determinar com heu de crear la vostra peça. Els mitjans que podeu utilitzar per fabricar els vostres dissenys són els següents:

• Fabricació assistida per ordinador (CAM): podeu convertir els vostres dissenys en codi G, un llenguatge de programació que pot llegir les màquines de control numèric per ordinador (CNC); podeu utilitzar una màquina CNC per fresar la vostra peça. Recomanat per a parts estructurals que experimentaran una força significativa.
• Impressió 3D: podeu convertir el vostre disseny en un fitxer AMF o STL per imprimir-los mitjançant una màquina d’impressió 3D. Recomanat per a fundes per a electrònica o altres parts que no pateixin una força significativa.
• Fabricació manual: mitjançant el model 3D o un dibuix del model com a referència, podeu determinar les dimensions de la peça i fabricar-la a mà, si la peça ho requereix. Recomanat per a operacions que no es poden fresar ni imprimir en 3D o per a operacions que no requereixen una gran precisió.

El nostre equip va fer un vídeo que demostrava com crear una operació CAM amb Fusion 360 i fresar una peça amb una màquina CNC, que es mostra a la part superior.