Realizzare robot FTC utilizzando metodi non tradizionali: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Molte squadre che partecipano a FIRST Tech Challenge costruiscono i loro robot utilizzando parti TETRIX che, pur essendo facili da lavorare, non consentono la massima libertà o ingegneria industriale. Il nostro team si è prefissato l'obiettivo di evitare del tutto le parti TETRIX e creare un robot da zero, utilizzando una filosofia di design first per farlo. Sebbene possa essere un compito arduo e richieda una grande quantità di lavoro, il processo ripaga notevolmente in termini di apprendimento del processo di ingegneria e della qualità del robot che è possibile creare. Per ispirare i team ad adottare approcci non convenzionali all'FTC e per aiutarli a iniziare il loro viaggio ingegneristico, abbiamo messo insieme le seguenti istruzioni per fungere da guida informativa generale per realizzare robot FTC non tradizionali.

Step 1: La filosofia "Design First"

Un aspetto importante dei robot su misura è la necessità di progettare ciò che si desidera realizzare prima di tentare di fabbricarlo. Mentre i robot costruiti da TETRIX sono facili da smontare e possono essere utilizzati altrove, le parti personalizzate progettate in modo improprio sono effettivamente inutili e uno spreco di materiali e tempo. Pertanto, dovresti dedicare del tempo a progettare la tua parte e verificare che sia progettata correttamente prima di tentare di fabbricarla.

Il video sopra realizzato dal nostro team illustra l'importanza di progettare prima i robot e le fasi del ciclo di ingegneria.

Passaggio 2: trovare parti e strumenti

Dopo aver concettualizzato il tuo progetto, è una buona idea fare un elenco delle parti commerciali, delle materie prime e degli strumenti di cui pensi di aver bisogno. Prendere nota dei motori, delle viti, delle ruote, dei cuscinetti, dei sensori e degli strumenti necessari il prima possibile ti assicurerà di non essere ostacolato dalla mancanza di risorse nel corso della stagione.

Un negozio di ferramenta locale è sempre un buon punto di partenza per l'acquisto di COTS. Alcuni buoni posti da cui il nostro team ha ottenuto COTS includono:

• Ace Hardware - un negozio di ferramenta con una grande selezione di parti e strumenti; ha un negozio online e un servizio di consegna.
• McMaster-Carr - fornitore di COTS, materie prime e strumenti; ha un negozio online e un servizio di consegna.
• Amazon - Negozio online; vende quasi tutto.

Sopra c'è un video che il nostro team ha realizzato mentre camminavamo attraverso il nostro Ace Hardware locale, esaminando gli usi di varie parti e strumenti.

Passaggio 3: progettare il robot

Per poter fabbricare il tuo robot, dovrai progettarlo. Fortunatamente, ci sono una varietà di software di progettazione assistita da computer (CAD) disponibili gratuitamente per gli studenti. Ci sono anche una varietà di risorse disponibili per imparare a usarle, sotto forma di video, guide scritte e forum.

Di seguito è riportato un elenco di alcuni software CAD 3D diversi: il nostro team utilizza Fusion 360:

• Autodesk Fusion 360 - disponibile gratuitamente per studenti e insegnanti.
• Rhino 3D - disponibile gratuitamente per studenti e insegnanti.
• SOLIDWORKS - disponibile per gli studenti le cui scuole dispongono di 40 postazioni in rete o 100 postazioni in rete.

Sopra c'è un video del nostro team che discute i vantaggi dell'utilizzo di Fusion 360 per progettare il tuo robot. Questi vantaggi includono il suo servizio cloud, la facilità con cui è possibile esportare i modelli in vari modi, la facilità con cui è possibile importare i modelli e i suoi strumenti di simulazione di stress test.

Passaggio 4: strategie e opzioni di fabbricazione

Dopo aver creato un design e verificato la sua accuratezza, sarà il momento di fabbricarli. Prima di farlo, il tuo team dovrebbe creare un piano del flusso di lavoro in modo che tu stia fabbricando a un ritmo efficiente; questo è particolarmente importante per i team che hanno risorse di produzione limitate, poiché queste diventeranno un collo di bottiglia se il tempo non viene gestito correttamente. Tale gestione è nota come ingegneria di processo e le risorse di cui i team dovrebbero essere a conoscenza includono:

• Risorse della macchina: la disponibilità delle macchine.
• Risorse umane: la disponibilità dei membri del team e la loro capacità di lavorare sulle cose.
• Risorse grezze: materiali utilizzati per la creazione di parti.
• Risorse di tempo: quanto viene utilizzato il tempo in modo efficace; bisognerebbe sempre lavorare su qualcosa.

Esistono diverse opzioni per determinare come creare la parte. I mezzi che puoi utilizzare per fabbricare i tuoi disegni sono i seguenti:

• Produzione assistita da computer (CAM): puoi convertire i tuoi progetti in codice G, un linguaggio di programmazione che può essere letto da macchine a controllo numerico computerizzato (CNC); puoi quindi utilizzare una macchina CNC per fresare la tua parte. Consigliato per parti strutturali che subiranno una notevole quantità di forza.
• Stampa 3D: puoi convertire il tuo disegno in un file AMF o STL per stamparlo utilizzando una macchina da stampa 3D. Consigliato per fondine per elettronica o altre parti che non subiscono una forza significativa.
• Realizzazione a mano: utilizzando il tuo modello 3D o un disegno del modello come riferimento, puoi determinare le dimensioni della tua parte e fabbricarla a mano, se la parte lo richiede. Consigliato per operazioni che non possono essere fresate o stampate in 3D o operazioni che non richiedono una grande precisione.

Il nostro team ha realizzato un video che dimostra come creare un'operazione CAM utilizzando Fusion 360 e fresare una parte utilizzando una macchina CNC, mostrata sopra.