RUBIK-Bot: 11 passaggi

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

Questo video mostra un curriculum de lo que se basa en sí el proyecto de Laboratorio Mecatrónico y los pasos necesarios para poder realizarlo de manera exitosa.

Passaggio 1: Compra De Materiales Esenciales Para El Proyecto

Los elementis más importantes del proyecto que se deben de comprar son:

- Seis motores a pasos

- Un cubo Rubik al que se le puedan remover los cuadros centrales de cada cara

- Un servomotor (para poder girar un lado del mecanismo para cerrarlo una vez que se colocó el cubo)

Fase 2: Tomar (o Buscar) Medidas De Los Componentes Comprados

Antes de trabajar en el design CAD, è importante contar con le medidas del cubo e il resto dei componenti per diseñar las piezas a fabricar de acuerdo a esto. Utilizar equipo de medición que tenga una buena precisión, como un vernier.

Fase 3: Diseño CAD De Las Piezas a Fabricar

1. Elige un software CAD con el que te sientas cómodo (nosotros utilizamos SolidWorks).

2. Considera le tecniche di fabbricazione che possono utilizzare antes de diseñar tus piezas (en nuestro caso, utilizamos una cortadora láser y una dobladora CNC per fabricar les piezas principali del modello, per lo que utilizamos la funzione di Sheet Metal de SolidWorks per diseñar muchas pieze).

3. Las piezas más importantes a diseñar son:

- Cuatro bases para contener los motores a pasos que mueven las caras laterales del cubo

- Una base para contener el motor a pasos que mueve la cara superior del cubo

- Una base para contener el motor a pasos que mueve la cara inferior del cubo

- Una base che sostiene tutti i componenti

4. Una vez que todas las piezas han sido diseñadas, juntarlas todas en un ensamble para asegurar que sus medidas sean Correctas

Fase 4: Fabbricazione De Las Piezas

1. Tener definiti i modelli CAD.2. Per generare la nuova forma del cubo emplear un modello di fresatura, oltre a se ridondante las esquinas de la materia prima e con un cortodor, realizzare l'abertura del cople che se genera posteriormente. Verifique que la nueva tapa pueda entrar en el cubo rubik sin problemas. En este prototipo se utilizó el fresado para creare bloques casi cuadrados del mismo que las caras centrals, y se les realizó un rasurado también utilizando freidora.

3. Para la creación de los coles que tiene el motor se utilizó el proceso de torneado. Primero se comenzó por tornaar la parte inferior del cople para dejarla del doble del diámetro de la flecha del motor, seguido de esto, la parte superior del acople se metió a la freidora para generar una especie de T. Finalmente se hace una perforación del diámetro de la flecha y una perforación perpendicular a esta para el opresor.

Passaggio 5: Fabbricare Torres Para Sostener Motores

Estas torres se fabricaron utilizando una hoja metálica de calibre 16, se cortaron con corte láser CNC e se doblaron utilizando corte láser CNC. Se deben fabricar cuatro.

Passaggio 6: Fabbricare Base Para Sostener El Mecanismo

Fase 7: Hacer Pruebas Mecánicas Antes De Montar

Para asegurar que el tamaño y funcionamiento de las piezas fabricadas sean los Correctos, hacer un montaje de las piezas

Fase 8: Montar Sistema Meccanico

Para poder montar el system mecánico se usaron tornillos M3 a 10 mm entre la placa metálica y el motor a pasos.

El servomotor también tiene un tornillo que en su eje que va uniendo la placa con el y tiene como ayuda una rueda loca en el mecanismo que permite abrir y cerrar la puerta.

Fase 9: Diseño De Sistema Elettronico

I principali componenti che sono necessari per questo sono:

- Arduino MEGA

- Scudo RAMPE 1.4

- Placa perforada pequeña

- Seis controladores de motores a pasos

-Fonte di alimentazione a 12 Volt CD

1.-Para esta parte se diseño primero el diagrama eléctrico en Eagle e posteriormente se busco la manera de adapter este diagrama a un shield y Adaptar una de las entradas a una placa perforada.

2.-Se verifico con continuità tutte le connessioni tra i pini e i motori così come la fonte di alimentazione e la realizzazione dei componenti elettrici.

3.-Si las conexiones fueron realizadas Correctamente se colocara la fuente de alimentación dentro de la placa que tiene el robot como se ve en l'ultima imagen

Fase 10: Programmazione

Para esta etapa se empleo un algoritmo de matlab en el siguiente enlace

la.mathworks.com/matlabcentral/fileexchang…

Per medio de este algoritmo se encuentran las rutas para resolver el cubo por medio de commands que el usuario mete come input al programa y el genera el algoritmo de risolución. Este ha un'interfaccia di comunicazione tra Matlab e Arduino per realizzare il controllo della comunicazione adeguato.

Es importante que se identifique al meter la información a la interfaz de Matlab las caras que se están considerando como FRONT, BACK, RIGHT, LEFT, UP y DOWN, pues de esto dependerá si se manda correctamente la información a Arduino, para hacer los giros de los 6 motori, uno por cara.

La programación en Arduino se basa en primero reportar los pines del Arduino a los que están conectados el STEP, DIRECTION y ENABLE de cada uno de los motoris.

La gestione del programma consente di ricevere le istruzioni di movimento e di comandi SERIAL che sono inclusi nel MONITOR SERIE. Al ingresar un número del 1 al 6 el programa manda llamar la instrucción que lo relaciona con cada motor, y da un giro de 90 grados a favor de las manecillas del reloj. Por otro lado cuando se le da una letra de A a la F el programa manda llamar el ciclo que gira el motor 90 grados en contra de las manecillas del reloj.

Con la Correcta secuencia desplegada por MATLAB e ingresada en Arduino, el cubo Rubik debe solucionarse en menos de 5 segundos, sin importar la complejidad de la solución.

Fase 11: Ensamblaje Final e Pruebas

Tutti i passaggi precedenti sono stati realizzati correttamente se si tende a un prototipo finale che si lucida in modo significativo e che si deve funzionare in modo migliore, risolvendo il cubo Rubik e tiempo record.