Boxy roboti prototüüpimine: 14 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Carnegie Melloni Ülikooli projektipõhises Humanoidide klassis valisin lihtsa kohaletoimetamisroboti kujundamise ja prototüübi koostamise. Odava ja kiire valmistamise huvides oli disain karvakas ja väike. Kui olete õppinud laserlõikuriga kasti valmistama, muutuvad võimalused lõputuks muude asjade jaoks, mida saate samade põhimõtete järgi teha. See õpetus viib teid samm-sammult läbi minu keha kujundamise ja prototüüpimise protsessi, kus on palju pilte ja ekraanipilte.

Sellel kujundusel on 1 sahtel, mis on mõeldud selliste objektide hoidmiseks nagu õpikud ja paberipakid, mille suurus on umbes 8,5 "x11". Kujunduses on väike kõverdamisruum, nii et see ei tohiks olla tihedalt sobiv. Laeka all on ruumi elektroonikale. Sellesse ruumi mahuvad mootorikontrollerid, Arduino tahvlid, leivalauad, Bluetooth -kiibid jne. Lahtrist paremal asuv ala salvestatakse avamismehhanismi jaoks, mida käesolev õpetus ei hõlma.

Samm: tarkvara, riistvara ja materjalid

Tarkvara:

Karbiroboti prototüübi kujundamiseks peate kasutama oma valitud CAD -programmi. Kasutasin SolidWorksi, kuna see oli minu ülikoolis kättesaadav. Teine võimalus neile, kellel pole juurdepääsu, on Autodesk Inventor, mis on õpilaste jaoks tasuta.edu e -posti aadressiga.

SolidWorks

Autodeski leiutaja

See õpetus toimub SolidWorksis, kuid seda peaks teiste CAD -programmide puhul siiski lihtne järgida.

Failide vormindamiseks ja laserlõikamiseks saatmiseks kasutasin CorelDraw.

CorelDraw

On palju muid programme, mis ühilduvad paljude teiste laserlõikuritega.

Riistvara:

Kasutasin Epilog Legend 36EXT 50W laserlõikurit. Turul on ka palju teisi laserlõikureid, kuid see vastas minu vajadustele graveerimisala, kiiruse ja sellest tuleneva kvaliteedi osas kõige paremini.

Epilogi legendi tehnilised andmed

Materjalid:

• 2x akrüülleht (.1 "x24" x30 ")
• 4x alalisvoolumootorid
• 4x mootorikinnitused
• 4x rattad
• Kuum liimipüstol
• Liimipulgad
• Tahvli marker
• Pappkarbid (väikesed ja keskmised)
• USB

Kasutasin OPTIX läbipaistvaid akrüüllehti, mille leidsin oma ülikooli kunstipoest. Saate seda osta veebist siit või kasutada mis tahes muud akrüüli, mida saate kätte saada.

Kasutasin Mecanumi rattaid koos kaasasolevate mootorite ja mootorikinnitustega tühja kondiga RobotShop komplektist, mis on nüüd otsas. Sarnane (ja palju kallim) komplekt on siin endiselt laos. Kõik rattad töötavad, Mecanumi rattad täitsid minu eesmärki kõige tõhusamalt.

2. samm: osad

Sama boxy roboti prototüübi loomiseks, nagu mina, vajate järgmisi osi:

• 1x teljevahe
• 1x üleval
• 1x tagasi
• 1x vasak pool
• 1x parem pool
• 1x sektsiooni põhi
• 1x sektsiooni pool

Kõik need osad ühendatakse üksteisega sakkide ja aukude abil. Nendel sakkidel peab olema materjali paksuse laius. Minu puhul kasutasin.1 "akrüüli, nii et mu sakid ja augud olid kõik.1" laiad. Kui teie sakid või augud pole õige suurusega, ei sobi tükid sujuvalt kokku!

3. samm: teljevahe CAD

Teie mootorikinnituste ja juhtmestiku asukohad ja mõõtmed muutuvad sõltuvalt teie mootorite kinnituste ja mootorite tüüpidest. Seetõttu pole neid joonistel toodud.

Juhtmete augud võimaldavad teil juhtida oma mootori juhtmed sektsiooni alla, kus asub elektroonika. Sel moel saate oma mootoreid toita ja juhtida ilma elektroonikat maapinnale lohistamata.

Pidage meeles, et kui teie materjal ei ole.1 paks, ei ole teie mõõtmed ühesugused!

4. samm: top CAD

Pidage meeles, et kui teie materjal ei ole.1 paks, ei ole teie mõõtmed ühesugused!

Samm: tagasi CAD

Pidage meeles, et kui teie materjal ei ole.1 paks, pole teie mõõtmed ühesugused!

6. samm: vasakpoolne CAD

Pidage meeles, et kui teie materjal ei ole.1 paks, pole teie mõõtmed ühesugused!

Samm: parempoolne CAD

Pidage meeles, et kui teie materjal ei ole.1 paks, pole teie mõõtmed ühesugused!

8. samm: sektsiooni alumine CAD

Pidage meeles, et kui teie materjal ei ole.1 paks, ei ole teie mõõtmed ühesugused!

9. samm: sektsiooni poolne CAD

Pidage meeles, et kui teie materjal ei ole.1 paks, ei ole teie mõõtmed ühesugused!

10. samm: DXF -i loomine

Enne selle sammu juurde liikumist võib olla kasulik teha SolidWorks kokkupanek, et veenduda, et kõik mõõtmed on õiged ja kõik osad sobivad.

Nüüd, kui teil on kõik oma CAD -failid, peate valmistuma nende laserlõikamiseks. Enamik laserlõikureid kasutab.dxf -faili, mis on vektorandmeid sisaldav fail. Laserlõikur järgib neid vektoreid, et teie osad välja lõigata. Sageli ühendatakse laserlõikurid piiratud funktsionaalsusega eraldiseisvate arvutitega. Nendest arvutitest neile juurdepääsu saamiseks võib olla kasulik või isegi nõutav DXF -failide salvestamine USB -draivi.

Korrake iga osa puhul järgmisi samme:

• Klõpsake "Fail"
• Klõpsake "Salvesta nimega"
• Liikuge USB -sihtkohta
• Klõpsake "Salvesta tüübina"
• Klõpsake "Dxf (*.dxf)"
• Klõpsake "Salvesta"
• Klõpsake "Vaata suunda" (1)
• Klõpsake selle osa nägu, mida soovite laseriga lõigata (2)
• Märkige ruut „Praegune” (3)
• Klõpsake rohelist linnukest (4)
• Klõpsake "Salvesta"

Lisasin oma DXF -id alla.

Samm: vormindamine CorelDraw'is

Avage CorelDraw. Avaekraanil klõpsake "Fail", seejärel "Uus". Avanevas aknas nimetage oma CorelDraw -fail. Panin oma failile nimeks boxy robot1, sest loon ühe faili iga akrüüllehe jaoks, mida pean lõikama. Seadke väljadele „Laius” ja „Kõrgus” oma akrüüllehe õiged mõõtmed ja veenduge, et ühikud on tollides. Klõpsake "OK".

Ekraanile ilmub tühi dokument. Klõpsake "Fail", seejärel "Ava". Valige kõik selle projekti jaoks loodud DXF -failid ja klõpsake nuppu "Ava". Iga faili jaoks avaneb täiendav aken. Valige jaotises "Ühikud" kõigi akende jaoks "inglise keel" ja seejärel "OK". Kõik teie osad on nüüd avatud eraldi vahekaartidel.

Märkate, et iga osa allosas on SolidWorksi kaubamärk. Selle kustutamiseks klõpsake mõnel tekstiväljal, hoidke all klaviatuuri klahvi "Shift" ja klõpsake teisel tekstiväljal. Käepidemed peaksid ilmuma nurkadesse. Vajutage klahvi "Kustuta" ja need peaksid kaduma. Tehke seda kõigi oma osade jaoks.

Pärast SolidWorksi kaubamärgi kustutamist naaske oma esimese DXF -i juurde. Alustades osa vasakust ülanurgast, klõpsake hiirel ja lohistage see väljaspool paremat alumist nurka. Katkendjoonega kast jälgib hiirt selle lohistamise ajal. See on valiku tööriist. Veenduge, et kast ümbritseb täielikult teie osa read. Kui teete vea, vajutage oma valiku eemaldamiseks klahvi "Escape" ja proovige uuesti.

Kui kogu osa on valitud, märkate iga rea ümber palju käepidemeid. Et vältida nende ridade eraldi liigutamist ja vormindamist, klõpsake ülemisel lindil olevat nuppu "Rühmita". See võimaldab teil kõiki jooni korraga lohistada.

Kui olete osa valinud, kopeerige see. Seejärel liikuge tagasi tühja boxy robot1 faili ja kleepige see. Asetage see vasakusse ülanurka, servade ümber vähemalt 1/8 tolli veerised. Korrake seda protsessi nii paljude osadega, kui mahub teie esimesele akrüüllehele. Veenduge, et kõikidel osadel oleks vähemalt 1/8 tolli veerised igalt poolt.

Valige dokumendis kõik osad. Valige ülemises lindis rida rida rida ja valige "Juuksepiir". See ütleb laserlõikurile, et soovite jooni lõigata, mitte neid graveerida.

Kasutage sama protsessi, et sobitada kõik ülejäänud osad teisele akrüülilehele.

12. samm: laserlõikuri parameetrid

Klõpsake "Fail", seejärel "Prindi". See avab sarnase dialoogiboksi tavalise Wordi dokumendi printimiseks. Märkate, et paremas ülanurgas on teade "1 probleem". Kui oleme laserlõikuri parameetrid õigesti seadistanud, peaks see lahendama ja ütlema "Ei ole probleeme".

Valige printeriks oma laserlõikur. Seejärel klõpsake selle kõrval nuppu "Eelistused".

Järgmine aken on tarkvara Epilog. Siin on mitu sammu, kuid järjekord pole oluline. Lihtsalt veenduge, et saate need kõik kätte!

• Märkige jaotises "Valikud" "Autofookus"
• Valige jaotises "Töö tüübid" "Vektor" ("Raster" on graveerimiseks)
• Määrake jaotises „Tüki suurus” väljad „Laius” ja „Kõrgus”
• Seadke kiiruseks 15%
• Seadke "Toide" 100% -le
• Seadke sageduseks 5000 Hz

Laserlõikuri kasutusjuhendis soovitatakse kiiruse, võimsuse ja sageduse seadeid 1/8 paksuse akrüüli jaoks. Samuti on loetletud muud paksused ja muud materjalid.

Epilogi kasutusjuhendid

Klõpsake "OK". Peaksite naasma printimisaknasse. Parempoolses ülanurgas peaks nüüd olema kiri „Probleeme pole”. Kui see loetleb endiselt probleeme, kontrollige oma eelistusi uuesti. Kui probleeme pole leitud, klõpsake nuppu "Prindi".

13. samm: lõikamisprotsess

Nende näidisfotode jaoks kasutasin puitu ja teise projekti kujundusi, sest läbipaistev akrüül on laserlõikuri klaaskaane all praktiliselt nähtamatu.

Kui dokument on laserlõikurile saadetud, klõpsates nuppu "Prindi", liikuge laserlõikuri juurde. Leidke suruõhuventiil ja veenduge, et see on sisse lülitatud. Veenduge ka, et laserlõikur oleks sisse lülitatud. Avage kaas ja asetage akrüül vasakusse ülanurka. See on laserlõikuri ala lähtepunkt või (0, 0) punkt. Sulgege laserlõikuri kaas. Väikesel esiekraanil peaksite nägema töö numbrit ja nime. Töö nimi peaks ühtima teie saadetud CorelDraw dokumendi nimega. Kui nimed ei ühti, veenduge, et laserlõikur on arvutiga korralikult ühendatud ja korrake printimist. Kui olete veendunud, et ekraanil on õige töö, vajutage rohelist nuppu „Mine”. Laser peaks liikuma üle teie materjali ja automaatse teravustamise. Pärast teravustamist liigub see oma esimesse kohta ja hakkab lõikama. Ärge jätke laserlõikurit järelevalveta.

Kuna laserlõikurite kiiruse, võimsuse ja sageduse väärtused on ainult soovitatavad, peate võib -olla lõikama mitu korda, et materjal täielikult läbi lõigata. On ülioluline, et te ei liiguta oma materjali ega nihuta ühtegi rida CorelDraw'is. Kui te seda teete, võib lõikamine rikkuda! Ainus asi, mida muudate, on kiiruse ja võimsuse seaded. Pärast esialgset lõikamist tahad teha kiiremaid ja vähem võimsaid sööte.

Järgmistel läbimistel suurendage kiirust 10% ja vähendage võimsust 10%. Jätkake passide tegemist, kuni näete, et kõik teie väljalõigatud tükid on "kukkunud" või "kukkunud". See näitab, et kõik osad on täielikult läbi lõigatud ja et teil pole nende eemaldamisega raskusi. Täielikult lõigatud tükk langeb veidi alla lõikamata tükkide taseme.

Pidage meeles, et kui laser tabab graveerimisala, kui see lõikab materjali läbi, võib see sädemeid või eredaid sähvatusi tekitada. Ärge šokeerige, kuid olge valmis laserlõikuri peatamiseks, kui materjal on väga tuleohtlik, sest see võib süttida. Laserlõikuri peatamiseks on kaks võimalust. Punane nupp peatab lõikamise ja lülitab laser välja, kuid jääb paigale. Rohelist nuppu vajutades saab tööd jätkata. Lähtestusnupp peatab lõikamise, lülitab laser välja ja katkestab töö täielikult. See tähendab, et laser läheb tagasi algpunkti ja peate lõikamise täielikult uuesti alustama.

Kui olete kindel, et teie osad on täielikult läbi lõigatud, eemaldage need laserlõikurilt ja korrake vajadusel, kuni kõik osad on lõigatud.

14. samm: kokkupanek

Nende osade kokkupanek on natuke nagu pusle tegemine! Midagi, mis mulle enne kuuma liimipüstoli soojendamist abiks oli, oli tahvlimarkeri abil märkida, milline tükk on kumb ja milline külg on üles või alla. Seejärel panin kõik tükid lõdvalt kokku ilma liimita, et kontrollida, kas kõik sobib korralikult.

Kuuma liimi kasutamisel veenduge, et töötate ohvrimaterjaliga, näiteks papi või puidujäägiga. Kuum liim võib rikkuda paljusid pindu, nagu vaip, laudlinad või lauapinnad.

Alustage paremast küljest ja tagasi. Lükake kuuma liimi mõõdukalt parema detaili tagumistesse aukudesse. Lükake tagumise osa paremad külgmised sakid parema detaili aukudesse. Kasutage pappkasti, et need oleksid täisnurga all ja laske liimil kuivada.

Seejärel kasutage vasakut küljetükki ja korrake sama protsessi vasakpoolsete aukude ja tagumiste vasakpoolsete sakkidega. Kasutage uuesti pappkasti, et veenduda, et tükid on täisnurga all.

Seejärel võtke sektsiooni põhi. Kandke kuuma liimi säästlikult vasakpoolsete keskmiste aukude ja tagumiste keskmiste aukude sisse. Lükake sektsiooni alumised sakid nendesse avadesse. Toetage sektsiooni põhi pappkarbile, veendumaks, et see on tasane. Laske kuumal liimil kuivada.

Peaaegu valmis! Võtke sektsiooni külg ja lükake kuuma liimi mõõdukalt sektsiooni külje alumistesse aukudesse ja tagumistesse püsti aukudesse. Asetage sektsiooni pool vastavatesse aukudesse ja sakkidesse ning laske kuumal liimil kuivada.

Lõpuks võtke ülemine tükk. Määrige kuuma liimi säästlikult kõikidesse ülemise detaili aukudesse. Lükake ülemine tükk liitmike külge ja laske kuumal liimil kuivada.

Järgige eraldi rataste, mootorikinnituste ja mootorite kokkupaneku juhiseid. Kinnitage kokkupandud osad oma teljevahe külge.

Olge väga ettevaatlik, et rattadesse või mootoritesse kuuma liimi ei satuks, suruge kuuma liimi kõikidesse teljevahe aukudesse. Võtke kokkupandud vasak, parem, tagumine, ülaosa ja sektsioon ning lükake see teljevahe aukudesse.

Teil on nüüd oma kastike robot!

Siin on mõned kasulikud õpetused selle projekti jätkamiseks Arduino abil mootorite toiteks ja juhtimiseks:

Juhtige alalisvoolumootorit Arduino abil

Arduinoga mootorikontrollerid

Täname lugemise eest! Palun postitage kõik küsimused või näpunäited ja nautige nende tegemist!