Boxy robot prototípusának elkészítése: 14 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

A Carnegie Mellon Egyetem projekt-alapú Humanoids osztályában úgy döntöttem, hogy tervezek és prototípusozok egy egyszerű szállítórobotot. Annak érdekében, hogy olcsón és gyorsan lehessen gyártani, a dizájn dobozos és kicsi volt. Miután megtanulta, hogyan készítsen ládát lézervágóval, a lehetőségek végtelenné válnak a többi dolog számára, amelyeket ugyanezen elvek alapján készíthet. Ez az oktatóanyag lépésről lépésre végigvezeti testem tervezési és prototípus-készítési folyamatán, sok képpel és képernyőmentéssel.

Ez a kialakítás 1 rekesszel rendelkezik, amelyek körülbelül 8,5 "x11" méretű tárgyakat, például tankönyveket és papírkötegeket tartalmaznak. A kialakításban van egy kis mozgó szoba, így nem szabad szorosan illeszkednie. A rekesz alatt helyet kapott az elektronika. Ez a hely elfér motorvezérlők, Arduino táblák, kenyértáblák, Bluetooth chipek, stb. A rekesz jobb oldalán lévő terület mentésre kerül egy nyitómechanizmus számára, amely ebben az oktatóanyagban nem szerepel.

1. lépés: Szoftver, hardver és anyagok

Szoftver:

A boxy robot prototípusának megtervezéséhez az Ön által választott CAD programot kell használnia. A SolidWorks -t használtam, mert az egyetemen elérhető volt számomra. Egy másik lehetőség azok számára, akik nem rendelkeznek hozzáféréssel, az Autodesk Inventor, amely ingyenes.edu e -mail címmel a diákok számára.

Megbízható munkák

Autodesk Inventor

Ez az oktatóanyag a SolidWorks alkalmazásban fog elkészülni, de ennek ellenére könnyen követhetőnek kell lennie más CAD programok esetén.

A fájlok lézervágásra történő formázásához és küldéséhez CorelDraw -t használtam.

Corel Draw

Sok más program is kompatibilis sok más lézervágóval.

Hardver:

Epilog Legend 36EXT 50W lézervágót használtam. Sok más lézervágó van a piacon, de ez a legjobban megfelelt az igényeimnek a gravírozási terület, a sebesség és az ebből származó minőség tekintetében.

Az Epilog Legend Tech specifikációi

Anyagok:

• 2x akril lap (.1 "x24" x30 ")
• 4x egyenáramú motor
• 4x motor tartó
• 4x kerekek
• Ragasztópisztoly
• Stiftes ragasztó
• Táblafilc
• Kartondobozok (kicsi és közepes)
• USB

OPTIX átlátszó akril lapokat használtam, amelyeket az egyetem művészeti boltjában találtam. Itt megvásárolhatja online, vagy bármilyen más akrilt használhat, amely a kezébe kerül.

Mecanum kerekeket használtam kísérő motorokkal és motortartókkal egy csupasz csontú RobotShop készletből, amely most elfogyott. Hasonló (és jóval drágább) készlet itt is raktáron van. Bármelyik kerék működni fog, a Mecanum kerekek egyszerűen a leghatékonyabban szolgálták a célomat.

2. lépés: Alkatrészek

Ugyanazon boxy robot prototípus létrehozásához, mint én, a következő alkatrészekre lesz szüksége:

• 1x tengelytáv
• 1x felső
• 1x vissza
• 1x bal oldal
• 1x jobb oldal
• 1x rekesz alja
• 1x rekeszoldal

Ezek az alkatrészek fülek és lyukak segítségével csatlakoznak egymáshoz. Ezeknek a füleknek meg kell felelniük az anyagvastagság szélességének. Az én esetemben.1 "akrilt használtam, így a füleim és a lyukaim mind.1" szélesek voltak. Ha a fülek vagy lyukak mérete nem megfelelő, a darabok nem illeszkednek egymáshoz zökkenőmentesen!

3. lépés: Tengelytáv CAD

A motortartók és a kábelezési lyukak helye és méretei a motortartó típusoktól és a motorok típusától függően változnak. Ezért ezek a rajzok nem adják meg.

A kábelezési lyukak lehetővé teszik a motorhuzalok kígyózását a rekesz alatti részbe, ahol az elektronika található. Így a motorokat úgy táplálhatja és vezérelheti, hogy nem húzza az elektronikát a talajra.

Ne feledje, hogy ha az anyaga nem.1 vastag, akkor a méretei nem lesznek egyformák!

4. lépés: Top CAD

Ne feledje, hogy ha az anyaga nem.1 vastag, akkor a méretei nem lesznek egyformák!

5. lépés: Vissza a CAD -hez

Ne feledje, hogy ha az anyaga nem.1 vastag, akkor a méretei nem lesznek egyformák!

6. lépés: Bal oldali CAD

Ne feledje, hogy ha az anyaga nem.1 vastag, akkor a méretei nem lesznek egyformák!

7. lépés: Jobb oldali CAD

Ne feledje, hogy ha az anyaga nem.1 vastag, akkor a méretei nem lesznek egyformák!

8. lépés: A rekesz alsó CAD

Ne feledje, hogy ha az anyaga nem.1 vastag, akkor a méretei nem lesznek egyformák!

9. lépés: Rekeszoldali CAD

Ne feledje, hogy ha az anyaga nem.1 vastag, akkor a méretei nem lesznek egyformák!

10. lépés: DXF létrehozása

Mielőtt továbblépne erre a lépésre, hasznos lehet egy SolidWorks összeállítást készíteni annak biztosítása érdekében, hogy méretei helyesek és minden alkatrésze megfelelő legyen.

Most, hogy megvan az összes CAD fájlja, fel kell készülnie a lézeres kivágásra. A legtöbb lézervágó.dxf fájlt használ, amely vektoros adatokat tartalmazó fájl. A lézervágó ezeket a vektorokat követi, hogy kivágja az alkatrészeket. Gyakran előfordul, hogy a lézervágókat korlátozott funkcionalitású önálló számítógépekhez csatlakoztatják. Hasznos lehet, vagy akár szükséges is, ha DXF fájljait USB -meghajtóra menti, hogy hozzáférhessen ezekhez a számítógépekhez.

Minden résznél ismételje meg a következő lépéseket:

• Kattintson a "Fájl" gombra
• Kattintson a "Mentés másként" gombra
• Navigáljon az USB rendeltetési helyre
• Kattintson a "Mentés típusként" gombra
• Kattintson a "Dxf (*.dxf)" gombra
• Kattintson a "Mentés" gombra
• Kattintson a "Tájolás megtekintése" gombra (1)
• Kattintson annak a résznek az arcára, amelyet le szeretne vágni a lézerrel (2)
• Jelölje be az "Aktuális" négyzetet (3)
• Kattintson a zöld pipa (4)
• Kattintson a "Mentés" gombra

Az alábbiakban csatoltam a DXF -eket.

11. lépés: Formázás a CorelDraw -ban

Nyissa meg a CorelDraw programot. A nyitó képernyőn kattintson a "Fájl", majd az "Új" gombra. A felbukkanó ablakban adja meg a CorelDraw fájl nevét. A fájlomat boxy robot1 -nek neveztem el, mert minden vágandó akrillaphoz egy fájlt hozok létre. Állítsa be a "Szélesség" és "Magasság" mezőket az akrillap megfelelő méreteire, és győződjön meg arról, hogy az egységek hüvelykben vannak megadva. Kattintson az "OK" gombra.

Egy üres dokumentum jelenik meg a képernyőn. Kattintson a "Fájl", majd a "Megnyitás" gombra. Válassza ki a projekthez létrehozott összes DXF -fájlt, majd kattintson a "Megnyitás" gombra. Egy további ablak jelenik meg minden fájlhoz. Az "Egységek" menüben válassza ki az "angol", majd az "OK" lehetőséget az összes ablakhoz. Mostantól minden része külön lapokon lesz nyitva.

Észre fogja venni, hogy minden rész alján SolidWorks márka található. Ennek törléséhez kattintson az egyik szövegmezőre, tartsa lenyomva a billentyűzet "Shift" gombját, majd kattintson a másik szövegmezőre. A fogantyúknak a sarkokban kell megjelenniük. Nyomja meg a "Törlés" gombot, és eltűnnek. Tegye ezt az összes alkatrészéhez.

A SolidWorks márkajelzés törlése után térjen vissza az első DXF -hez. Az alkatrész bal felső sarkán kívül kezdve kattintson az egérre, és húzza a jobb alsó sarokon kívülre. Szaggatott vonal mező követi az egeret, amíg húzza. Ez egy kiválasztó eszköz. Győződjön meg arról, hogy a doboz teljesen lefedi az alkatrész összes sorát. Ha hibázik, nyomja meg az "Escape" gombot a kiválasztás törléséhez, és próbálja újra.

Miután az egész részt kiválasztotta, sok fogantyút észlel minden sor körül. Annak elkerülése érdekében, hogy ezeket a sorokat külön kell mozgatni és formázni, kattintson a felső csoportban található "Csoport" gombra. Ez lehetővé teszi az összes vonal egyidejű húzását.

Amíg kiválasztotta az alkatrészt, másolja le. Ezután navigáljon vissza az üres boxy robot1 fájlhoz, és illessze be. Helyezze a bal felső sarokba úgy, hogy a szélein legalább 1/8 margók legyenek. Ismételje meg ezt az eljárást annyi darabbal, amennyi az első akrillapra illeszkedik. minden oldalról.

Válassza ki a dokumentum összes részét. A felső szalagon válassza ki a vonalvastagság legördülő menüt, és válassza a "Hajvonal" lehetőséget. Ez azt jelzi a lézervágónak, hogy a vonalakat le szeretné vágni, nem pedig gravírozni.

Ugyanezzel az eljárással illessze be az összes többi alkatrészt a második akrillapra.

12. lépés: Lézervágó paraméterek

Kattintson a "Fájl", majd a "Nyomtatás" gombra. Ez megnyit egy hasonló párbeszédpanelt egy normál Word dokumentum nyomtatásához. Észre fogja venni, hogy a jobb felső lapon van egy üzenet, amely azt mondja: "1 probléma". Miután helyesen állítottuk be a lézervágó paramétereit, ennek meg kell oldódnia, és azt kell mondania: "Nincs probléma".

Válassza ki a lézervágót nyomtatóként. Ezután kattintson a mellette található "Beállítások" gombra.

A következő ablak az Epilog szoftver. Itt több lépés van, de a sorrend nem számít. Csak győződjön meg róla, hogy mindet megszerezte!

• Jelölje be az "Automatikus fókusz" beállítást az "Opciók" részben
• Válassza a "Vektor" lehetőséget a "Feladattípusok" részben (a "Raszter" a gravírozáshoz)
• Állítsa be a "Szélesség" és "Magasság" mezőket a "Darabméret" részben
• Állítsa a "Sebesség" értéket 15% -ra
• Állítsa a "teljesítmény" értéket 100% -ra
• Állítsa a "Frekvencia" értéket 5000 Hz -re

A sebesség, a teljesítmény és a frekvencia beállítások mindegyike 1/8 vastag akrilhoz ajánlott a lézervágó kézikönyvében. Vannak más vastagságú és egyéb anyagok is.

Epilog kézikönyvek

Kattintson az "OK" gombra. Vissza kell térnie a nyomtatási ablakba. A jobb felső lapon most a „Nincs probléma” feliratot kell feltüntetni. Ha továbbra is felsorolja a problémákat, ellenőrizze újra a beállításait. Ha nem talál problémát, kattintson a "Nyomtatás" gombra.

13. lépés: Vágási folyamat

Ezekhez a példaképekhez egy másik projekt fáját és mintáit használtam, mert a tiszta akril gyakorlatilag nem látható a lézervágó üvegfedele alatt.

Miután a dokumentumot elküldte a lézervágóhoz a "Nyomtatás" gombra kattintva, lépjen át a lézervágóhoz. Keresse meg a sűrített levegőszelepet, és győződjön meg arról, hogy be van kapcsolva. Győződjön meg arról is, hogy a lézervágó be van kapcsolva. Nyissa ki a fedelet, és helyezze az akrilját a bal felső sarokba. Ez a lézervágó területének origója vagy (0, 0) pontja. Csukja le a lézervágó fedelét. A kis elülső képernyőn látnia kell a feladat számát és nevét. A munka nevének meg kell egyeznie a CorelDraw dokumentum nevével, amelyet elküldött. Ha a nevek nem egyeznek, győződjön meg arról, hogy a lézervágó megfelelően csatlakozik a számítógéphez, és ismételje meg a nyomtatási folyamatot. Nyomja meg a zöld "Go" gombot, miután meggyőződött arról, hogy a megfelelő feladatot látta el a képernyőn. A lézernek át kell mozdulnia az anyagon és az autofókuszon. A fókuszálás után az első helyére kerül, és elkezdi a vágást. Ne hagyja felügyelet nélkül a lézervágót.

Mivel a lézervágók sebesség-, teljesítmény- és frekvenciaértékei csak ajánlottak, előfordulhat, hogy többször kell vágnia, hogy teljesen átvágja az anyagot. DÖNTŐ, hogy a CorelDraw -ban nem mozgatja az anyagot, és nem mozgat vonalokat. Ha mégis, akkor a vágás tönkremehet! Az egyetlen dolog, amin változtatni fog, az a sebesség és az energiabeállítás. A kezdeti vágás után gyorsabb és kevésbé hatékony passzokat szeretne végrehajtani.

A későbbi meneteknél növelje a sebességet 10% -kal, és csökkentse a teljesítményt 10% -kal. Folytassa a passzolást, amíg meg nem látja, hogy az összes kivágott darab "leesett" vagy "leesett". Ez azt jelzi, hogy az összes alkatrészt teljesen átvágták, és nem lesz nehéz eltávolítani őket. A teljesen vágott darab kissé a vágatlan darabok szintje alá esik.

Ne feledje, hogy amikor a lézer a gravírozási területet érinti, amikor teljesen átvágja az anyagot, szikrákat vagy fényes villanásokat küldhet. Ne döbbenjen meg, de készen álljon a szüneteltetésre a lézervágónál, ha az anyag nagyon gyúlékony, mert meggyulladhat. A lézervágó leállításának két módja van. A piros gomb megállítja a vágást és kikapcsolja a lézert, de a helyén marad. A munkát a zöld gomb megnyomásával lehet folytatni. A reset gomb szünetelteti a vágást, kikapcsolja a lézert és teljesen megszakítja a munkát. Ez azt jelenti, hogy a lézer visszatér a kiindulási ponthoz, és teljesen újra kell indítania a vágást.

Miután meggyőződött arról, hogy az alkatrészeket teljesen átvágta, vegye ki őket a lézervágóból, és szükség szerint ismételje meg mindaddig, amíg az összes alkatrészt elvágja.

14. lépés: Összeszerelés

Ezen alkatrészek összeszerelése egy kicsit olyan, mint egy kirakós játék! Valami, amit hasznosnak találtam, mielőtt felmelegítettem a forró ragasztópisztolyt, egy tábla jelölővel jelölte meg, melyik darab melyik és melyik oldala fel vagy le. Ezután lazán összeszereltem az összes darabot ragasztó nélkül, csak hogy ellenőrizze, hogy minden megfelelően illeszkedik -e.

Forró ragasztó használata esetén győződjön meg arról, hogy áldozati anyagon dolgozik, például kartonon vagy fahulladékon. A forró ragasztó sok felületet tönkretehet, például szőnyeget, asztalterítőt vagy asztalfelületet.

Kezdje a jobb oldallal és hátul. A forró ragasztót óvatosan nyomja be a jobb oldali hátsó lyukakba. Nyomja be a hátsó rész jobb oldali füleit a jobb oldalon lévő lyukakba. Kartondobozzal győződjön meg arról, hogy derékszögben vannak -e, és hagyja megszáradni a ragasztót.

Ezután használja a bal oldali darabot, és ismételje meg ugyanezt a folyamatot a bal oldali lyukakkal és a bal hátsó fülekkel. Ismét használja a kartondobozt, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a darabok derékszögben vannak -e.

Ezután vegye a rekesz alját. A forró ragasztót óvatosan kenje be a bal oldali középső és a hátsó középső lyukakba. Nyomja be a rekesz alsó füleit ezekbe a lyukakba. Támassza fel a rekesz alját egy kartondobozra, hogy megbizonyosodjon arról, hogy vízszintes. Hagyja megszáradni a forró ragasztót.

Majdnem kész! Fogja meg a rekesz oldalát, és óvatosan nyomja be a forró ragasztót a rekeszoldali alsó lyukakba és a hátsó függőleges lyukakba. Helyezze a rekesz oldalát a megfelelő lyukakba és fülekbe, és hagyja megszáradni a forró ragasztót.

Végül vegye a felső darabot. Spread forró ragasztót takarékosan a felső darab összes lyukába. Nyomja a felső részt a rögzítő fülekre, és hagyja megszáradni a forró ragasztót.

Külön kövesse a kerekek, a motortartók és a motorok szerelési utasításait. Rögzítse az összeszerelt alkatrészeket a tengelytávjához.

Nagyon vigyázva, hogy ne kerüljön forró ragasztó a kerekekbe vagy a motorokba, nyomja a forró ragasztót a tengelytáv összes lyukába. Fogja meg az összeszerelt bal, jobb, hátsó, felső és rekeszes részt, és nyomja be a tengelytáv lyukaiba.

Most már van saját dobozos robotja!

Íme néhány hasznos oktatóanyag arról, hogyan lehet folytatni ezt a projektet a motorok áramellátásával és meghajtásával az Arduino segítségével:

Egyenáramú motor vezérlése Arduino segítségével

Motorvezérlők Arduino -val

Köszönöm, hogy elolvasta! Kérjük, tegye fel kérdéseit vagy tippjeit, és érezze jól magát!