Izdelava prototipa škatlastega robota: 14 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

V svojem projektnem razredu Humanoidi na Univerzi Carnegie Mellon sem se odločil za oblikovanje in izdelavo prototipa preprostega dostavnega robota. Zaradi cenene in hitre izdelave je bila zasnova kratka in majhna. Ko se naučite, kako narediti škatlo z laserskim rezalnikom, postanejo možnosti neskončne za druge stvari, ki jih lahko naredite z istimi načeli. Ta vadnica vas bo korak za korakom vodila skozi proces oblikovanja mojega telesa in izdelavo prototipov, ob tem pa boste našli številne slike in posnetke zaslona.

Ta zasnova ima 1 predel, ki je namenjen shranjevanju predmetov, kot so učbeniki in svežnji papirja velikosti približno 8,5 "x11". V zasnovi je malo prostora za premikanje, zato se ne sme tesno prilegati. Pod predalom je prostor za elektroniko. Ta prostor se lahko prilega krmilnikom motorjev, Arduino ploščam, ploščam, čipom Bluetooth itd. Območje na desni strani predelka je shranjeno za mehanizem odpiranja, ki ga v tej vadnici ne bomo obravnavali.

Korak: Programska oprema, strojna oprema in materiali

Programska oprema:

Za izdelavo prototipa boxy robota morate uporabiti CAD program po vaši izbiri. Uporabil sem SolidWorks, ker mi je bil na voljo na moji univerzi. Druga možnost za tiste, ki nimajo dostopa, je Autodesk Inventor, ki je brezplačna za študente z e -poštnim naslovom.edu.

SolidWorks

Autodesk Inventor

Ta vadnica bo narejena v programu SolidWorks, vendar bi jo bilo treba enostavno slediti drugim CAD programom.

Za oblikovanje in pošiljanje datotek na laserski rez sem uporabil CorelDraw.

Corel draw

Obstaja veliko drugih programov, ki so združljivi z mnogimi drugimi laserskimi rezalniki.

Strojna oprema:

Uporabil sem laserski rezalnik Epilog Legend 36EXT 50W. Na trgu je veliko drugih laserskih rezalnikov, vendar je to najbolj ustrezalo mojim potrebam glede površine graviranja, hitrosti in posledične kakovosti.

Tehnične specifikacije za Epilog Legend

Materiali:

• 2x akrilni list (.1 "x24" x30 ")
• 4x enosmerni motorji
• 4x nosilci motorja
• 4x kolesa
• Pištola za vroče lepilo
• Lepilne palice
• Marker za belo tablo
• Kartonske škatle (majhne in srednje)
• USB

Uporabil sem prozorne akrilne liste OPTIX, ki sem jih našel v umetniški trgovini svoje univerze. Lahko ga kupite na spletu ali uporabite kateri koli drug akril, ki vam pride v roke.

Uporabil sem kolesa Mecanum s pripadajočimi motorji in nosilce motorja iz kompleta RobotShop z golimi kostmi, ki ga zdaj ni na zalogi. Podoben (in veliko dražji) komplet je še vedno na zalogi. Vsa kolesa bodo delovala, kolesa Mecanum so preprosto najbolj učinkovito služila mojemu namenu.

2. korak: Deli

Če želite ustvariti isti prototip škatlastega robota kot jaz, boste potrebovali naslednje dele:

• 1x medosna razdalja
• 1x vrh
• 1x nazaj
• 1x leva stran
• 1x desna stran
• 1x dno predelka
• 1x stran predelka

Vsi ti deli se bodo med seboj povezali z jezički in luknjami. Ti jezički morajo imeti širino debeline materiala. V mojem primeru sem uporabil.1 "akril, zato so bili moji jezički in luknje široki.1". Če vaši jezički ali luknje niso pravilne velikosti, se vaši kosi ne bodo brez težav prilegali skupaj!

3. korak: Medosna razdalja CAD

Lokacije in mere nosilcev motorja in odprtin za ožičenje se bodo spremenile glede na vrste nosilcev motorjev in motorjev, ki jih imate. Zato na teh risbah niso navedene.

Luknje za ožičenje vam omogočajo, da svoje žice motorja napeljete v območje pod predelkom, kjer sedi elektronika. Na ta način lahko napajate in upravljate svoje motorje, ne da bi svojo elektroniko vlekli po tleh.

Ne pozabite, da če vaš material ni debel 0,1 cm, vaše dimenzije ne bodo enake!

4. korak: Na vrh CAD

Ne pozabite, da če vaš material ni debel 0,1 cm, vaše dimenzije ne bodo enake!

5. korak: Nazaj CAD

Ne pozabite, da če vaš material ni debel 0,1 cm, vaše dimenzije ne bodo enake!

Korak 6: CAD na levi strani

Ne pozabite, da če vaš material ni debel 0,1 cm, vaše dimenzije ne bodo enake!

7. korak: CAD na desni strani

Ne pozabite, da če vaš material ni debel 0,1 cm, vaše dimenzije ne bodo enake!

8. korak: CAD na dnu oddelka

Ne pozabite, da če vaš material ni debel 0,1 cm, vaše dimenzije ne bodo enake!

9. korak: CAD na strani oddelka

Ne pozabite, da če vaš material ni debel 0,1 cm, vaše dimenzije ne bodo enake!

10. korak: Ustvarite DXF

Preden nadaljujete s tem korakom, je lahko koristno izdelati sklop SolidWorks, da zagotovite, da so vse vaše dimenzije pravilne in da vsi deli ustrezajo.

Zdaj, ko imate vse datoteke CAD, se morate pripraviti na lasersko rezanje. Večina laserskih rezalnikov uporablja datoteko.dxf, ki je datoteka, ki vsebuje vektorske podatke. Laserski rezalnik bo sledil tem vektorjem, da izreže vaše dele. Pogosto bodo laserski rezalniki povezani s samostojnimi računalniki z omejeno funkcionalnostjo. Za dostop do njih iz teh računalnikov je lahko koristno ali celo potrebno shraniti datoteke DXF na pogon USB.

Za vsak del ponovite naslednje korake:

• Kliknite "Datoteka"
• Kliknite "Shrani kot"
• Pomaknite se do cilja USB
• Kliknite "Shrani kot vrsto"
• Kliknite "Dxf (*.dxf)"
• Kliknite "Shrani"
• Kliknite "Prikaži orientacijo" (1)
• Kliknite na del dela, ki ga želite lasersko izrezati (2)
• Potrdite polje "Trenutni" (3)
• Kliknite zeleno kljukico (4)
• Kliknite "Shrani"

Spodaj sem priložil svoje DXF -je.

11. korak: Oblikovanje v CorelDraw

Odprite CorelDraw. Na začetnem zaslonu kliknite »Datoteka« in nato »Novo«. V pojavnem oknu poimenujte datoteko CorelDraw. Svojo datoteko sem poimenoval boxy robot1, ker bom ustvaril eno datoteko za vsak list akrila, ki ga moram izrezati. Polja "Širina" in "Višina" nastavite na pravilne mere vašega akrilnega lista in se prepričajte, da so enote v palcih. Kliknite "V redu".

Na zaslonu se prikaže prazen dokument. Kliknite "Datoteka", nato "Odpri". Izberite vse datoteke DXF, ki ste jih ustvarili za ta projekt, in kliknite »Odpri«. Za vsako datoteko se prikaže dodatno okno. V razdelku »Enote« izberite »Angleščina« in nato »V redu« za vsa okna. Vsi vaši deli bodo zdaj odprti v ločenih zavihkih.

Opazili boste, da je na dnu vsakega dela blagovna znamka SolidWorks. Če želite to izbrisati, kliknite eno od besedilnih polj, pridržite tipko "Shift" na tipkovnici in kliknite drugo besedilno polje. Ročaji se morajo pojaviti na vogalih. Pritisnite tipko "Izbriši" in izginile bodo. Naredite to za vse svoje dele.

Ko je blagovna znamka SolidWorks izbrisana, se vrnite na svoj prvi DXF. Začenši zunaj zgornjega levega kota dela, kliknite miško in jo povlecite zunaj spodnjega desnega kota. Med vlečenjem bo miški sledilo polje s črtkano črto. To je orodje za izbiro. Poskrbite, da bo škatla popolnoma zajela vse vrstice vašega dela. Če se zmotite, pritisnite tipko "Escape", da odstranite svojo izbiro, in poskusite znova.

Ko izberete celoten del, boste okoli vsake vrstice opazili veliko ročajev. Da se izognete premikanju in oblikovanju teh vrstic ločeno, kliknite gumb »Skupina« na zgornjem traku. Tako lahko povlečete vse vrstice hkrati.

Ko imate izbrani del, ga kopirajte. Nato se pomaknite nazaj do prazne datoteke boxy robot1 in jo prilepite. Postavite ga v zgornji levi kot z robovi najmanj 1/8 "okoli robov. Ponovite ta postopek s toliko deli, kolikor jih bo ustrezalo vašemu prvemu listu akrila. Prepričajte se, da imajo vsi deli vsaj 1/8" robove na vseh straneh.

Izberite vse dele v dokumentu. Na zgornjem traku izberite spustni meni teže vrstice in izberite »Linija las«. To laserskemu rezalniku pove, da želite prerezati črte, namesto da bi jih gravirali.

Po istem postopku vse preostale dele namestite na drugi list akrila.

Korak: Parametri laserskega rezalnika

Kliknite "Datoteka", nato "Natisni". S tem se odpre podobno pogovorno okno za tiskanje običajnega dokumenta Word. Opazili boste, da je v zgornjem desnem zavihku sporočilo, ki pravi "1 težava". Ko smo pravilno nastavili parametre laserskega rezalnika, bi to moralo odpraviti in napisati "Brez težav".

Za tiskalnik izberite laserski rezalnik. Nato zraven kliknite »Nastavitve«.

Naslednje okno je programska oprema Epilog. Tu je več korakov, vendar vrstni red ni pomemben. Prepričajte se, da jih dobite vse!

• Preverite "Samodejno ostrenje" v razdelku "Možnosti"
• V razdelku "Vrste opravil" izberite "Vektor" ("Raster" je za graviranje)
• V razdelku "Velikost kosa" nastavite polja "Širina" in "Višina"
• "Hitrost" nastavite na 15%
• "Moč" nastavite na 100%
• "Frekvenco" nastavite na 5000 Hz

Nastavitve hitrosti, moči in frekvence so priporočene za akril debeline 1/8 v priročniku za laserski rezalnik. Navedene so tudi druge debeline in drugi materiali.

Epilog priročniki

Kliknite "V redu". Vrniti se morate v okno za tiskanje. Na zgornjem desnem zavihku bi moralo biti napisano "No Iuesues". Če še vedno navaja težave, znova preverite svoje nastavitve. Ko ne najdete težav, kliknite »Natisni«.

13. korak: Postopek rezanja

Za te vzorčne fotografije sem uporabil les in modele iz drugega projekta, ker je prozoren akril praktično neviden pod steklenim pokrovom laserskega rezalnika.

Ko je dokument poslan na laserski rezalnik s klikom na "Natisni", se pomaknite na laserski rezalnik. Poiščite ventil za stisnjen zrak in se prepričajte, da je vklopljen. Prepričajte se tudi, da je laserski rezalnik vklopljen. Odprite pokrov in postavite akril v zgornji levi kot. To je izvor ali (0, 0) točka območja laserskega rezalnika. Zaprite pokrov laserskega rezalnika. Na majhnem sprednjem zaslonu bi morali videti številko in ime službe. Ime opravila se mora ujemati z imenom dokumenta CorelDraw, ki ste ga poslali. Če se imena ne ujemajo, se prepričajte, da je laserski rezalnik pravilno priključen na računalnik, in ponovite postopek tiskanja. Ko preverite, ali imate na zaslonu pravo delo, pritisnite zeleni gumb »Pojdi«. Laser se mora premakniti nad vaš material in samodejno ostrenje. Ko se osredotoči, se premakne na prvo mesto in začne z rezanjem. Laserskega rezalnika ne puščajte brez nadzora.

Ker so vrednosti hitrosti, moči in frekvence na laserskih rezalnikih le priporočene, boste morda morali večkrat rezati, da popolnoma prerežete material. KLJUČNO je, da ne premikate svojega materiala ali premikate nobenih črt v CorelDrawu. Če to storite, se lahko rez pokvari! Edino, kar boste spremenili, so nastavitve hitrosti in moči. Po začetnem rezu želite narediti hitrejše in manj močne podaje.

Pri naslednjih prehodih povečajte hitrost za 10% in zmanjšajte moč za 10%. Nadaljujte, dokler ne vidite, da so vsi izrezani kosi "padli" ali "padli". To bo pomenilo, da so vsi deli popolnoma prerezani in da jih ne boste imeli težav odstraniti. Popolnoma odrezan kos bo padel nekoliko pod raven nerazrezanih kosov.

Zavedajte se, da lahko, ko laser udari v območje graviranja, ko prereže material do konca, pošlje iskre ali svetle bliske. Ne bodite šokirani, vendar bodite pripravljeni zaustaviti laserski rezalnik, če je material zelo vnetljiv, ker se lahko vname. Laserski rezalnik lahko ustavite na dva načina. Rdeči gumb zaustavi rez in izklopi laser, vendar ostane na svojem mestu. Delo lahko nadaljujete s pritiskom na zeleni gumb. Gumb za ponastavitev zaustavi rez, izklopi laser in popolnoma prekine delo. To pomeni, da se laser vrne na izvor in morate popolnoma znova zagnati rez.

Ko ste prepričani, da so vaši deli popolnoma prerezani, jih odstranite iz laserskega rezalnika in po potrebi ponavljajte, dokler niso vsi deli odrezani.

14. korak: Montaža

Sestavljanje teh delov je malo podobno sestavljanju sestavljanke! Nekaj, kar mi je bilo v pomoč, preden sem segrela pištolo za vroče lepilo, je z označevalcem na beli tabli označilo, kateri kos je in katera stran gor ali dol. Nato sem ohlapno sestavil vse kose brez lepila, samo da še enkrat preverim, ali se vse pravilno prilega.

Ko uporabljate vroče lepilo, se prepričajte, da delate na žrtvenem materialu, kot je karton ali ostanki lesa. Vroče lepilo lahko uniči številne površine, kot so preproge, prti ali namizne površine.

Začnite z desno stranjo in nazaj. Vroče lepilo zmerno potisnite v zadnje luknje na desnem kosu. Desne stranske jezičke na zadnjem delu potisnite v luknje na desnem delu. S kartonsko škatlo se prepričajte, da sta pod pravim kotom in pustite, da se lepilo posuši.

Nato uporabite levi stranski del in ponovite isti postopek z levimi stranskimi luknjami in zadnjimi levimi jezički. Še enkrat uporabite kartonsko škatlo, da se prepričate, da so kosi pod pravim kotom.

Nato vzemite dno predelka. Vroče lepilo zmerno razporedite po srednjih in srednjih luknjah na levi strani. V te luknje potisnite spodnje jezičke predelka. Podprite dno predelka na kartonski škatli, da se prepričate, da je raven. Pustite, da se vroče lepilo posuši.

Skoraj končano! Vzemite stran predelka in zmerno potiskajte vroče lepilo v spodnje luknje na strani predelka in navpične hrbtne luknje. Stran predelka vstavite v ustrezne luknje in jezičke ter pustite, da se vroče lepilo posuši.

Na koncu vzemite zgornji del. Vroče lepilo zmerno razporedite v vse luknje na zgornjem delu. Zgornji del potisnite na ustrezne jezičke in pustite, da se vroče lepilo posuši.

Ločeno upoštevajte navodila za montažo koles, nosilcev motorjev in motorjev. Sestavljene kose pritrdite na medosno razdaljo.

Bodite zelo previdni, da v kolesa ali motorje ne pride vroče lepilo, potisnite vroče lepilo v vse luknje na medosni razdalji. Sestavite levo, desno, zadaj, zgoraj in predal ter ga potisnite v luknje medosne razdalje.

Zdaj imate svojega lastnega škatlastega robota!

Tukaj je nekaj koristnih vaj o tem, kako nadaljevati s tem projektom z napajanjem in pogonom motorjev z uporabo Arduina:

Upravljajte enosmerni motor z Arduinom

Krmilniki motorjev z Arduinom

Hvala za branje! Objavite morebitna vprašanja ali nasvete in se zabavajte pri ustvarjanju!