Prototipe van 'n Boxy Robot: 14 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

In my projekgebaseerde Humanoids-klas aan die Carnegie Mellon Universiteit, het ek gekies om 'n eenvoudige afleweringsrobot te ontwerp en te prototipe. Om dit vinnig en goedkoop te vervaardig, was die ontwerp klein en klein. As u eers leer hoe om 'n boks met 'n lasersnyer te maak, word die moontlikhede eindeloos vir die ander dinge wat u met dieselfde beginsels kan maak. Hierdie tutoriaal neem u stap-vir-stap deur my proses van liggaamsontwerp en prototipering, met baie foto's en skermkiekies langs die pad.

Hierdie ontwerp het 1 kompartement wat bedoel is om voorwerpe soos handboeke en stapels papier van ongeveer 8,5 "x11" te bevat. Daar is 'n klein wikkelruimte in die ontwerp, so dit moet nie styf pas nie. Onder die kompartement is daar ruimte vir elektronika. Hierdie ruimte kan geskik wees vir motorbeheerders, Arduino -borde, broodborde, Bluetooth -skyfies, ens. Die gebied regs van die kompartement word gestoor vir 'n openingsmeganisme wat nie in hierdie tutoriaal behandel sal word nie.

Stap 1: sagteware, hardeware en materiaal

Sagteware:

Om u prototipe boxy -robot te ontwerp, moet u 'n CAD -program van u keuse gebruik. Ek het SolidWorks gebruik omdat dit op my universiteit beskikbaar was. 'N Ander opsie vir diegene wat nie toegang het nie, is Autodesk Inventor, wat gratis is vir studente met 'n.edu -e -posadres.

Soliede werke

Autodesk Uitvinder

Hierdie handleiding word in SolidWorks gedoen, maar dit moet steeds maklik wees om te volg vir ander CAD -programme.

Ek het CorelDraw gebruik om lêers na lasersnit te formateer en te stuur.

CorelDraw

Daar is baie ander programme wat versoenbaar is met baie ander lasersnyers.

Hardeware:

Ek het 'n Epilog Legend 36EXT 50W lasersnyer gebruik. Baie ander lasersnyers is op die mark, maar dit het die beste in my behoeftes voorsien in terme van graveeroppervlakte, snelheid en kwaliteit.

Epilog Legend tegniese spesifikasies

Materiaal:

• 2x akrielblad (.1 "x24" x30 ")
• 4x DC motors
• 4x motorhouers
• 4x wiele
• Warm gom geweer
• Gomstokkies
• Witbordmerker
• Kartondose (klein en medium)
• USB

Ek het OPTIX deursigtige akrielblaaie gebruik wat ek in die kunswinkel van my universiteit gevind het. U kan dit hier aanlyn koop of enige ander akriel gebruik wat u in die hande kan kry.

Ek het Mecanum-wiele met meegaande motors en motorhouers gebruik uit 'n kaalbottel RobotShop-stel wat nou uitverkoop is. 'N Soortgelyke (en baie duurder) kit is hier nog steeds in voorraad. Enige wiele werk, Mecanum -wiele het my doel doeltreffend bedien.

Stap 2: Onderdele

Om die dieselfde robot -prototipe as ek te skep, benodig u die volgende dele:

• 1x asafstand
• 1x top
• 1x terug
• 1x linkerkant
• 1x regterkant
• 1x kompartement onder
• 1x kompartement kant

Hierdie dele verbind almal met behulp van oortjies en gate. Hierdie oortjies moet die breedte van die materiaaldikte hê. In my geval het ek.1 "akriel gebruik, sodat my oortjies en gate almal 0,1" breed was. As u oortjies of gate nie die regte grootte het nie, pas u stukke nie naatloos saam nie!

Stap 3: Wielbasis CAD

Die ligging en afmetings van u motorhouers en bedradinggate sal verander, afhangende van die tipe motorhouers en motors wat u het. Daarom word dit nie in hierdie tekeninge gegee nie.

Met die bedradinggate kan u u motordrade in die gebied onder die kompartement waar die elektronika sit, insleep. Op hierdie manier kan u u motors dryf en beheer sonder om u elektronika op die grond te sleep.

Onthou dat u afmetings nie dieselfde is as u materiaal nie.1 dik is nie!

Stap 4: Top CAD

Onthou dat u afmetings nie dieselfde is as u materiaal nie.1 dik is nie!

Stap 5: Terug CAD

Onthou dat u afmetings nie dieselfde is as u materiaal nie.1 dik is nie!

Stap 6: CAD aan die linkerkant

Onthou dat u afmetings nie dieselfde is as u materiaal nie.1 dik is nie!

Stap 7: CAD aan die regterkant

Onthou dat u afmetings nie dieselfde is as u materiaal nie.1 dik is nie!

Stap 8: Kompartement onderkant CAD

Onthou dat u afmetings nie dieselfde is as u materiaal nie.1 dik is nie!

Stap 9: Kompartement kant CAD

Onthou dat u afmetings nie dieselfde is as u materiaal nie.1 dik is nie!

Stap 10: Skep 'n DXF

Voordat u met hierdie stap verder gaan, kan dit nuttig wees om 'n SolidWorks -vergadering te maak om te verseker dat u afmetings korrek is en dat u onderdele almal pas.

Noudat u al u CAD -lêers het, moet u voorberei om dit met laser te sny. Die meeste lasersnyers gebruik 'n.dxf -lêer, 'n lêer wat vektordata bevat. Die lasersnyer sal hierdie vektore volg om u dele uit te sny. Lasersnyers word dikwels gekoppel aan selfstandige rekenaars met beperkte funksionaliteit. Dit kan nuttig of selfs nodig wees om u DXF -lêers op 'n USB -stoor te stoor om toegang vanaf hierdie rekenaars te verkry.

Herhaal die volgende stappe vir elke deel:

• Klik op "File"
• Klik op "Stoor as"
• Gaan na die USB -bestemming
• Klik op "Stoor as tipe"
• Klik op "Dxf (*.dxf)"
• Klik op "Stoor"
• Klik op "View Orientation" (1)
• Klik op die voorkant van die deel wat u met die laser wil sny (2)
• Merk die blokkie "Huidige" (3)
• Klik op die groen vinkje (4)
• Klik op "Stoor"

Ek het my DXF's hieronder aangeheg.

Stap 11: Formateer in CorelDraw

Maak CorelDraw oop. Klik op die lêerskerm op "File" en dan op "New". Noem u CorelDraw -lêer in die venster wat verskyn. Ek het my file boxy robot1 genoem, want ek sal een lêer skep vir elke vel akriel wat ek moet sny. Stel die velde "Breedte" en "Hoogte" in op die korrekte afmetings van u akrielblad en maak seker dat die eenhede in duim is. Klik op "OK".

'N Leë dokument sal op u skerm verskyn. Klik op "File" en dan op "Open". Kies al die DXF -lêers wat u vir hierdie projek geskep het en klik op "Open". 'N Bykomende venster verskyn vir elke lêer. Kies "Engels" in "Eenhede" en dan "OK" vir al die vensters. Al u dele sal nou in aparte oortjies oopgemaak word.

U sal sien dat daar onderaan elke deel SolidWorks -handelsmerk is. Om dit te verwyder, klik op een van die tekskassies, hou die "Shift" -toets op u sleutelbord ingedruk en klik op die ander tekskassie. Handvatsels moet op die hoeke verskyn. Druk die "Delete" -knoppie en hulle moet verdwyn. Doen dit vir al u onderdele.

Keer terug na u eerste DXF nadat die SolidWorks -handelsmerk verwyder is. Begin buite die linker boonste hoek van die deel, klik met u muis en sleep dit buite die regter onderste hoek. 'N Stippellynkassie volg jou muis terwyl jy dit sleep. Dit is 'n keuringshulpmiddel. Maak seker dat die boks al die lyne van u deel volledig omhul. As u 'n fout maak, druk die "Escape" -knoppie om u keuse te verwyder en probeer weer.

Sodra die hele deel gekies is, sien u baie handvatsels rondom elke reël. Om te verhoed dat u hierdie reëls afsonderlik moet skuif en formateer, klik op die "Groep" -knoppie in die boonste lint. Hiermee kan u al die lyne gelyktydig sleep.

Terwyl u die deel gekies het, kopieer dit. Navigeer dan terug na u leë box1 robot1 -lêer en plak dit. Plaas dit in die linker boonste hoek met 'n marge van minstens 1/8 "om die rande. Herhaal hierdie proses met soveel dele as wat op u eerste vel akriel pas. Maak seker dat die dele ten minste 1/8" marges het. aan alle kante.

Kies al die dele in die dokument. Kies die aftreklys in die boonste lint en kies 'Haarlyn'. Dit vertel die lasersnyer dat u die lyne wil sny eerder as om dit te graveer.

Gebruik dieselfde proses om al u oorblywende dele op u tweede vel akriel te plaas.

Stap 12: Lasersnyer parameters

Klik op "File" en dan op "Print". Dit sal 'n soortgelyke dialoogvenster oopmaak vir die druk van 'n normale Word -dokument. U sal sien dat daar in die regter boonste oortjie 'n boodskap is wat sê "1 uitgawe". Nadat ons die lasersnyerparameters korrek opgestel het, moet dit oplos en sê "Geen probleme".

Kies u lasersnyer as die drukker. Klik dan op "Voorkeure" langsaan.

Die volgende venster is Epilog -sagteware. Daar is verskeie stappe hier, maar die volgorde maak nie saak nie. Maak seker dat u hulle almal kry!

• Merk 'Outofokus' in die afdeling 'Opsies'
• Kies 'Vector' in die afdeling 'Tipes werk' ('Raster' is vir gravering)
• Stel die velde "Breedte" en "Hoogte" in die afdeling "Stukgrootte"
• Stel die "Spoed" op 15%
• Stel die "Power" op 100%
• Stel die "Frekwensie" op 5000 Hz

Die spoed-, krag- en frekwensie -instellings word almal aanbeveel vir 1/8 duim dik akriel in die lasersnyerhandleiding. Daar word ook ander diktes en ander materiale gelys.

Epilog -handleidings

Klik op "OK". U moet na die afdrukvenster terugbesorg word. Die oortjie regs bo moet nou sê "Geen probleme". Kontroleer u voorkeure weer as dit probleme bevat. As daar geen probleme gevind word nie, klik op "Druk".

Stap 13: Snyproses

Ek het hout en ontwerpe van 'n ander projek vir hierdie voorbeeldfoto's gebruik omdat helder akriel prakties onsigbaar is onder die glasdeksel van die lasersnyer.

Sodra die dokument na die lasersnyer gestuur is deur op "Druk" te klik, gaan u na die lasersnyer. Vind die persluchtklep en maak seker dat dit aan is. Maak ook seker dat die lasersnyer aangeskakel is. Maak die deksel oop en plaas u akriel in die linker boonste hoek. Dit is die oorsprong of (0, 0) punt van die lasersnyer se gebied. Maak die deksel van die lasersnyer toe. Op die klein voorskerm moet u 'n posnommer en naam sien. Die posnaam moet ooreenstem met die CorelDraw -dokumentnaam wat u gestuur het. As die name nie ooreenstem nie, maak seker dat die lasersnyer behoorlik op die rekenaar gekoppel is en herhaal die drukproses. Druk die groen "Gaan" -knoppie sodra u geverifieer het dat u die regte werk op die skerm het. Die laser moet oor u materiaal beweeg en outofokus. Nadat dit gefokus is, sal dit na sy eerste plek beweeg en begin sny. Moenie u lasersnyer sonder toesig laat nie.

Aangesien die snelheids-, krag- en frekwensiewaarde op lasersnyers slegs aanbeveel word, moet u moontlik meer as een keer sny om die materiaal heeltemal te sny. Dit is noodsaaklik dat u nie u materiaal skuif of lyne in CorelDraw skuif nie. As u dit doen, kan die snit verwoes word! Die enigste dinge wat u sal verander, is u spoed- en kraginstellings. Na die eerste snit wil u vinniger en minder kragtige passe maak.

Vir die daaropvolgende pas, verhoog die spoed met 10% en verminder die krag met 10%. Gaan voort totdat u sien dat al u uitgesnyde stukke 'geval' of 'gedaal' het. Dit sal aandui dat al die dele heeltemal deurgesny is en dat u dit nie sal ondervind nie. 'N Volledig gesnyde stuk val effens onder die vlak van die ongesnyde stukke.

Hou in gedagte dat as die laser die graveeroppervlak tref wanneer dit deur die hele materiaal sny, dit vonke of helder flitse kan veroorsaak. Moenie geskok wees nie, maar wees gereed om die lasersnyer te onderbreek as die materiaal baie vlambaar is omdat dit aan die brand kan raak. Daar is twee maniere om die lasersnyer te stop. Die rooi knoppie stop die snit en skakel die laser af, maar bly op sy plek. Die werk kan hervat word deur op die groen knoppie te druk. Die reset -knoppie onderbreek die snit, skakel die laser uit en staak die taak heeltemal. Dit beteken dat die laser terugkeer na die oorsprong en dat u die snit heeltemal moet herbegin.

Nadat u seker is dat u dele heeltemal deurgesny is, verwyder dit uit die lasersnyer en herhaal indien nodig totdat al die dele gesny is.

Stap 14: Montering

Die samestelling van hierdie dele is 'n bietjie soos om 'n legkaart te maak! Iets wat ek behulpsaam gevind het voordat ek die warm lijmpistool opgewarm het, was om 'n witbordbord te gebruik om te merk watter stuk watter en watter kant op of af was. Ek het toe al die stukke losgemaak sonder gom, net om te kyk of alles reg pas.

As u warm gom gebruik, moet u seker maak dat u opofferingsmateriaal, soos karton of hout, werk. Warm gom kan baie oppervlaktes, soos mat, tafeldoeke of tafeloppervlakke, verwoes.

Begin met die regterkant en agterkant. Druk warm gom spaarsaam in die agterste gate op die regte stuk. Druk die oortjies aan die regterkant op die agterkant in die gate op die regte stuk. Gebruik 'n kartondoos om seker te maak dat hulle in 'n regte hoek is en laat die gom droog word.

Gebruik dan die linkerkantstuk en herhaal dieselfde proses met die gate aan die linkerkant en die linker oortjies. Gebruik weer die kartondoos om seker te maak dat die stukke in 'n regte hoek is.

Neem dan die onderkant van die kompartement. Smeer warm gom spaarsaam in die middelste gate in die linkerkant en agter in die middelste gate. Druk die onderste oortjies van die kompartement in hierdie gate. Steek die onderkant van die kompartement op 'n kartondoos om seker te maak dat dit gelyk is. Laat die warm gom droog word.

Amper klaar! Neem die kant van die kompartement en druk warm gom spaarsaam in die onderste gate van die kompartement en die agterkant regop gate. Plaas die kant van die kompartement in die toepaslike gate en oortjies en laat die warm gom droog word.

Neem laastens die boonste stuk. Smeer warm gom spaarsaam in al die gate op die boonste stuk. Druk die boonste stuk op die passtukke en laat die warm gom droog word.

Volg die monteerinstruksies vir u wiele, motorhouers en motors afsonderlik. Bevestig die saamgestelde stukke aan u asafstand.

Wees versigtig om nie warm gom in u wiele of motors te kry nie, druk warm gom in al die gate op die asafstand. Neem die saamgestelde links, regs, agter, bokant en kompartement en druk dit in die asafstandgate.

U het nou u eie doosrobot!

Hier is 'n paar nuttige tutoriale oor hoe u met hierdie projek kan voortgaan deur die motors met Arduino aan te dryf en aan te dryf:

Beheer 'n GS -motor met 'n Arduino

Motorbeheerders met Arduino

Dankie vir die lees! Plaas asseblief enige vrae of wenke wat u mag hê, en geniet dit!