Fazendo robôs FTC usando métodos não tradicionais: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Muitas equipes que participam do FIRST Tech Challenge constroem seus robôs com peças TETRIX que, embora sejam fáceis de trabalhar, não permitem a maior liberdade de engenharia industrial. Nossa equipe definiu como nosso objetivo evitar peças TETRIX por completo e criar um robô do zero, usando uma filosofia de design para fazer isso. Embora possa ser uma tarefa assustadora e exigir muito trabalho, o processo compensa muito em termos de aprendizado sobre o processo de engenharia e também sobre a qualidade do robô que você pode criar. Para inspirar as equipes a adotar abordagens não convencionais ao FTC e ajudá-los a começar sua jornada de engenharia, reunimos o seguinte instrutível para atuar como um guia de informações gerais para a criação de robôs FTC não tradicionais.

Etapa 1: a filosofia do "Design primeiro"

Um aspecto importante dos robôs feitos sob medida é a necessidade de projetar o que você deseja fazer antes de tentar fabricá-lo. Embora os robôs construídos com TETRIX sejam fáceis de desmontar e possam ser usados em outro lugar, as peças personalizadas projetadas incorretamente são efetivamente inúteis e uma perda de material e tempo. Portanto, você deve dedicar algum tempo para projetar sua peça e verificar se ela foi projetada corretamente antes de tentar fabricá-la.

O vídeo acima feito por nossa equipe fala sobre a importância de projetar robôs primeiro e as etapas do ciclo de engenharia.

Etapa 2: Encontrar peças e ferramentas

Depois de conceituar seu projeto, é uma boa ideia fazer uma lista das peças, matérias-primas e ferramentas comerciais prontas para uso que você acha que precisará. Tomar nota de quais motores, parafusos, rodas, rolamentos, sensores e ferramentas você precisará o mais cedo possível, garantirá que você não tenha problemas com a falta de recursos no final da temporada.

Uma loja de ferragens local é sempre um bom lugar para começar ao comprar COTS. Alguns bons lugares de onde nossa equipe obteve COTS incluem:

• Ace Hardware - uma loja de ferragens com uma grande seleção de peças e ferramentas; tem uma loja online e serviço de entrega.
• McMaster-Carr - fornecedor de COTS, matérias-primas e ferramentas; tem uma loja online e serviço de entrega.
• Amazon - loja online; vende quase tudo.

Acima está um vídeo que nossa equipe fez de nós percorrendo nosso Hardware Ace local, examinando os usos de várias peças e ferramentas.

Etapa 3: projetando seu robô

Para poder fabricar seu robô, você precisará projetá-lo. Felizmente, há uma variedade de softwares CAD (projeto auxiliado por computador) disponíveis para os alunos gratuitamente. Também há uma variedade de recursos disponíveis para aprender como usá-los, na forma de vídeos, guias escritos e fóruns.

A seguir está uma lista de alguns softwares CAD 3D diferentes - nossa equipe usa Fusion 360:

• Autodesk Fusion 360 - disponível gratuitamente para alunos e professores.
• Rhino 3D - disponível gratuitamente para alunos e professores.
• SOLIDWORKS - disponível para alunos cujas escolas têm 40 vagas em rede ou 100 vagas em rede.

Acima está um vídeo de nossa equipe discutindo as vantagens de usar o Fusion 360 para projetar seu robô. Essas vantagens incluem seu serviço de nuvem, a facilidade com que você pode exportar modelos de várias maneiras, a facilidade com que você pode importar modelos e suas ferramentas de simulação de teste de estresse.

Etapa 4: estratégias e opções de fabricação

Depois de criar um projeto e verificar sua precisão, será hora de fabricá-lo. Antes de fazer isso, sua equipe deve fazer um plano de fluxo de trabalho para que você esteja fabricando em um ritmo eficiente; isso é especialmente importante para equipes com recursos de fabricação limitados, pois eles se tornarão um gargalo se o tempo não for gerenciado adequadamente. Esse gerenciamento é conhecido como engenharia de processo, e os recursos dos quais as equipes devem estar cientes incluem:

• Recursos da máquina - a disponibilidade de máquinas.
• Recursos humanos - a disponibilidade dos membros da equipe e sua capacidade de trabalhar nas coisas.
• Recursos brutos - materiais usados para criar peças.
• Recursos de tempo - quão efetivo o tempo está sendo usado; algo deve ser sempre trabalhado.

Existem várias opções para determinar como você deve criar sua peça. Os meios que você pode usar para fabricar seus projetos são os seguintes:

• Fabricação assistida por computador (CAM) - você pode converter seus projetos em código G, uma linguagem de programação que pode ser lida por máquinas de controle numérico de computador (CNC); você pode então usar uma máquina CNC para fresar sua peça. Recomendado para peças estruturais que irão sofrer uma quantidade significativa de força.
• Impressão 3D - você pode converter seu projeto em um arquivo AMF ou STL para imprimi-los usando uma máquina de impressão 3D. Recomendado para coldres para eletrônicos ou outras peças que não sofrem uma quantidade significativa de força.
• Fabricação à mão - usando seu modelo 3D ou um desenho do modelo como referência, você pode determinar as dimensões de sua peça e fabricá-la à mão, se a peça exigir. Recomendado para operações que não podem ser fresadas ou impressas em 3D ou operações que não requerem muita precisão.

Nossa equipe fez um vídeo demonstrando como criar uma operação CAM usando Fusion 360 e fresar uma peça usando uma máquina CNC, mostrado acima.