صنع روبوتات FTC باستخدام طرق غير تقليدية: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

تقوم العديد من الفرق التي تشارك في FIRST Tech Challenge ببناء روبوتاتها باستخدام أجزاء TETRIX والتي ، على الرغم من سهولة العمل معها ، إلا أنها لا تسمح بأكبر قدر من الحرية أو الهندسة الصناعية. لقد جعل فريقنا هدفنا هو تجنب أجزاء TETRIX تمامًا وإنشاء روبوت من الصفر ، باستخدام فلسفة التصميم الأولى للقيام بذلك. على الرغم من أنها قد تكون مهمة شاقة وتتطلب قدرًا كبيرًا من العمل ، إلا أن العملية تؤتي ثمارها بشكل كبير من حيث التعرف على العملية الهندسية بالإضافة إلى جودة الروبوت الذي يمكنك إنشاؤه. لإلهام الفرق لاتخاذ مناهج غير تقليدية لـ FTC ، وللمساعدة في بدء رحلتهم الهندسية ، قمنا بتجميع التعليمات التالية لتكون بمثابة دليل معلومات عام لصنع روبوتات FTC غير تقليدية.

الخطوة الأولى: فلسفة "التصميم أولاً"

أحد الجوانب المهمة في صنع الروبوتات حسب الطلب هو ضرورة تصميم ما تريد القيام به قبل محاولة تصنيعه. في حين أن الروبوتات المبنية في TETRIX يسهل تفكيكها ويمكن استخدامها في أي مكان آخر ، فإن الأجزاء المخصصة المصممة بشكل غير صحيح تكون عديمة الفائدة بشكل فعال ومضيعة للمواد والوقت. وبالتالي ، يجب أن تأخذ الوقت الكافي لتصميم الجزء الخاص بك والتحقق من أنه مصمم بشكل صحيح قبل محاولة تصنيعه.

يتطرق الفيديو أعلاه الذي أعده فريقنا إلى أهمية تصميم الروبوتات أولاً وخطوات الدورة الهندسية.

الخطوة الثانية: البحث عن الأجزاء والأدوات

بعد وضع تصور للتصميم الخاص بك ، من الجيد عمل قائمة بالأجزاء التجارية الجاهزة (COTS) والمواد الخام والأدوات التي تعتقد أنك ستحتاجها. إن أخذ العلم بالمحركات والبراغي والعجلات والمحامل وأجهزة الاستشعار والأدوات التي ستحتاجها في أقرب وقت ممكن سيضمن لك أنك لست مضطربًا بسبب نقص الموارد في وقت لاحق من الموسم.

يعد متجر الأجهزة المحلي دائمًا مكانًا جيدًا للبدء عند شراء COTS. تتضمن بعض الأماكن الجيدة التي حصل فريقنا منها على COTS ما يلي:

• Ace Hardware - متجر لاجهزة الكمبيوتر به مجموعة كبيرة من الأجزاء والأدوات ؛ لديه متجر على الإنترنت وخدمة التوصيل.
• McMaster-Carr - مورد COTS والمواد الخام والأدوات ؛ لديه متجر على الإنترنت وخدمة التوصيل.
• أمازون - متجر على الإنترنت ؛ يبيع معظم أي شيء.

أعلاه هو مقطع فيديو صنعه فريقنا منا أثناء السير عبر أجهزة Ace المحلية الخاصة بنا ، ونستعرض استخدامات الأجزاء والأدوات المختلفة.

الخطوة الثالثة: تصميم الروبوت الخاص بك

لكي تتمكن من تصنيع الروبوت الخاص بك ، ستحتاج إلى تصميمه. لحسن الحظ ، هناك مجموعة متنوعة من برامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) المتاحة للطلاب مجانًا. هناك أيضًا مجموعة متنوعة من الموارد المتاحة لتعلم كيفية استخدامها ، في شكل مقاطع فيديو وأدلة مكتوبة ولوحات منتدى.

فيما يلي قائمة ببعض برامج CAD ثلاثية الأبعاد المختلفة - يستخدم فريقنا Fusion 360:

• Autodesk Fusion 360 - متاح مجانًا للطلاب والمعلمين.
• Rhino 3D - متاح مجانًا للطلاب والمعلمين.
• SOLIDWORKS - متاح للطلاب الذين تحتوي مدارسهم على 40 مقعدًا متصلًا بالشبكة أو 100 مقعدًا متصلًا بالشبكة.

أعلاه مقطع فيديو لفريقنا يناقش مزايا استخدام Fusion 360 لتصميم الروبوت الخاص بك. تشمل هذه المزايا خدمتها السحابية ، والسهولة التي يمكنك من خلالها تصدير النماذج بطرق مختلفة ، والسهولة التي يمكنك من خلالها استيراد النماذج ، وأدوات محاكاة اختبار التحمل.

الخطوة 4: استراتيجيات وخيارات التصنيع

بمجرد إنشاء تصميم والتحقق من دقته ، فقد حان الوقت لتصنيعه. قبل القيام بذلك ، يجب على فريقك وضع خطة سير عمل بحيث تقوم بالتلفيق بوتيرة فعالة ؛ هذا مهم بشكل خاص للفرق التي لديها موارد تصنيع محدودة ، حيث ستصبح عنق الزجاجة إذا لم تتم إدارة الوقت بشكل صحيح. تُعرف هذه الإدارة باسم هندسة العمليات ، وتشمل الموارد التي يجب أن تكون الفرق على دراية بها:

• موارد الآلة - توافر الآلات.
• الموارد البشرية - توافر أعضاء الفريق وقدرتهم على العمل على الأشياء.
• الموارد الخام - المواد المستخدمة لإنشاء الأجزاء.
• موارد الوقت - مدى فعالية استخدام الوقت ؛ يجب العمل دائمًا على شيء ما.

هناك عدة خيارات عند تحديد كيفية إنشاء الجزء الخاص بك. الوسائل التي يمكنك استخدامها لتصنيع التصميمات الخاصة بك هي كما يلي:

• التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM) - يمكنك تحويل تصميماتك إلى G-code ، وهي لغة برمجة يمكن قراءتها بواسطة آلات التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC) ؛ يمكنك بعد ذلك استخدام آلة CNC لطحن الجزء الخاص بك. موصى به للأجزاء الهيكلية التي ستخضع لقدر كبير من القوة.
• الطباعة ثلاثية الأبعاد - يمكنك تحويل تصميمك إلى ملف AMF أو STL لطباعته باستخدام آلة طباعة ثلاثية الأبعاد. موصى به للحافظات الخاصة بالإلكترونيات أو الأجزاء الأخرى التي لا تخضع لقدر كبير من القوة.
• صنع يدوي - باستخدام النموذج ثلاثي الأبعاد الخاص بك أو رسم النموذج كمرجع ، يمكنك تحديد أبعاد الجزء الخاص بك وتصنيعه يدويًا ، إذا كان الجزء يستدعي ذلك. يوصى به للعمليات التي لا يمكن طحنها أو طباعتها ثلاثية الأبعاد أو العمليات التي لا تتطلب قدرًا كبيرًا من الدقة.

صنع فريقنا مقطع فيديو يوضح كيفية إنشاء عملية CAM باستخدام Fusion 360 وطحن جزء باستخدام آلة CNC ، كما هو موضح أعلاه.