ロボカップ姉妹の日常

ステッピー&ロック・オンの姉がロボットとか作りつつ制御の勉強してみたり、部品作ってあそんでみたり…

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ボール盤を簡易フライス盤に変身させる。

CIMG0987.jpg

今日は朝っぱらから切削した基板の外形を簡易フライス盤で切り出しておりました( ・∀・)ノ
学校の卒業研究でフライス盤を使う機会がありそうなので、その予行演習も兼ねて。





使用したのはPROXXONの卓上ボール盤です。
このボール盤のオプションとして

「マイクロクロステーブル」

なるオプションがあります。
CIMG0990.jpg
こんな感じのオプションで、エンドミルの高さを固定して使うと簡易フライス盤に早変わり!
amazonでは7432円で購入できます。
この手のオプションとしてはお手頃ですね^^
ちょちょーっと板切りたい時に便利です。


使用したエンドミルはORIGINALMAINDのFRP向け超硬ルーター

「快刀乱麻」

流石、FRP向けだけあって紙フェノール基板ぐらいならサクサク切れます。
側面の細かい刃が特徴的ですねー







ここで、大事なお話を一つ。

定格使用時間

ってご存知ですか?
私は今日初めて知ったのですが、ホビー用の切削機器の多くは連続稼働できる時間に制限があるのですΣ(・∀・;)

このボール盤ならこの部分に記載されています。
CIMG0983.jpg
CIMG0991.jpg
今回使ったボール盤は定格使用時間15分。

ホビー用の切削機器が安価なのは、大きさが小さい、精度が甘めという他に……
モータやベルトの熱設計も低コスト化されています。
定格使用時間を超えて稼働させていると、最悪壊れてしまうことも^^;
この定格さえ守って使えば機嫌よく長生きしてくれるので、キッチンタイマーなどをかけて使用することをオススメします(-_-)b

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キューブを使いまわして板を垂直に固定するやり方法 ~溶剤接着剤のススメ~

前回の記事で、板を垂直に固定するために使用した金属のキューブ部品について質問がありました。
このキューブは1個100円で販売されています。
あんまりホイホイ使える値段じゃないですよねー…(;^ω^)

そこで、2、3個のキューブを治具として使いまわす方法を紹介したいと思います( ・∀・)ノ


  • そもそも治具とは
皆さん、“治具”って知ってますか?

「物を加工する場合,加工される工作物と使用する工具との相対位置が正しく保たれていなければ,加工に使用する工作機械がどんなに正確であっても正確な製品を作り出すことはできない。例えば,加工中に生ずる切削力や切削熱のために工具や工作物が変形したり移動すれば,正しい製品はできない。このような不つごうを防止するために用いられる道具をジグという。」(コトバンク)

つまり、使う工具や加工する部品を固定して、楽にそして綺麗に仕上げるためのちょっとした板などのことです。

ステッピー&ロック・オンはこの“治具”なしでは語れないほど多用しています^^




  • 溶剤接着剤のススメ
金属キューブやLアングルを使わず板を垂直に固定するには……

CIMG0441.jpg
こんな感じで直角三角形の小さい塩ビ板を接着するとガッチリできます!
この方法を使えば、僅かな塩ビ板だけで良いので経済的ですし、金属キューブを使用しないので軽量に作れます。


CIMG0432.jpg

こんな小さい板が金属の代わりになるの?
そもそも、接着剤なんかで大丈夫?

……と、お思いの方も多いでしょう。
大丈夫です、アロンアルファとかとは違うちょっと変わった種類の接着剤を使います( ・∀・)


ヽ(*´∀`)ノ ジャーン! ヽ(´∀`*)ノ

54471.jpg
(画像クリックで商品ページへ)

アクリサンデー株式会社のサンデーシート用接着剤です。
この接着剤は溶剤接着剤といって、金属の溶接のように接着面を溶かしてくっつける接着剤。
接着した塩ビ板同士がまるで一つの板であるかのように強い強度を誇ります!

因みに、使用した塩ビ板は同社の低発泡塩ビ板「フォーレックス」です。
カッターナイフでも普通に切れるのでお試しあれ!!





  • 溶剤接着剤の使い方
さて、この溶剤接着剤なるものは一般的な接着剤と使い方が全く違うので、動画でご紹介ヽ( ´ー`)ノ
動画はダイセン電子工業で行った講習会の資料です。



溶剤接着剤はサラサラの液体なので、隙間から接着面へ浸み込ませるように使うのがポイントです(^_^)b

わざわざ接着面に塗る必要はありません。

あと、溶剤接着剤は揮発性が高く、体に良くありません。
動画の注意事項にあるように、

しっかり換気して使ってください!!




  • 本題:キューブを使いまわして板を垂直に固定するやり方
予備知識はここまで~
では、本題に移ります。手順はいたって簡単。


①キューブを使ってまず組み立てる




②キューブにくっつけるように直角三角形の板を置く
CIMG0435.jpg
CIMG0438.jpg
こんな感じで。
キューブを利用して板をきっちり垂直にするのがポイント^^




③直角三角形の板と目的の板の間に溶剤接着剤を流し込む

直角三角形の板をしっかり指で押さえながら流し込んで下さいね^^

金属キューブが溶剤接着剤でビチョビチョになっても問題ありません。
この溶剤接着剤は金属を溶かさないので、キューブは後で外せます。




④乾燥したら、金属キューブを外す
CIMG0445.jpg
CIMG0448.jpg



これだけで十分な強度がありますよ(´▽`)

この状態と、金属キューブで普通に組み立てた状態の重さを比べたら

59g軽量化できました!

金属部品の削減でお悩みのサッカーチャレンジの選手さん、如何でしょう??
上手く使えばネジや支柱の重さを軽減できるかもしれません。

リンク機構のその前に!

ロボット講習会でレスキューロボットの大会に出ようとしている子を見かけました。
最近のレスキュー系の競技では「物を運ぶ」という課題を良く見かけますねー(・∀・)
あの子が出る競技も「5mmの台の上に50gの箱を乗せる」という課題がありました。

そこで今回は「物を持ち上げる」という課題に対して、リンク機構を考える前に重要なこと。
初心者さんにオススメのギアボックスのお話と、リンクを使わない最も簡易的な持ち上げ機構をご紹介したいと思います。




  • 持ち上げ機構に使うモータ
ロボットアームなどの持ち上げ機構にサーボモータを使うのは定番ですね。
しかし、ロボットを始めていきなりサーボモータというのも少し慌ただしい気がします^^;

そこで、普通のDCモータで持ち上げ機構に使えそうなものをご紹介( ・∀・)ノ
その名も……

ヽ(*´∀`)ノ 6速ギヤボックスHE ヽ(´∀`*)ノ

6speed_gearbox.jpg
(画像クリックでタミヤのページへ)



このギアボックスのオススメポイントはですねー…

1.シャフトの径が4mmと太いので丈夫

2.割りピン付きのシャフト+クランクのセットなので、自作の板などを簡単に取り付けできる
CIMG0183.jpg

3.ギアが強化樹脂でできているので丈夫

4.ギア比が11.6~1300.9まで6つも選べるので高速から高トルクまで色々使える



丈夫でギア比も選べるし、とにかく失敗が無いギアボックスなので年齢の低い初心者さんにオススメです^^





  • 直軸持ち上げリフト
6速ギヤボックスHEを使って物凄く単純な持ち上げ機構を設計しました( ゚Д゚)b
ギアボックスのクランクに直接L字の箱を付けたフォークリフト擬きです。






ギアボックスに取り付けた物のCAD図がこちら。
リフト_131005
なるべく真似し易いようにシンプルな造りにしました^^

ギア比は1300.9:1を使用しています。
このギア比だと回転数は5rpm(=1分に5回転)、ギア出力は5289g・cm(=半径1cmのプーリーで5289g持ち上げることができる)
こちらのExcelで計算しました(Excelファイルのダウンロード)。

この機構の場合、モータの軸からL字の先っちょまで10cm程度なので、持ち上げることができる重さは……
5289[g・cm]÷10[cm]=528.9[g]
となります。


板と板を繋いでいる白いキューブは、基板用のスペーサです。
電子部品屋さんに行くと売っているもしれません。
このキューブを使うことで、ネジ留めだけで板を垂直に固定することができます( ^ω^ )
CIMG0166.jpg
キューブが手に入らない場合は写真のような“Lアングル”で代用しても良いですね。





  • 製作過程
CAD図だけでは分かり難いと思うので、ざーっと製作過程をご紹介´ω`)ノ
この4枚の板とキューブで作ります。
CIMG0162.jpg


①箱の側面になる板にキューブを取り付け
CIMG0169.jpg

②箱の背板に①を取り付け
CIMG0173.jpg

③箱の底板にキューブを取り付け
CIMG0175.jpg

④②と③をドッキング
CIMG0177.jpg

⑤ギアボックスのクランクに④をネジ留めして完成
CIMG0190.jpg

件のレスキュー競技のように5mmの台に持ち上げるだけならこの機構でも十分できるかと思います。
キューブの部分をLアングルに替えると軽量化できるかなー……

ロボットアーム解体

世界大会で色んな人に「そのアームどこで買ったの?」って聞かれて最高に嬉しかったので、
ちょっとした解体記事を書きますヽ(*´∀`)ノ
完全に自作です(-_-)b

CIMG1137.jpg
CIMG1136.jpgCIMG1140.jpg
アーム単体だとこんな感じ。
大きなサーボモータ1つで上下機構を、小さなサーボモータ2つでアームの開閉を行います。
この機構は4本のバーを用いているので4バーリンクと呼ばれており、上手く使えば缶をほぼ垂直に持ち上げることができます。





早速、上下機構の駆動部を解体。
CIMG1142.jpg
ネジ4本外せば上下駆動用のサーボモータに辿り着けます。

CIMG1151.jpg
ネジ4本で………
CIMG1149.jpg
ピラり( ・∀・)ノ
サーボモータ固定用の樹脂ブロックが接着してあるので、この後さらにネジを4本外せばサーボモータを取り出すことができます。
4本のバーはサーボホーンの部分以外全てベアリングで固定。


お次は開閉用のサーボモータ周りを解体。
CIMG1157.jpg
ネジ4本で………
CIMG1156.jpg
ピラり( ・∀・)ノ
高ナット3本と樹脂キューブ、蓋板にネジ留めしたLアングルで小さいサーボモータを固定しています。
サーボホーンの反対側はベアリングを使っています。

CIMG1154.jpg
裏から見るとこんな感じです。



板状の部品は全て3DCADで設計してカッティングプロッターで切り出しています。
でも、丁寧に作ればCADがなくてもできるぐらい単純な部品ばかりです。

接着作業小ネタ

今回はこの部品を作ろうと思います(*・ω・)ノ
低発砲塩ビ板で切削して接着しますね。
130421_1530.png






↓接着作業に使うのはこちら↓
CIMG8900.jpg
右から塩ビ用の溶剤接着剤、はさみ、両面テープ、真鍮製のキューブです。

溶剤接着剤は塩ビを溶かしてくっつける接着剤なので、塩ビ同士の接着なら非常に高い強度を誇ります。
ネジを使う必要がなくなるので部品を軽く作れて便利です^^


まず、両面テープでキューブを写真のように付けます。
CIMG8902.jpg
このキューブのお陰で板が垂直に接着できるのです(-_-)b


付けたい場所に置いて接着剤を流し込みます。
CIMG8903.jpg
溶剤接着剤はサラサラの液体なので、接着面にわざわざ塗らなくても隙間から流し込めます。


接着乾燥が完了してからキューブを取り外せば完成ヾ(*´∀`*)ノ
キューブは溶剤接着剤で溶けない金属製のものがオススメです。

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