डिजाइन इलेक्ट्रोमैकेनिकल मार्बल मशीन v2.0

मैं अपने इलेक्ट्रो-मैकेनिकल संगमरमर मशीन के दूसरे संस्करण और इसके डिजाइन की प्रक्रिया के बारे में बात करना चाहता हूं। पहली सर्पिल कार के बारे में मैंने पहले ही यहां एक हब पर लिखा था तब से, थोड़ा समय बीत चुका है, और अब, सिद्धांत रूप में, योजना को लागू किया गया है: दो लिफ्ट और दो अवरोही एक प्रणाली के रूप में एक साथ काम करते हैं, यादृच्छिक क्रम में मिश्रण करके गेंदों को एक दूसरे को स्थानांतरित करते हैं। ईमानदारी से, मुझे यहाँ सब कुछ पसंद नहीं है, कुछ चीज़ों के लिए पुनर्मूल्यांकन या बारीक ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है, लेकिन मुझे खुशी है कि सामान्य तौर पर मैंने ऐसा किया। वीडियो पर परिणाम!

मैं एक प्रोग्रामर के रूप में काम करता हूं। जब प्रोग्रामिंग होती है, तो अक्सर ऐसा होता है कि आप एक सप्ताह के लिए कोड लिखते हैं और उसे डिबग करते हैं, लेकिन फिर, इसे पुनर्विचार करते हुए, आप बस एक सप्ताह में ओवरवर्क द्वारा बनाई गई सभी चीजों को हटा देते हैं, और आप दो घंटे में फिर से पहले से ही साफ, काम और कंघी करते हैं। अपनी मार्बल मशीन को विकसित करते समय, मुझे इस तथ्य के बारे में पता चला कि यहां भौतिक दुनिया में, यह सिद्धांत काम नहीं करता है। यह या तो काम करता है, लेकिन कमजोर रूप से ... या मुझे यह समझ में नहीं आता है कि इसे इस तरह से कैसे काम करना है।

कई समस्याएं हैं।

संगमरमर मशीनों के डिजाइनर के रूप में पहली समस्या शायद मेरी अपर्याप्त उच्च योग्यता है; मुझे लगता है कि यह एक अस्थायी कमी है, शायद मैं अभी भी अपने कौशल को पंप कर सकता हूं। मैंने KOMPAS-3D डिज़ाइन वातावरण का उपयोग किया। सच में, इस उपकरण में महारत हासिल करना आसान नहीं है। शायद अब मैं कम्पास की क्षमताओं का लगभग 2-3% उपयोग कर सकता हूं। मुझे निर्देशों का एक गुच्छा फिर से पढ़ना था और youtube पर डेमो वीडियो का एक गुच्छा संशोधित करना था। वर्तमान में, मैंने अलग-अलग हिस्सों को डिज़ाइन करना सीख लिया है, लेकिन मुझे अभी भी नहीं पता है कि उन्हें 3D डिज़ाइन में एकल डिज़ाइन में कैसे संयोजित किया जाए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि घूमने वाले भाग सही तरीके से इंटरैक्ट करते हैं, एक-दूसरे से नहीं चिपकते हैं जहाँ यह आवश्यक नहीं है, कि उनका आंदोलन पर्याप्त हो। फिर, मैं वास्तव में कल्पना नहीं करता हूं कि अगर आधुनिक 3 डी संपादकों में मुक्त भागों के आंदोलन को अनुकरण करना संभव है, उदाहरण के लिए, एक झुके हुए विमान पर एक गेंद की गति, उस स्थान को मॉडलिंग करना जहां गेंद गिरती है और इसी तरह। सामान्य तौर पर, मेरे लिए सीखने के लिए कुछ है।

मैं अपने आत्म-प्रशिक्षण कम्पास का ऐसा उदाहरण दे सकता हूं। यहां तक ​​कि जब मैं पहली सर्पिल संगमरमर मशीनें डिजाइन कर रहा था, तो मैं इस समस्या में भाग गया कि मुझे नहीं पता था कि एक मामूली कोण पर कई विमानों को कैसे बनाया जाए। उन हिस्सों को डिजाइन करना आसान है जिसमें मुख्य विमान ओर्थोगोनल हैं। लेकिन अगर मुझे एक उतरते सांप की जरूरत हो तो क्या होगा? मैं तब आया और इस अजीब चाल का इस्तेमाल किया (इससे अच्छा कुछ नहीं तो मेरे दिमाग को पार कर जाए):



मैंने प्लेन पर एक डिसेंट प्रोफ़ाइल बनाया, फिर उसे बाहर निकाला:



फिर उसने उन सभी को काट दिया जो ऊपर से रेखाचित्रों को पेश करके बहुत ही कम थे:



अब मैं पहले से ही समझता हूं कि इस तरह की तकनीक का उपयोग करना कितना मुश्किल और बेवकूफ था। ऑफसेट कम्पास विमानों का उपयोग करना बहुत सरल होगा, लेकिन तब मैं ऐसा नहीं कर सकता था ... अब मैंने इस तरह के विवरण को बहुत आसान बना दिया होगा।

दूसरी समस्या आंशिक रूप से पहली समस्या से संबंधित है - यह मुद्रण समय है। स्तरित मुद्रण के साथ एक 3 डी प्रिंटर काफी समय लेता है। यह पता चला है कि अगर मुझे अभी तक नहीं पता है कि सॉफ्टवेयर में भागों की बातचीत कैसे करें, तो नोड की कार्यक्षमता की जांच करने के लिए आपको बहुत समय और प्लास्टिक खर्च करना होगा। मेरे साथ ऐसा हुआ कि मैं दो भागों को डिजाइन करता हूं, फिर प्रिंट करता हूं, लेकिन वे एक साथ फिट नहीं होते हैं और मुझे मॉडल में कुछ बदलने की जरूरत है। और यह फिर से समय और प्लास्टिक की बर्बादी है। लेकिन प्लास्टिक बिल्कुल भी महंगा नहीं है, यह इतना दया नहीं है, लेकिन समय है ... हाँ, यह दया है।

तीसरी समस्या अनुभव की कमी है। मेरे द्वारा की गई कई गलतियाँ भोलेपन और अनुभवहीनता से आई हैं। मार्बल मशीन एक रोबोट मशीन है जिसमें अनगिनत राज्य हैं जब आप सभी गेंदों के स्थानों को एक अलग राज्य के रूप में गिनते हैं। मशीन में कई चलते हुए यांत्रिक भाग होते हैं। क्रेन को डिजाइन करते समय, मुझे आशा थी कि मैं चलती प्लास्टिक के पुर्जों को उन पर छेदों के माध्यम से कनेक्ट कर पाऊंगा, जो वाशर पर केवल शिकंजा / स्टड और नट्स के साथ होंगे। लेकिन यह पता चला कि यह काम नहीं करता है। मुद्रण के बाद प्लास्टिक के हिस्सों में डिज़ाइन किए गए छेद या तो बहुत छोटे होते हैं, बहुत बड़े होते हैं, या ऑपरेशन के दौरान जल्दी ढीले हो जाते हैं। वाशर के माध्यम से भी, नट को हमेशा ढीला किया जाता है। एक नायलॉन की अंगूठी के साथ स्व-लॉकिंग पागल स्थिति में सुधार करते हैं, लेकिन नाटक अभी भी अस्वीकार्य है। अखरोट को कसने मत करो - यह लटकाएगा, और कस कर देगा - बहुत घर्षण होगा, मोटर नहीं खींचेगा। मैंने खुद पर यह सब तब तक परीक्षण किया जब तक मुझे एहसास नहीं हो गया कि क्या सही ढंग से संभव होने की आवश्यकता है, अर्थात्: हर जगह बीयरिंग को चलती भागों पर रखा जाना चाहिए। इस तरह के एक सरल समाधान, जो पीछे की और उत्कृष्ट गतिशीलता को हटाता है, न्यूनतम घर्षण और अनायास कुछ भी नहीं। मुझे असर का उपयोग करने के लिए कई मॉडलों को फिर से करना पड़ा। उदाहरण के लिए, स्टेपर मोटर के लिए दो कनेक्टिंग रॉड पार्ट्स के मॉडल यहां दिए गए हैं:



और यहाँ:



अब वे एक असर के माध्यम से जुड़े हुए हैं। मैंने असर वाली सीट से एक खांचे को डिज़ाइन किया, ताकि असर को कसकर हस्तक्षेप में फिट करना संभव हो सके और एक पेंच के साथ इसे कसने की संभावना भी हो।

ये तस्वीरें उन जगहों को दिखाती हैं जहाँ पर अब बीयरिंग खड़े हैं:



और अधिक:



फिर, अगली समस्या संरचना की कठोरता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, मैं एक प्रकार की मैकेनिकल रोबोटिक आर्ट ऑब्जेक्ट बनाने की कोशिश कर रहा हूं, और सफेद, काले और चमकदार धातु का संयोजन आकस्मिक नहीं है। क्रेन रॉड में, मैं एक धातु स्टड M4 लगाना चाहता था। उसे बार को आवश्यक ताकत देनी चाहिए थी और "स्पॉटलाइट्स की किरणों में" चमकना चाहिए था (यदि मेरे पास था)। हालांकि, यह काम नहीं किया। एक धातु स्टड के साथ, बार का वजन और जड़ता काफी बढ़ जाती है। मेरी खराब स्टेपर मोटर ने शायद ही इस तरह की पट्टी को खींचा, लेकिन वह लगभग नीचे गिर गई। मुझे यहां अत्यधिक उपाय करने थे: मैंने अपने प्रिंटर पर 4 मिलीमीटर के व्यास के साथ एक प्लास्टिक सफेद पिन (सफेद पीएलए) मुद्रित किया था, जिसे मैं बस उस बार के अंदर चिपका दिया था जहां मैं धातु पिन डालना चाहता था। यह अच्छी तरह से निकला। बहुत कठिन नहीं है, लेकिन बहुत हल्का निर्माण है। दूसरा विचार जो बाद में मेरे पास आया - क्रेन एक काउंटरवेट के साथ होना चाहिए! और मैंने तुरंत इसके बारे में क्यों नहीं सोचा? यहाँ सवाल है: मॉडल को फिर से करें और पूरे बार को फिर से लिखें या मौजूदा बार और "फ़ाइल के साथ काम करें" के लिए एक छोटा सा प्रिंट करें? मैंने दूसरा चुना, इतनी तेजी से - मैंने एक अलग हिस्सा बनाया जिसमें बीयरिंग और लोड के तहत एक बॉक्स के लिए एक जगह होगी - एक काउंटरवेट:



मैंने छड़ी से पूंछ को देखा और पुराने हिस्से को डाइक्लोरोइथेन का उपयोग करके एक नया हिस्सा चिपका दिया।



यहां पर फोटो ग्लूइंग की जगह दिखाती है। हालांकि ... यहां सब कुछ स्पष्ट नहीं है, क्योंकि नल को कैसे संतुलित किया जाए? जब वह गेंदों को गिराता है तो उसके पास एक चर वजन होता है ... मुझे कहना होगा कि मैंने अभी भी धातु की गेंदों के वजन को कम करके आंका है। हालांकि वे बड़े नहीं हैं, 12.5 मिमी, लेकिन प्रत्येक का वजन 8 ग्राम है, लेकिन एक विस्तृत कंधे पर कार्य करता है। जब क्रेन एक साथ तीन गेंदों को उठाता है, और फिर उन्हें ऊपरी स्थिति में फेंकता है, तो रॉड पर लोचदार कंपन होता है। और मैं उन्हें पहले से कैसे ध्यान में रखूंगा? मैं कल्पना नहीं कर सकता क्या कम्पास या अन्य सीएडी में किसी तरह गणना करना संभव है?

सामान्य तौर पर, इस मार्बल मशीन को विकसित करते समय, मुझे इस तथ्य का सामना करना पड़ा था कि बहुत सारी चीजें काम नहीं करती हैं जैसा कि मैं कल्पना करता हूं। उदाहरण के लिए, सबसे सरल गेंदों को इकट्ठा करने के लिए एक फ़नल है। यहाँ मैंने इस भाग का एक 3D प्रतिपादन किया:



ऐसा लगता है कि यहाँ क्या गलत हो सकता है? लेकिन वास्तव में, यहां तक ​​कि यह फ़नल अलग तरीके से काम करता है, न कि जिस तरह से मैंने सोचा था! मैंने गोले की सतह के हिस्से के रूप में नीचे बनाया और सोचा कि गेंदें इस तरह के कटोरे के साथ लुढ़केंगी और उनकी गति बढ़ेगी क्योंकि वे आउटलेट में चले गए। लेकिन नहीं! यह पता चला है कि गेंदें लुढ़कती हैं और सतह की सीढ़ियां कम होती हैं, वे बाहर निकलने के साथ ही धीमी हो जाती हैं। शायद 0.2 मिमी चरणों की भूमिका प्रिंट परत की मोटाई है? कुछ काफी नहीं है जो मैं चाहता था या सोचा था। लेकिन कम से कम उसने इस जगह को फिर से तैयार नहीं किया।

एक और महत्वपूर्ण मुद्दा यह है कि दो संगमरमर मशीनों को एक में कैसे डॉक किया जाए? मेरे पास पहले से ही एक सर्पिल मशीन थी और यह काम करता है, क्या इसे वैसे ही छोड़ा जा सकता है? पहली सर्पिल मशीन से गेंदों के प्रवाह के स्तर पर सहमत होने के लिए, मुझे इसे पूरी तरह से अलग करना पड़ा, इसे कम्पास में डिज़ाइन किया और सर्पिल रैक के लिए स्टैंड को प्रिंट करने के लिए इसे उच्च बनाने और मशीन को फिर से इकट्ठा करने के लिए प्रिंट किया। फिर एक प्रवाह स्विच, एक ट्रिगर, एक ट्रिगर के नीचे एक जाल, पटरियों और घुमाव के साथ आना आवश्यक था। सामान्य तौर पर, निर्माण प्रक्रिया काफी दिलचस्प थी। मेरा एक दोस्त है, और उसकी पत्नी एक कलाकार है, और मुझे लंबे समय से मछली के साथ एक चित्र बनाना याद है। मैं उनसे मिलने आता हूं, मैं देखता हूं, ऐसी सामान्य मछलियां हैं। एक हफ्ते के बाद मैं आता हूं - और एक ही तस्वीर में मछली पहले से ही दूसरी दिशा में तैर रही है। तो मेरे पास भी कुछ ऐसा ही था। आज मैं इसके साथ आया और यह किया, लेकिन कल मैंने फिर से सब कुछ बदल दिया और फिर से डिजाइन किया, एक और मॉडल मुद्रित किया, इसे स्थापित किया, इसका परीक्षण किया।

आगे, मैं आपको बताऊंगा कि अन्य विवरण क्या डिज़ाइन किए गए थे। नीचे इन मॉडलों का एक 3D प्रस्तुतिकरण दिया गया है। क्रेन स्टैंड:



इंजन ड्राइवर कार्ड के तहत एक रैक लैंडिंग खुलने पर प्रदान किया जाता है।
मैं क्रेन स्टैंड के लिए दूसरा भाग संलग्न करता हूं: स्टेपर मोटर धारक:



एक अप्रत्याशित समस्या भी थी - धारक बहुत टिकाऊ और बहुत मोटा था। अब इंजन को कूलिंग की समस्या है। आपको इस साइट को नया स्वरूप देना पड़ सकता है।

ऊपर से रैक पर, क्रेन रॉड का समर्थन करने के लिए एक असर सीट के साथ "त्रिकोण" भाग को शिकंजा के साथ बांधा जाता है:

क्रेन रॉड से दो हिस्से:



और यहाँ:



सबसे महत्वपूर्ण भागों में से एक ट्रिगर ट्रिगर है:



और एक ट्रिगर से गेंदों को पकड़ने के लिए एक और कटोरा:



कई अन्य छोटे विवरण हैं जो एक तरह से या किसी अन्य का आविष्कार किया गया था, डिजाइन और चलते-फिरते मुद्रित।

आपको सच बताने के लिए, सभी मैकेनिकों को इकट्ठा करने के बाद, जब मैं इलेक्ट्रिकल और प्रोजेक्ट के सॉफ्टवेयर भाग में स्विच किया, तो मैंने भी राहत की सांस ली, वहीं सब कुछ सरल है!



मार्स रोवर 3 बीआईएस के एफपीजीए बोर्ड को प्रोग्राम करने के लिए, दो स्टेपर मोटर्स शुरू करें, क्रेन सोलनॉइड को कनेक्ट करें और रीड स्विच के एक पोल को व्यवस्थित करें, यह मुझे संगमरमर मशीन रोबोट के यांत्रिकी के डिजाइन और कार्यान्वयन की तुलना में बहुत सरल काम लग रहा था। लेकिन FPGA प्रोग्रामिंग, यह एक और कहानी है, अगर किसी को दिलचस्पी है, तो आप यहां पढ़ सकते हैं ।

अब मैं पहले से ही संगमरमर मशीन v3 के अगले संस्करण के लिए निम्न प्रकार के लिफ्टों के डिजाइन के बारे में सोच रहा हूं। यहां विकल्प हैं: आर्किमिडीज़ स्क्रू, स्टेप होइस्ट्स, गियर। उसके सिर पर प्रहार करने के लिए कुछ सोचना और कुछ करना है।