制作物｜白黒サイクル

[PR]

2024年04月27日

[PR]上記の広告は3ヶ月以上新規記事投稿のないブログに表示されています。新しい記事を書く事で広告が消えます。

CNCの防音BOX

引っ越しを機に防音BOXを新調したのでまとめます。
作ったのは2021年の話ですが、そこから2年くらい放置気味でした。

2020年まで使っていた初代防音BOXは防音性能が低いのと、
扉を開けるたびに切粉が飛び散るので、何とかしたいと思っていました。

製作の目標は
①防音性能を高める
②切粉が飛び散るのを防ぐ
③作業台が欲しい
④吸音材に切粉が付かないようにする
あたりです。

作ったもの：

アルミフレームで柱を作り、そこにMDF板をつけています。
こうすることで、掃除の時に分解しやすくしています。

CNCはオリジナルマインドのRD300です。

①防音性能

　底を21m、全周を板厚15mmのMDF＋吸音材で覆っています。
　底に吸音材を貼ると掃除が大変なので、CNCの真下の板の裏に吸音材を入れています。

　また、床に振動が伝わっては意味がないので、防振は力を入れています。
　キャスタを通じて床に振動が伝わらないよう、2段階に制振材を入れています。
　1段目はおまけ程度で、普通の制振ゴム、
　2段目がメインで、ちょっと高めなエアーエアーダンパー(WF4016)を使っています。

　吸音材はYYT吸音ボードの板厚0.9㎝を使用しました。
　この吸音材は厚みごとの性能が公開されているので、厚みを選びやすいのが特徴です。
　（専門メーカーではなさそうなので、どこまで信頼できるかは怪しいですが）

　メーカーのページが見つからないので、性能はwebで調べてみてください。
　参考：　amazonの製品ページ　※amazonなのでリンクが変わる可能性があります
　板厚は0.5㎝と0.9㎝では吸音性能に差がありますが、
　0.9㎝と2㎝は低周波以外あまり変わらないようでした。

　結果として、防音性能はいい感じです。
　A2017を削っていてもあまり気にならないくらいで、
　隣の部屋にいると換気扇のほうが音が大きいくらいです。
　※換気扇の音がとても大きい

　A7075を削ると高音が目立つので、その点は改善の余地ありといった感じです。

②切粉が飛び散るのを防ぐ

　切粉が扉にくっつくと、扉を開けるときに切粉が床に落ちる問題がありました。
　この対策として、
　・切粉が付着しやすいあたりを開閉しないよう壁を作成
　・扉を斜めにし、切粉が付着しても防音BOX内に落ちる構造
　

　にしました。
　
　おまけで、扉の前に猫砂トイレマットを敷いています。
　今日敷いたので、この効果の確認はこれからですね。

③作業台が欲しい
　今まで防音BOXの上で作業していたので、ちゃんと机を作りました。
　板厚15mm＋アルミフレームなので、そこそこちゃんと使えます。
　汚れたり傷がついて使いにくくなったら、新しい板に入れ替えやすいのが良い点です。
　
　作業台と防音BOX本体の間にはNCボックス(7)が入るくらいの隙間が空いています。
　いろいろ置けるので便利。

④吸音材に切粉が付かないようにする
　以前はホワイトキューオンという吸音材を使っていたのですが、
　これは切粉が表面に付着しやすい問題がありました。
　特に黒いポリカの切粉がくっつくと、内側が真っ黒に・・・。
　しかも取れないので、悩みの種でした。

　対策として、今回は内側に家庭菜園用の不織布を貼っています。
　これで切粉が付着しにくいのと、汚れたら剥がせばいいので、メンテが簡単です。

加工について

　MDFの加工はストーリオ様に依頼しています。
　穴無しのカットのみ依頼して、価格は全部で2万円くらい(2021年)でした。
　URL:　https://www.storio.co.jp/materials-and-processing-type/plank-material#index-2
　加工精度は±1.5mmくらいで、特に調整等は必要ありませんでした。
　自分の穴開け精度のほうが悪いので・・。
　精度の資料：　https://www.storio.co.jp/howtodiy/howto_plan

結果
　満足度の高い防音BOXになりました。
　作業性は非常によくなり、音も気になりません。

　使っていて気になった点としては
　・熱がこもる
　・扉を開けないと中の様子が分からない
　の２つで、特に熱のほうは対策しないとスピンドルの寿命に影響しそうです。
　保冷材でも貼って、アルミフレームを冷やそうかなと。

3Dデータ
　３Dデータも公開します。
　防音BOXで悩んでいる方がいましたら、参考までに。

　【注意】
　実物で調整しながら作ったので、部分的に３Dデータと実物の形状が違います。
　また、自分で使う用途のため安全には最低限の配慮しかしていません。
　使い方によっては、指を挟むなどけがの恐れがあります。
　本データの利用は自己責任でお願いします。
　以上に同意いただける方のみご利用ください。

　３Dデータ：　CNC防音BOX.iges

　Fusion360で木材テクスチャを使うと中間ファイルに対応していないらしく、
　色は真っ黒になっていると思います。

以上

からっ風　Gimlet

からっ風　Gimlet　データまとめ

成績
第23回かわさきロボット競技大会
　決勝トーナメントベスト32位
　デザイン賞受賞

概要
jagt(2013)→Pussyfoot(2014)→BEEK(2015)に続く改良型
スタートダッシュからの高機動戦用ロング(ミドル?)ロッド機
BEEKと比べて主な改良点はアームの強化と機能の切り分けによる使いやすさの向上

機構概略図

BEEKからの変更点

１．アームのトルク不足を改善＆動作速度UP

・アームのモータを増やした
　2個→3個に増加

・リンク比の変更。スライダピンをクランクに近づけた。
　リンクの高トルク範囲の拡大
　
・リンクの中心を20度上方向にずらした
　攻撃で使用できる高トルク領域の拡大
　アームの基本位置がリンクの最下点なので、アームを接地させる場合は
　アームユニットのサーボを動かしでカウンタアームごと下げて対応

・アームの減速比変更
　初段　　54：16　モジュール0.5平歯車
　2～3段　24：1　ツカサ電工　KUギヤヘッド　
　最終段　26：10　モジュール2 アルミ
アームリンク　約2.5:1

最終減速比約530:1

・アーム歯車の転位係数調整
　大歯　-0.4
　小歯　+0.4

2.軽量化
・カウンタ展開機構削減
　展開時にカウンタアームを展開していたが、カウンタを固定式とした。

・レニー製ねじ、タッピングねじ(Pタイト)の使用による軽量化
　

3.その他メカ関係
サーボ変更
・RS405CB(トルク型)→RS406CB（スピード型）に変更してアームユニットの動作速度UP
※写真はRS405

サーボセイバー搭載
本体が浮き上がるレベルの衝撃が連続して入ると流石にサーボが壊れるため、
衝撃を吸収するサーボセイバー機能入りの歯車を使用

4．回路関係の変更

・回路の小型化
MC402CRを3つ繋げたセットを使用
アングル型の放熱板で、固定板に熱を逃がす構造になっている
ただ、樹脂に固定しているため効果はほぼ無し

・ジャイロ搭載
実装したものの、動作が安定せず、本大会では未使用・・・

アームの制御方法の変更
・センサを可変抵抗→光学式エンコーダへ(Pussyfootと同じセンサ)
・基本的にPID制御でゲインはマージン大きめ。
・現在角度が水平付近、入力角度最大の時、ESCへの信号を強制的に100%とすることで、位置でも欲しいタイミングでトルクを出しやすくなった。
　その分オーバーシュートが大きくなる。

感想など

展開機構がかあったため、アームが少し短くなった。
ロングロッドというよりはセミロングといった感じで、より高機動戦がやりやすくなったと思う。
アームのトルク不足問題はほぼ改善し、力不足感はなかった。

足回りは2年前から変更なし。部品もそのまま
プロポの設定で旋回をマイルドな仕様にしたため、多少扱いやすくなった。

今のところ動きや性能に不満はないので、しばらくはメカはこのままで回路の改良をしていこうと思う

からっ風BEEK

からっ風BEEKまとめ

1. 概要
からっ風Pussyfootをベースに、機体剛性を向上した機体
主な変更点
・回路ケースを頑丈に
・アームユニットの回転をリンク→ギヤに変更してガタツキの低減
・KUギヤヘッドを旧→新(旧部品の手持ちが終わったため)
・リンクサス根元の構造見直し,剛性向上
・リンクサスのパンタグラフリンクを後部に移動し(回転中心からの距離を長くした

左：Pussyfoot
右：BEEK

2. 戦歴
　参加大会：第22回大会
　予選第1回戦敗退
　敗者復活戦第1回戦敗退
　

3. 機構概略図
再提出・指摘項目はありませんでした。
※BEEKの機構概略図です

4. 歩行機構

4-1. 概要
　機構：うしとら脚(12脚)、不整地用スライダリンク(4脚)
　モータ：RS380PH
　ESC：MC402CR

　メイン歩行機構：うしとら脚(スライダリンク)×12
・120度円弧軌跡のスライダリンク
・クランク半径10㎜
・足先半径：55㎜
・クランク中心―スライダピンの距離：31mm

　不整地用：スライダリンク×4
・前後のメイン脚の中間に設置
・クランク半径
・クランク中心―スライダピンの距離：21mm

4-2. ギヤ関係
・ギア比(メイン脚※)：
　　初段　　64：8　平歯車　m0.5
　　2段目　 20：8 平歯車　m1.5
　　3段目　36：18 タイミングベルト　S3M
　　合計　40：1

ピニオンはKHKロボット用ピニオン
初段大歯車はKGの真鍮歯車
2段目～タイミングプーリーは自作
補助脚はベルト伝達の前についている

・歩行速度（計算値）：およそ1.7m/s　（モータを200rpsで計算）

・去年からの変更点
　ピニオンT10→T8、スパーギヤも小型化
　２段目の歯車をm2->m1.5

4-3. 足裏について

前足：
シリコン足
作り方はこちら

走ってると結構ボロボロになってきます。

後足：
旋回性能を上げるためオムニホイール構造。
ローラー：ウレタン　内径２外径６幅３、ショア７０
シャフト：Φ２SUS
スラストワッシャ：POM　内径２外径４厚み０．４

補助足：
　ゴムワッシャーを張り付けている

4-4. 去年からの変更点
　・ウレタンの硬さをショア９０→ショア７０（グリップUP）
　・オムニ脚のねじ止め位置を外側に変更し、ローラー脱落防止

4-5. ベアカム
　クランク半径10㎜
　去年ドラメで大失敗したため、今年はしっかりベアリング化。
　ベアリングは内径3外径8幅4㎜
　横方向の力はポリスライダーワッシャーで受けている
　m3ネジを貫通させて軸方向を固定、Φ2のSUSピンを3本貫通させて回転方向を固定している。

カムなので脚は結構薄めです。スペーサの長さだと
前足：３５ｍｍ
後足：３０ｍｍ

4-6. 足回りまとめ：
　構成も使い勝手もほぼ去年と同じ。
　全体的に剛性が上がったので、気持ち加速が良くなった印象。
　デメリットは直進が難しいこと、押し合いで前輪が浮く事と左右を固定する方法が無いこと。
　旋回中心の違いは「慣れ」で解決できそう。

5. 腕機構

5-1. 概要
リンク等はPussyfootと共通
・±45度程度は高減速、＋40～90は高速なリンク※
・腕クランクのベヤリングを内径3外径8から内径4外径11に変更(割れるため)
・角度センサをインクリメンタルエンコーダから可変抵抗に変更

※大会後に確認したところ、＋30度くらいまで高トルク(2.8倍程度)で、それ以上はトルクがスカスカなことが判明。
これの改善がオフシーズンの課題

5-2. 腕ギヤボックス

モータ：RS-380PHを2連装

減速比：
　初段　１４：６０　平歯車　m0.5
　2段目　２４：１　ツカサ　KUギヤヘッド改造品
　3段目　２６：１０平歯車　m2　自作歯車
　合計　２６７：１
　　（水平付近ではリンクでさらに2.8倍程度減速）

補足：ギヤヘッドについて--------------------------------------
BEEKからKUギヤヘッドのモデルを変更しました。
理由はPussyfootまでで使っていたモデルは数年前に廃止されて手に入らなくなってたってことなのですが、
旧KUで問題となっていた「インターナル歯車の固定部が壊れて空回りする問題」が改善されて滑りにくくなっています。
自作ギヤボは面倒だけど高減速比が欲しいって方にお勧め。
似たようなギヤボックスに電ドリ遊星、IGシリーズなどがあります。お好みで。

-----------------------------------------------------------------------

追記(151225)：リンクの動きはこんな感じです。

6. 腕ユニット回転
・アーム機構自体を回転させるための機構
・カウンターが丘に当たるのを防ぐため、上げ下げする
・ギヤ伝達（アーム機構ではない）

使用サーボはRS405CBで1.5倍くらいに減速＋バネで補助。
（バネが無い場合も動作はするが発熱大きい）

7. プロポ
今まで使っていた6Jを貸したため、14SGを使用

・左スティック

　　　　　前進

　　　　　　↑
　左旋回←　　　→右旋回
　　　　　　↓

　　　　　後進

・右スティック

　　　　アームユニット下げ

　　　　　　　　↑
　アーム下げ←　　　→アーム上げ
　　　　　　　　↓
　　　　アームユニット上げ

・5ch（左上トグルスイッチ）
スイッチOFF→ONでスタート時のアーム角度に移動(アームを上げた状態、低トルク)
その後足回りに一定以上大きい信号を入れると通常モードに移行

・6ch（右サイドレバー）
貸出モード(足の出力信号×0.4倍)

・追記(151225)：操縦方法まとめました

8. コントローラー
制御にmbedを使用。配線は汚い・・・

8-1. やっていること：
・受信機からの信号6ch分の読み込み
・2，4chのVテールミキシング
・アームの角度制御(P制御)
・RS405CBの角度信号出力
・スタート時のアーム動作自動化

8-2.やりたかったこと：
・ヨー方向の角度(もしくは角速度)補正
・アームのPID制御
・アームユニットの水平化制御

8-3. 課題
・課題１
アームの角度制御はアームにつけたポテンショメータを使って角度読み込みだが、
電圧が揺らいでいるらしくクランクの角度で±3度程度ゆらぐ。
また、たまにノイズのようなものを拾って変な値になる。
そのためDゲインを入れると不安定になり断念・・・。
調節している時間もないためIゲインも断念。
Pだけなのでゲインも上げられず、アームのトルク不足が深刻になった。

・課題２
オムニ脚にしたところ旋回性が上がり過ぎ、微妙な回転数差で旋回してしまうようになった。
モータの個体差大きい上に進角の差もあるため直進できない。
そのため、ジャイロ等でヨー角の制御をしようとしたものの、調整が間に合わず未実装

9. マシン全体の感想
・全体的な剛性が上がって試合ができるようになってきた。
・足回りのメカは加速・スピード・踏破性能良好で不満は無し。
・アームは30度程度上げたあたりからトルク不足になるため、相手を投げられない・・・
・横転しやすい（横転から復帰できない）
・2関節アームの操縦が難しく操縦ミスが連発した問題は、アームの位置制御と慣れで大体解決した。

やっとまともに戦えるようになってきたなーと言ったところです。

(かわロボ)シリコーンシーラントの足裏の作り方

シリコーンシーラント足裏の作り方をまとめます。
2014年,2015年のからっ風シリーズで使用しました

１．型に離型材(ワセリン)を塗ります
・離型材にこだわりはありませんが、硬度があって多少厚塗りできるものが良いと思います
・ハンドクリームも使えるけど匂いが残ると聞きました
・型はPOMを使っています