CNCの防音BOX 制作物 2023年12月25日 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 PR
【かわロボ】スライダヘッケンリンクスライダヘッケンリンク(うしとら脚)の設計方法 技術関係 2022年09月04日 からロボの足リンクの書き方です。久々すぎてからっ風の脚リンクの書き方を忘れていたので、整理のため記録します。CADはFusion360を使っています。手順としては、1. 普通の疑似ヘッケンリンクのリンクのリンク比を検討 （180度回転するヘッケンリンクはリンクが反転するリスクがありますが、これに対してリンク比を修正したものを、ここでは疑似ヘッケンと呼びます）2. スライダで疑似ヘッケンリンクを作成3. スライダを曲げて、120度区間で完全円軌道を作る （スライダ一本のうしとら脚）おまけ：スライダ2本のうしとら脚を作る（オリジナルに近いもの）の順で設計します【1. リンク比検討】1.1 クランクとスライダの位置を決定からっ風は・クランク直径：20mm・クランク中心からスライダの位置：31mmとしています。 1.2 4節リンクを書くクランクから揺動節の距離：10.7mm揺動節の長さ：約31.008mm ※作図で出しましたクランクから足裏までの距離：50mm書き方はいろいろあると思いますが、からっ風はクランクが一番下になったときに足が最下点に来るよう揺動節の長さを決めています。この場合の本来のヘッケン比は、クランクから揺動節の距離10mmです。0.7mmクランクずらしていますが、クランク半径と比(0.7/10)をとって、ここでは7％上げと呼びます。この値が小さいほど、脚を上げる角度が大きくなりますが、加工誤差などでロックする可能性が高くなります。スライダの場合も、スライダにかかる荷重が大きくなり、ロックしやすくなりますが、スライダのほうが比較的小さい補正にできるようです。からっ風は7％上げで動かすために、スライダにΦ8のボールベアリングを入れて対策しています。1.3 可動域の確認脚の振り角が最大になるポイントを作図します。今回はリンクを拘束した後、振り角を手入力して最大値を求めました。振り角は72.9°＋66.0°＝138.9°です。これが120°＋αを超えると、120度のうしとら脚が作れます。揺動節の長さを調整すると、前後の動作角度が変わります。うまく調整するといいことがあるかもしれません（未確認）この時点で足裏を書けば、4節の疑似ヘッケンリンクです。154.3°と18.2°は後ほど使います。 【2. スライダ疑似ヘッケンを作成】2.1 スライダ溝を書く脚が最下点になる位置で固定する(書きやすい位置でOK)先ほどの154.3°と18.2度と4節リンクの長さを使用し、脚リンクから見たスライダの位置を書きます。追加した2点と、スライダ溝の点をつないだ円弧がスライダの軌跡です。4節リンクの節と同じで、R31.008mmになります。 2.2 形状を書く適当に肉をつけて、押し出せばスライダヘッケンです。形状の注意は完成後に。このままだと足裏軌跡が上下に動いてしまうので、ロボットが振動します。疑似ヘッケンの足裏は知見がないので、別の方の資料を参考にしてください。足裏の設計ソフトにはLINKSというものがありますので、参考までに。 【3. うしとら(スライダ一本)】3.1 スライダを修正する今まで書いた疑似ヘッケンリンクでは足裏の形状を工夫しないと、振動してしまいます。これに対して本来のヘッケンリンクでは、足裏がシンプルな円弧になりますが、リンクがロックしてしまいます。これらの良い所を選べるのが、スライダリンクのいいところです。下記の方針でスライダ溝を設計します。・足が接地するタイミングは本来のヘッケンリンクを使う・ヘッケンリンクの死点は疑似ヘッケンリンクで回避する作図方法：①設置させる120°の区間は、クランク中心から円弧を引く②スライダ端は疑似ヘッケンリンクに合わせる③間はいい感じにつなぐ 直線でも動きましたが、円弧で接線を引いたほうが加減速が滑らかになるみたいです ※原理的には4節リンクのリンク比を可変にしているのと同じです。3.2 形状を書くスライダに合わせていろいろ書いた結果がこちら。注意点は(1)足裏とスライダのフレームに隙間を開けている。 これは、脚にかかった衝撃でスライダが曲がるのを防ぐためです。 足裏は折れても動けますが、スライダが曲がると行動不能になります。(2)足裏の先端は剛性を低くしている 脚が接地する衝撃を緩和するために、バネにしています。 脚が完全に水平に設置すれば振動しない設計ですが、 実際には斜めに接地したり、加工誤差で理想的な軌跡にならないため、衝撃吸収できる跳ねずに加速がよくなります。(3)足裏を分割できるとメンテ性が良いが、根元に応力集中するので注意 昔はよく折れました足裏の凹凸はウレタンゴムの注型で作っています。 （今までと図が左右逆です）この方法の良い所は、スライダ溝の設計自由度が高いことです。例えば、両端で切り返しのリンク比を変えるのも可能です。脚の加減速を緩やかにして振動を減らすなども可能なはずです。からっ風ではそこまでできていませんが、応用の効く技術だと思います。アームのスライダ溝も曲げて動作角度を調整しています。おまけ： スライダ2本のうしとら脚を作る私はからっ風の脚をうしとら脚と呼んでいますが、これは20009年のかわロボに出場していたた「艮(うしとら)」というロボットの脚リンクを参考にしたためです。オリジナルの艮はスライダが2本で、90°位相の4枚構成でした。オリジナルの書き方とは違うかもしれませんが、スライダ一本版のうしとら脚を反転して反対側にもスライダをつけると、2本スライダになります。（作ったことはないので、動作未確認です）2本スライダのメリットとしては、・リンクの切り返しで死点近くを通らないため、切り返しが滑らか （おそらくボールベアリングは不要）デメリットとしては、・120°の脚を書くとくびれが細くなりすぎる・クランクが上に上がると足が拘束されなくなり、遊びが大きいという特徴があります。 以上
かわロボ からっ風Schwarze ３Dデータ かわロボ 2019年10月30日 からっ風Schwarzeの３Dデータを公開します。何かの参考なればよいと思っています。3Dデータ： https://1drv.ms/u/s!AvHExNVmsJPe3uxT2ImfR2l6cx5otg?e=Rc14Ta3Dデータ中身： ・胴体全体(脚部品省略版)・脚ユニットのみ（オムニ以外の全パーツ）2019年の大会でベルトが千切れる問題等の対策版です。まだ加工すらしていませんが・・・・。以下データのキャプチャ画像です。・全体図 ・脚ユニット ・脚カム周辺 ※メインの設計データ(2D)はこんな感じです。ここから３Dに起こしてみました。 部品の加工は主に・CNCフライス(A7075、PC、POM)・3Dプリンタ(ナイロン)です。複雑な部品は多分３Dプリンタの外注です。エンドミルの隅Rは基本的に省略しています。・データのキャプチャ＆公開はご自由にどうぞ・設計の丸コピーも問題ありませんが、動かなくても知りません・・・。・データの2次配布は禁止しませんが、できるだけ本記事を紹介してもらえると助かります。 最新データへアクセスできるようにする予定です。・データ使ったらコメント残してもらえるとありがたいです。(強制ではありません)
ウレタンゴムの注型 技術関係 2019年09月01日 高専ロボコンの足回りに使っていたウレタン部品を見せてもらい、摩擦がいい感じだったのでウレタンの注型に挑戦しました。今回は材料の入手性から日新レジン アダプト60Lを使用して、かわロボの足裏を作ります。URL: http://www.nissin-resin.co.jp/color%20urethane%20rubber.htm【製作手順】①型とインサート部品を切削足裏のフレームとなるインサート部品はPC板から切削。ウレタンとの接触面は表面積が増えるように凹凸をつけ、端には剥がれ防止の返しを付けています。詳細は写真参照。型も同様に切削し、離型用にフッ素系の撥油スプレー塗布（ちゃんとした離型剤の方がおすすめ）今回の型は側面＋下板に分割しましたが、離型時の型分割は考えた方が良いです。抜けない・・・。 左から足裏のフレーム、樹脂型、真空おひつに入れた状態②ウレタン樹脂を混ぜる取説通りの分量を混ぜ、全力で混ぜる。今回は主剤70g、硬化剤23gくらいで、大部分を余らせる予定。着色料は数滴で十分でした。③型に液状ゴムを入れる後述の理由で、型からはみ出すくらい多めに入れた方が良好な仕上がりでした。厚さ5mm分くらい余分に入れています。 ④減圧脱泡脱泡容器(真空おひつ)に入れて減圧します。完全に脱泡することはできないものの、泡が表面に集まればとりあえずOKとしています。表面の泡は硬化後切り落とします。真空おひつでは減圧が足りないようですが、何度か減圧→常圧を繰り返すことで、そこそこ気泡は抜けるようです。30分くらい衝撃加えたり傾けたりして泡を抜く努力をしたのち、常圧に戻して放置。 ⑤効果まで放置離型12時間と記載されていましたが、作業時間の関係でほぼ24時間硬化しました。表面にかなりの気泡が残っていますが、この部分は切り落とすので問題ありません。 ⑥離型型から抜くために、余分な部分を切り落とします。怪我に注意。 余分な部分を切り落としたら、型から足裏を外します。型には張り付かなかったものの、隙間が無いため押しても抜けないという状況に・・・。最終的にハンマーで打ち抜きました。型は分割できた方が良いです。 切り離した面は表面が荒いが、型についていた方は綺麗な平面足裏にも気泡は残っていますが、ちぎれない限りは気にしない方針で。 ⑦仕上げと組み立てバリなどを仕上げて、組み立てます。3枚を1ユニットにしたらかわロボの足裏の完成。 【結果】・グリップ・強度は良好だと思います (まだ機体の稼働時間が短いので耐久性は不明)・コストはシリコンシーラントより高いものの、24時間で硬化するので生産サイクルは短めです。 シリコンシーラントが削れて床に付着すると非常に滑りますが、ウレタンなのでそれは無そう。これは個人的に重要なポイントです。・ウレタン板からの切削と比較すると気泡の不安はあるものの、グリップは良いように感じます。表面状態の影響かもしれませんが、硬度等条件が違うので、断言はできません。 あと比較的安いので設計変更変更しやすいのもメリットの一つ。【使用したツール】・日新レジン アダプト60L・竹炭 丸型真空おひつ(ポンプ付)・紙コップ・カッターナイフ・ハンマー・CNCフライス（型加工）etc【注意点】容器を開けた後のウレタンの液は硬化剤を入れなくても固まってしまうらしいので、開けたらなるべく早く使い切りましょう。あと服につくと落ちません。以上
からっ風 Schwarze Katze テクノクエスト仕様 かわロボ 2019年04月21日 からっ風 Schwarze Katze テクノクエスト仕様まとめ 成績：優勝 公式結果URL： https://www.kawasaki-sanshinkaikan.jp/robo/wp-content/uploads/2019/03/Techno_k.pdf 試合中の車載動画： ロボット概要：バトル用のからっ風 Schwarze Katzeに5軸カメラアームを取り付けた構造。 概略設計書： コンセプト： １．距離感を得やすい映像・情報を操縦者に提供する ２．メカもプログラムもできるだけ簡単に作れて、そこそこのスペックで動くシステムを作る ３．マッピングに挑戦する主な使用部品：・カメラ： HDR-AS300 (sony)・サーボ： RS306MD(双葉電子) ×6個・ワイヤレスHDMI： LDE-WHDI202TR（Logitec）・ワイヤレスHDMIバッテリ：PowerCore 5000(Anker)・HDMIケーブル： DH-HD14SSU10BK(エレコム)・放射温度計： HT-290(Somnus258)・LEDレーザー：POOPE-JGWD-CAR-B(POOPEE) ・ディスプレイ：ノートPC＆小型ディスプレイ カメラ＆伝送系： 昨年よりワイヤレスHDMIとカメラ内蔵wifiを使用。 カメラ本体 →ワイヤレスHDM(5GHz帯)→モバイルディスプレイ(メイン) →内蔵wifi(2.4GHz帯)→USBアンテナ+USB延長ケーブル2m→PCディスプレイ(サブ) という2系統。仕様書には書いていないが、HDR-AS300はHDMI出力と内蔵wifi、SDへの記録が同時に行えるので2系統の通信が可能。 メーカー・機種によってはどちらか一方しか出力できない場合もあるので、選定には注意が必要だと思う。 ワイヤレスHDMIは通信距離7mほど。会場の壁を挟んでもレスポンスは良いので操縦の遅延は気にならないレベルで、タイムの短縮に有効だった。wifiは出力弱いので距離が飛ばず、遅延が大きいものの、USB延長ケーブルを使用して壁の反対側までアンテナを伸ばせば大きな問題なし。ただし、HDMよりは遅延大きめ。 こんな感じで2画面体制放射温度計： 例のごとく温度計のディスプレイをカメラでのぞき込む方式。 放射温度計は測定距離眺め、ディスプレイ大きめだと操縦しやすいと思う。 カメラアーム： 軸数：6 アーム長：約350mm 昨年までのアームはこんな感じでした。 1軸増やして6軸になったため、真後ろを見れるようになった。後部がよく見えるため、フィールド端や壁のギリギリまで接近させることができる。フィールドの縁が怖くてうまく旋回できなかったプレ大会の課題を解決できたように思う。※今回の競技では使う機会が無かった 設計・製作は作りやすく、安全性の向上を目標に。 組み立てやすさは３Dプリンタ前提の設計で部品点数を少なくし、組み立てを楽に。 ３Dプリンタは持っていないので、部品造形はDMMの３DプリンタサービスでMJF-PA12GBで依頼。予備部品含めて2万円/1台程度。↓こんな感じで造形を依頼 予想以上に造形精度がよいため、ほとんど追加工なく組み立てることができた。 ただし、表面がざらざらしているのを放置した摺動性は悪く、摺動部の組み立ては苦労した。グリースを付けても油が拡散してしまうため、当日は追いグリースで何とか・・・ 安全性の向上としてはできるだけエッジを減らすことと、配線の露出を少なくすることで、アームや配線が引っ掛かって行動不能になることを回避した。 配線類はできるだけ関節の内側を通している。 上体の揺れによるモーメントでサーボが破損するのも怖いため根元はスラストベアリング＋揺れ防止のガイド付き トルクOFFにしたときにサーボの動作範囲を超えないようにストッパーを付けている また、適度に減速・バネ補償を加えることで、長時間アームを伸ばしても熱で落ちない構造になった。 サーボへの負荷が小さくなったので、RS301CR(定価9000円)×6からRS306MD(週間ロボゼロで2000円くらい)×6へ大幅コストダウン！ （はるか昔に1ダースまとめ買いしたサーボがやっと役に立った）念のため根元3軸分は金属ギヤに交換した。 今回作ってみて、カメラの軸が中心からずれていると操縦しづらいことがわかった。ずれていると、映像の進行方向が曲がっているように見えるため、カメラが曲がっているのか、進行方向がずれているのかわかりにくい。3D地図：３D地図は後処理で行っている。カメラで撮影した映像を一定時間ごとに画像化し、ReCap Photoにて3次元を構築する。ReCap Photoは画像の特徴点を自動検出して、２D画像から３Dを構築できるソフトで、リアルタイムに地図を作成するソフトではないので注意の必要あり。肝心のデータは・・・ なんとか、それっぽい見た目になった。スタートから白いエリアを超えるまでの29枚を合成。画像の左下の点はカメラ位置。参考までにデータを増やすと異次元空間に・・・・ 画像の合成が上手くいかない理由としては、カメラの視点を動かしているため、特徴点が一致しない空間があるのかなと。カメラは固定で、フィールドをぐるっと回った方がよいデータになりそう。
