バーチャルカンパニーで取り組むエレベータ昇降装置です。
各自分担して機構の設計を行なっていますが、それぞれがCADで描いている図面をプリントアウトしました。
描き込み不足で間違いも多く、まだまだ未熟な図面です。製品が完成するまでに何度の書き直しをすることになるのでしょう。
明日から10月で、いよいよ後期に入ります。焦っているのは私だけなのはナゼ？？？
マイコンカーのタイムを向上させるために必要なステアリング歯車のガタを解消することが横須賀大会後の重要課題です。
写真はその部分の歯車の噛み合わせを再現したものですが、左がマクソンモータにつくピニオンギヤ、右は前輪タイヤに直結したギヤです。それぞれ２０枚と６０枚の歯数の組み合わせでモジュールは０．５なので軸間距離は０．５*（２０＋６０）／２＝２０となります。
角パイプにあけた８個の穴はすべて同じに見えますが、じつは距離がビミョ～に違います。上から２０ミリ、１９．９５ミリ、１９．９３ミリ、１９．９０ミリです。
２０ミリでは明らかなガタ（バックラッシュ：backlash）があります。１９．９５ミリでは注意すれば気づく程度のわずかなものです。１９．９７ミリになると全く感じなくなります。そして１９．９０ミリでは明らかに噛み合いがきつくなります。
マイコンカーでは走行中に頻繁にステアリングの切り替えがありガタの存在は制御レスポンスの低下だけでなく歯車の寿命にも悪影響を与えてしまいます。逆に過度な締め付けはスムーズな動作を阻害し歯車の摩耗を促進します。
この部分はマイコンカー制御のキモであるため軸間距離の最適値については継続的な検証が必要なようです。
今日はNC実習についての報告です。
毎週月曜日の午後はNC旋盤とマシニングセンタに分かれ、NC実習を行なっています。
写真はマシニング課題でR30の球面の削り出しです。
フラットエンドミルで荒削りの後、ボールエンドミルで仕上げます。荒は５度、仕上げは２度ごとの分割でAutocadで座標値を求めマニュアルでプログラム化していきます。
とーっても根気のいる作業です。
応用課題として取り組むエレベータ装置の製作です。
基本構想は固まりCADで位置関係を見ながら設計していますが、素人の悲しさで思うように進みません。
1歩進んで半歩下がる・・・ならいい方で、一日まったく進めないときや、振り出しに戻ってしまうときもありました。
カメ以下の歩みですが、これら全てが勉強なのでしょう。また来週からがんばりましょう。
ところで、今日Kくんが就職内定しました。溶接などの産業用ロボットを作る会社の設計です。内定通知書を渡したとき、恐るおそる開く仕草が印象的でした。
ステアリング制御用に使っている高性能なマクソンモータですが、ギヤヘッドのシャフトにあるガタがステアリングレスポンスに悪影響を及ぼします。
このガタをいかに無くすかでマシンのタイムがワンランク違ってきます。これまでラジアル方向のガタばかり気にしていましたが、実はスラストについても対策してやらないといけないようです。
今回ステアまわりのロスをなくしスムーズに動作するような部品を製作してみました。まだ走らせてはいませんが手で動かした限りでは今まで以上の動きをしているようです。
ついでに、ステア部の剛性をあげるためにタワーバーに相当する部品も作ってみました。
連休明けの試走が楽しみです。
注文していたゲートドライバが届いたので，早速動作チェック．
とりあえず正転，逆転，ブレーキ動作することを確認．
当初の目的であるPWM周波数を上げてみた．
モータの時定数の1/10の周期（200kHz）で動作OK！
そしてわかったこと．
コアレスモータ，これは曲者である．
以下，モータのシャフトに20Tの歯車を付けた状態で駆動してみた結果です．
＠マクソンコアレスモータ
1kHzではduty10%で回転数が高い（なぜ？）
dutyを上げていっても殆ど回転数が変わらない（なぜ？）．
10kHzでもその傾向は変わらず．
200kHzにしてみると，dutyに合わせて回転数が変わっていく感じ．
＠指定モータ
1kHzだとdutyに対してリニアでない感じ．
10kHzあたりで，リニアに追従していく感じです．
定量的な測定はしていませんが，そんな傾向がありました．
無負荷回転数で比較するだけでは何ともいえませんが，
モータによって適切なPWM周波数があるんでしょうね．
操舵モータだけでも200kHz駆動にすべきか，悩むところです．
byコンピュータ制御科
エレベータ装置の製作に取り組んでいます。
アクリルケースに３機のエレベータを並列に並べ、それぞれ異なる機構で昇降させる構想ですが、今出ている案は・・・
●スクリュー式 送りねじによる移動の方式
●トラクション式 カゴとオモリをワイヤーでつなぎ中間の滑車をチェーンで駆動する方式
●巻き胴式 ドラムにワイヤーを巻き取る方式
●ラック・ピニオン方式・・・などなどです。
これらの中から最終的に３方式を採用し設計に入りたいと思います。
マイコンカーと機械加工の技能検定に忙殺され、あっという間に過ぎ去った１学期でしたが、いよいよバーチャルカンパニーのスタートです。
今回のテーマは『シーケンス制御によるエレベーター式昇降装置の製作』。
すでに何度かの打ち合わせを重ね基本構想は出来上がっています。
●卓上型であること。机にのる程度の大きさで、目標値は幅５００奥行３００高さ５００。
●３機３フロアー構造。３機のエレベーターはそれぞれ異なる機構により昇降すること。
●シースルー構造。ケースは透明なアクリルを用い内部機構がみえること。
●わかりやすい操作性。押しボタン式で子供でも直感的に操作できること。
●製作納期は年内。年明けは製図の技能検定で忙しくなるため年内の完成を目標とする。
さて、首尾よくいくでしょうか。
９／３
懸案事項であるステアリング部の振動除去の対策として，
センサアームの取り付け部の強化を行った．
フロントギヤボックスに実車でいうタワーバーを取り付け，
昨日届いたプラヒンジを取り付ける．
明らかに剛性が上がった．
ステアリングモータを動かしてみると，
振動が見事に収まっている！
ゲインを上げても振動がない！
DIP-SWで設定可能な最大のゲインにしても振動なし！
タイムは計らなかったが，今までの限界より上の設定で完走．
まだセンサアーム自体の捻り剛性が低いので，
その辺を改良すればタイムをさらに縮められそうだ．
９／４
ステアリングモータのPWM周波数を上げるために，
自作でドライブ基板を設計することにした．
さてどうなることやら．
ゲートドライバが発送されたとDigi-keyから連絡が入った．
来週月曜日には届くかな？
しかし設計は行っているものの，疑問がある．
現在使っているマクソン製コアレスモータの電気的時定数は，約43.4μsである．
時定数の1/10程度をPWM周期にすると聞くが，そうなると周波数にして約230kHzとなる．こんな周波数をマイコンで制御できるのだろうか？
byコンピュータ制御科
９／1
MCR横須賀大会の結果を踏まえて，マシンを改良をしていきたい．
まずは，Z君から指摘のあったセンサアームの変更．
さらにサーボモータのPWM周期の変更．
そのためには，ドライバ基板を自作する必要がある．
早速，ドライバICをネットで注文．
「納期は9/26です」との回答．
そ，それは遅すぎる！
さて他の方法を考えるか．
９／２
横須賀大会で苦しめられた，スネークロードを追加した新コース設計．
製作工数を上げないようにするのが大変でした．
巷で用いられているセンサアームに付けるプラヒンジが届いた．
東急ハンズ渋谷店で通販購入．
モータのPWM周期を1kHzから上げて実験してみた．
2kHz・・・OK
4kHz・・・OK
8kHz・・・ん！動作がおかしい．
割り込みプログラムがうまく動作していない気がする．
ｂｙコンピュータ制御科