創造設計プロジェクト(4年生)

 4 年後期の「創造設計プロジェクト」(180 分 x 15 週) では,半年間に渡るグループワークのロボット開発を通じて,実践的にメカトロニクス技術を身につけるだけでなく,創造性やコミュニケーション能力を高めます.

   



 自分の競技フィールド内にあるピンポン球や空き缶を,相手の競技フィールドに入れるロボットを開発します.ピンポン球 1 個につき 1 点,空き缶 1 個につき 3 点が加算され,合計点が多い方が勝ちとなります.ただし,開発するロボットには以下の制約を設けます. また,ロボットが不調のときはリトライ可能とします.



キャタピラもすべて自作

MDF 筐体

 競技会の動画です.

2008 年度競技会

2011 年度競技会

2012 年度練習

2014 年度競技会


 ロボットは 4 名程度のグループごとに開発します.それぞれのグループのメンバーには以下の役割が与えられます.


 機構設計製作を担当する学生が中心となって,CAD/CAM ソフトウェアとレーザ加工機,3D プリンタなどを利用し,ロボットの筐体を設計製作します.
 フリーウェアの CAD ソフト JW_CAD で図面を描き,本校技術職員が作成した CAM ソフト "NCVC" により NC プログラムを自動生成します.そして,この NC プログラムを実行することでレーザ加工機により部品が生成されます.
 なお,CAD (Computer Aided Design) とは「コンピュータ支援設計」を,CAM (Computer Aided Manufacturing) とは「コンピュータ支援製造」を意味します.
 右図はロボットの車輪を製作した様子です.
 

 右図は平面に切り出された部品を曲げ加工することで,筐体を製作した様子です.

 

 3D CAD ソフトである Solid Edge で図面を描き,部品データを DXF データにすることで,CAM ソフト "NCVC" により NC プログラムを自動生成することもできます.

 "NCVC" の詳細は以下の書籍を参考にしてください.
 


 複雑な 3 次元形状の部品は 3D プリンタで製作します.
 右図は半円状の管を製作した例です.
 

 組込マイコン開発を担当する学生が中心となって
 プリント基板設計用 EDA ソフトウェア "EAGLE" を利用して,送受信回路やモータドライバ (モータ駆動回路) を結線するためのプリントパターンの自動生成を行います.
 なお,EDA (Electronic Design Automation) とは「電子部品設計の自動化」を意味します.
 右図は,コントローラの回路 (無線の送信機および AVR マイコン) のプリント基板を製作した例です.
 

 右図は,ロボット本体の回路 (モータドライバ,無線の受信機および AVR マイコン) のプリント基板を製作した例です.
 
 ソフトウェア "Atmel Studio" を利用して,AVR マイコンを動作させるプログラムを開発します.
 

 戦略構築を担当する学生は,ロボット開発のために必要な物品の調達を行います.学科でストックしている部品の使用を申請したり,廃材 (過年度に開発したロボットを分解するなど) から調達します.これ以外の部品が必要な場合,少額であれば,必要な部品リストを提出することで,新たに購入できる場合があります.
 
 また,コスト表を作成し,随時,更新します.
 

 リーダーを担当する学生は,毎時間ごとのミーティングを取り仕切ります.同時に,グループのスケジュール管理をし,戦略構築を担当する学生とともに,機構設計製作と組込マイコン開発の補助をします.
 また,開発したロボットの操作説明書を作成したり,報告会でプレゼンをします.
 

Page Top