Методичка. Учебнометодическое пособие для учителя 2 Все права принадлежат гк digis (ооо цс импэкс)
 Скачать 4.96 Mb.
|
|
Деятельность в классе: 1. Теоретическое изучение перемещения рабочего инструмента в двух плоскостях. 2. Изучение насадки для 3D-печати 3. Повторение правил Техники безопасности при работе с насадкой для 3D-печати (Урок 2) 4. Практическая работа План занятия: 1. Теория 2. Практическое изучение насадок и их крепления и подключения. 3. Техника безопасности, журнал техники безопасности, ответственность (Урок 2) 4. Практическая работа с насадкой для 3D-печати Проведение занятия: 1. Для проведения занятия используется групповая форма работы. Дети разбиваются на группы в зависимости от количества оборудования, имеющегося в наличии. 2. Теретическая часть является основой данного занятия. Она знакомит детей с насадкой для 3D-печати и принципами работы с ней, а также с техникой безопасности при работе с 3D-печатью. 3. В ходе занятия дети изучают принцип движения инструмента для задачи 3D- печати, и практически применяют полученные знания для управления манипулятором. 71 Теоретическая часть Робот-манипулятор «Учебный робот SD1-4-320» не является специализированным оборудованием для 3D-печати и по этому не может сравниться ни по качеству получаемого конечного продукта, ни по скорости работы со специализированными 3D- принтерами. Тем не менее, данный функционал для манипулятора возможен и реализован в нашем роботе при помощи специальной насадки для 3D-печати. Задача перемещения рабочего инструмента для 3D печати аналогична задаче рисования и лазерной гравировки, с той разницей, что после каждого прохода для получения объёмной фигуры нам необходимо поднять рабочий инструмент на один шаг вверх и продолжить работу в новой горизонтальной плоскости.. Насадка для 3D-печати Как видно на чертеже, насадка состоит из крепления, податчика филамента, системы охлаждения и экструдера. Также, для функции 3D-печати понадобится специальный пластик с диаметром нити 1,75 мм. (в комплект манипулятора не входит). Рекомендуется использовать для печати 72 пластик типа PLA. Он производится из натуральных материалов и не выделяет токсичных веществ в процессе работы. Подготовка 3D-модели.. ПО Ultimaker Cura. Модель для печати может быть создана в любом 3D-редакторе. Желательно, перевести ее сразу в формат STL. При создании модели необходимо следить за тем, что бы все контуры модели были замкнутыми. В противном случае, результатом будет невозможность печати. Перед печатью необходимо выполнить слайсинг модели, которую мы собираемся напечатать. Слайсинг это преобразование объекта в вид, разбитый на печатные слои. Конечный файл для печати будет иметь расширение GCODE. Для слайсинга и печати рекомендуется использовать программу Ultimaker Cura. Это ПО с возможностью бесплатного использования.. Скачать программу можно с официального сайта: https://ultimaker.com/software/ultimaker-cura Для начала загрузки необходимо нажать «Download for free» и выбрать версию для имеющейся операционной системы, после чего нажать «Download now». Загрузка начнется автоматически. После загрузки программы, необходимо запустить файл установки. 73 Интерфейс программы: Для начала работы необходимо открыть модель детали для печати в формате .stl. В верхнем левом углу расположена кнопка «Open file» . После нажатия откроется проводник, в котором нужно выбрать файл и нажать кнопку «Открыть» При первом запуске программы происходит запрос выбора принтера. Настройка параметров слайсинга осуществляется во вкладках панели «Setup», расположенной в правой стороне рабочего поля 74 Редактировать панель: добавить нужные параметры, убрать лишние можно в меню «Settings Visibility» расположенном во вкладке «Settings» После настройки всех необходимых параметров следует сохранить файл в формате G-Code, нажав на кнопку «Save to File», расположенную в нижнем правом углу. При нажатии открывается проводник, в котором осуществляется выбор папки для сохранения, типа файла и требуется ввод имени сохраняемого файла. По завершении данных действий необходимо нажать кнопку «Сохранить». 75 Печать 3D-объекта. ПО Pronterface Назначение программы Программа Pronterface отсылает команды файла G-Code на 3D-принтер и считывает с него данные. В программу загружается файл G-Code, в ней же осуществляется установка соединения с принтером. Установка программы Программа скачивается с официального сайта https://www.pronterface.com , из раздела Download в верхнем меню сайта Далее необходимо выбрать «Windows & OSX binares» и из списка «Index of/printrun » выбрать последнюю (по дате выпуска) версию для нужной операционной системы. После выбора необходимой версии загрузка архива начнется автоматически. Для установки нужно запустить файл установки pronterface.exe. Отправка на печать В начале работы требуется подключить робота к ПК. Для установки соединения программы с принтером в левом верхнем углу в выпадающем меню выбирается порт подключения. Обновить меню можно с помощью кнопки «Port», расположенной слева. Рядом с меню выбора порта расположено выплывающее меню выбора скорости. Необходимо выбрать значение, равное 115200. Эта скорость постоянная для данного принтера 76 После введения данных параметров с помощью кнопки «Connect» производится установка соединения. Процесс подключения отображается в панели в правой части рабочего поля. После успешного соединения с помощью этой кнопки можно отключить соединение («Disconnect») (Рис.9). Также, панель управления рабочей частью 3D принтера в левой части рабочего поля становится активной, что позволяет вручную корректировать ее положение в системе координат. 77 Для загрузки файла G-Code, сохраненного ранее, в среду программы Pronterface следует нажать на кнопку «Load file». После этого откроется проводник для выбора. Для открытия нужно нажать кнопку «Открыть» в проводнике Для запуска печати требуется нажать кнопку «Print», расположенную на панели над полем с открывшейся после загрузки моделью. 78 Практическая часть. Создайте в редакторе или скачайте 3D-модель Подготовьте модель для печати в программе Cura Подключите манипулятор с установленной насадкой для 3D-печати к компьютеру, Обновите прошивку, загрузив версию для 3D-печати. Запустите ранее подготовленную модель на печать. Наблюдайте за работой манипулятора. Вопросы к занятию Как вы думаете, оправдано ли использование манипуляторов в качестве устройства для 3D- печати? Какие операции необходимы для подготовки 3D-модели к печати? Какое устройство обеспечивает лучшее качество и более высокую скорость печати? Манипулятор или стационарный 3D-принтер? 79 Занятие 15 Дополнительные возможности манипулятора «Учебный робот SD1-4-320». Цели занятия 1. Получение общего представления о дополнительных устройствах 2. Изучение функционала дополнительных устройств.. Необходимые материалы для занятия: 1. Компьютер с доступом в интернет 2. Рабочая тетрадь. Деятельность в классе: 1. Теоретическое изучение дополнительных внешних устройств для манипулятора серии «Учебный робот SD1-4» 2. Варианты применения внешних дополнительных устройств. План занятия: 1. Smart Camera – умный инструмент для работы 2. Конвейер и сортировка.. Проведение занятия: 1. Для проведения занятия используется групповая форма работы. Дети разбиваются на группы в зависимости от количества оборудования, имеющегося в наличии. 2. Теретическая часть является основой данного занятия. Она знакомит детей с дополнительными устройствами для манипулятора. 3. В ходе занятия дети изучают дополнительные устройства, не входящие в основной комплект, которые могут применяться совместно с манипулятором. Умная камера Как уже говорилось, «Учебный робот SD1-4-320».это сложное оборудование с широким спектром возможностей. Благодаря возможности подключения внешних устройств, возможно значительное расширение базового функционала робота. Например, для изучения функции компьютерного зрения, возможно использование интеллектуальных камер. Примером такой камеры может служить Smart Camera от компании Makeblock (в комплект не входит, приобретается отдельно).. 80 Внешний вид и разъёмы устройства Smart Camera Параметры устройства Smart Camera 1. Размеры: 48 × 48 мм 2. Разрешение: 640 * 480 3. Поле зрения: 65,0 градусов 4. Фокусное расстояние: 4,65±5% мм 5. Скорость распознавания: 60 к/c 6. Расстояние : 0,25–1,2 м 7. Питание: литиевая батарея 3,7 В или модуль питания 5 В mBuild 8. Энергопотребление: 0,9-1,3 Вт 81 9. Рабочая температура: -10 ℃ –55 ℃ Для обучения камеры используется ПО PixyMon V2 В программе возможно: 1. Распознавание цвета 2. Распознавание цветового кода 3. Распознавание штрихкода 4. Распознавание линии Одновременно может быть записано в память камеры до 7 сигнатур. Так как наш робот не является мобильным, функция распознавания линии для нас не актуальна. Рассмотрим варианты практического применения камеры в работе. Главным вариантом применения является сортировка объектов по цветовому признаку или по штрих-коду. Например, объекты подаются при помощи конвейерной ленты, распознаются камерой и сортируются манипулятором в зависимости от цвета или нанесённого штрих-кода. Рекомендуется размещать камеру на отдельном штативе таким образом, что бы в поле ее зрения попадала нужная область конвейера. Конвейер Ленточный конвейер это ещё одно внешнее устройство, которое может быть подключено к манипулятору. При этом, управление конвейером осуществляется программно через программу манипулятора. 82 Благодаря использованию среды Mblock и облачного аккаунта, возможна организация взаимодействия нескольких роботов между собой. Конвейер, применяемый с нашим манипулятором, это довольно простое оборудование, оснащённое одним двигателем постоянного тока. Управление манипулятором сводится к процессу запуска/остановки двигателя в зависимости от потребности. Потребность включения/выключения конвейера определяется в программе для манипулятора. Конвейер также может представлять из себя отдельное устройство с своим контроллером, подключенным к облачным сервисам Makeblock. Вопросы к занятию 1. Какое дополнительное оборудование возможно использовать с манипуляторами серии «Учебный робот SD1-4»? 2. В каких случаях может быть использовано техническое зрение при работе манипулятора? 3. Можно ли использовать конвейер совместно с манипулятором? 83 Дополнительные темы для практических занятий: Теперь, когда мы узнали как устроен наш манипулятор и знаем основные принципы работы с этим оборудованием и его возможности, необходимо закрепить пройденный материал при помощи практической работы с оборудованием. Вы можете использовать в том или ином виде предлагаемые ниже варианты, либо придумать что-то своё. 1. Сортировка предметов с использованием насадки с пневмоприсоской. 2. Разноуровневое перемещение объектов при помощи насадки с присоской. 3. Использование механического захвата для трёхмерного перемещения объектов с изменением их положения в пространстве 4. .Создание гравировки и рисунков на различных материалах с предварительной разработкой файла макета. 5. Разработка трёхмерной модели для печати и ее печать с использованием робота- манипулятора. 6. Взаимодействие роботов через облачные сервисы в Mblock (при наличии двух и более роботов). 7. Передача предмета от одного робота к другому различными способами. 8. Самостоятельные идеи и их практическая реализация с помощью манипулятора. |