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修改后的激光切割机可制造出随时准备飞行的无人机:这种螺栓固定式系统可创建可直接从制造商中飞出的无人驾驶飞机
2021年04月27日    阅读量:3920    新闻来源:QQ行业资讯网 qqwei.com  |  投稿

在过去的十年中,观看3D打印机和激光切割机演变成相当普遍的工具真是太酷了,它在研究,行业乃至业余爱好者中找到了有用的利基市场。


像这些制造商一样有能力,他们往往只擅长一件事:用聚合物制造形状。太好了!但是,我们还有各种其他技术可以使事情变得更加有用,例如添加计算机和执行器之类的东西中国机械网okmao.com。您只是无法用3D打印机或激光切割机来做到这一点,因为它只是做一件事-太糟糕了。


在今年的CHI上,麻省理工学院CSAIL的研究人员展示了LaserFactory,这是一个集成的制造系统,该系统可以将任何激光切割机变成可以(仅需一点点帮助)就可以为您制造整架无人机的设备,从而使整台无人机的加工水平达到制造商完成后,无人驾驶飞机实际上可以从印刷机上飞下来。注册我。


修改后的激光切割机可制造出随时准备飞行的无人机:这种螺栓固定式系统可创建可直接从制造商中飞出的无人驾驶飞机 QQ行业资讯网,qqwei.com


有几个不同的组件组成LaserFactory。首先,您拥有一台商用激光切割机来完成商用激光切割机的工作-在这种情况下,是用塑料切割四旋翼车架。其次,您要添加硬件,这是一堆其他东西,这些东西可逆地固定在激光切割机的头部。该附件包括一个银膏分配器,一个用于拾取和放置的小吸盘,一些执行器,螺线管和一个小型真空泵。激光切割出基本结构后,便会将银浆分配到您需要导电电路走线或粘贴在其他物体上的任何地方。


然后,吸气夹具将组件一个接一个地添加,将它们从预加载的存储区域移动到制造区域。最后一步是再次使用激光对银浆进行打浆以使其热固化,使走线具有导电性,并将元件焊接在一起。这些导电迹线确实看起来有些混乱(浆糊在沉积后会散开),但是增加在基板上雕刻小通道的另一步骤可以帮助将其保持在亚毫米以下的宽度。


视频中不一定很明显的真正聪明的地方是,硬件附加组件并未直接与其所连接的激光切割头通信。您会认为这将是绝对必要的步骤,因为否则该附加组件将如何知道其位置以及应该做什么?但是它确实通过使用加速度计来跟踪制造头的运动,然后将制造头做出的特定运动转换为指令而间接地知道这些事情。


然后,要对硬件插件进行“编程”,只需要将一些自定义运动指令嵌入到制造程序中(例如非常具体的小垫片),然后硬件插件将读取该指令以触发特定功能。 。这种方法很聪明,因为它使硬件附件或多或少与所使用的制造商无关。只要您的制造商接受自定义运动指令,这种基于运动的信号技术就意味着它可以控制硬件附加组件。


有关在家用3D打印机上运行这种功能的详细信息以及个人制造商的未来,我们通过电子邮件与第一作者Martin Nisser进行了交谈。


IEEE Spectrum:除了激光切割机之外,您的系统还可以与其他制造商一起使用,还需要进行哪些修改?


Martin Nisser:我们基于运动的信号技术通过将制造指令编码到制造文件本身中,从而避免了与特定制造平台进行通信的需求。对于我们使用的激光切割机,这需要将说明嵌入到pdf中。此功能使我们的附件与特定的制造平台无关,因此它不仅可以在各种激光切割机品牌之间移植,甚至可以在3D打印机之间移植-通过将制造指令转换为G代码,我们能够将系统部署到3D上打印机。 


这样做的好处是,可以想象到,我们的信号技术可用于将研究人员的自定义硬件附件部署到任何使用2轴CNC平台的机器上,尽管首先需要对硬件进行修改才能将其物理连接到不同的末端执行器。 ,并在软件中排名第二,以将其校准为不同的加速度。这种通信方式的一个缺点是通信是单向的:平台不可知论性意味着硬件附加组件无法访问制造文件本身,因此依赖于一种推算方法,这意味着它将无法自我处理。 -如果发生错误,则更正。


操作LaserFactory需要什么水平的技能或经验?您希望谁能从您正在开发的设备中受益最多?


一旦将LaserFactory组装并安装到激光切割机上,就无需进一步干预即可操作。在短期内,这种一站式制造车间对于希望快速制作可穿戴设备,机器人和印刷电子设备等功能设备原型的研究人员,教育工作者,产品开发人员和制造商而言将是有益的。对于在空间等后勤挑战性环境中,这也是一个引人注目的解决方案,在这种环境中,能够远程,按需且无需人工干预即可创建功能设备的能力至关重要。 


更普遍的是,用户在需要为设备创建物理原型的地方会受益,但可能没有制造它们的技能。人们不应再期望拥有制造机器人的工程学学位,而不应该拥有安装软件的计算机科学学历。


您可以通过哪些方式扩展该系统?


我们希望通过探索如何创建更广泛的3D几何形状(也许是通过将传统3D打印集成到流程中)来建立这种技术。


另外,我们想绘制出我们可以制造的全部设计空间,例如,利用激光切割机平台的全部体积空间来创建长度不超过1 [米]的设备。除工程之外,我们还考虑如何将这种一站式制造设备最佳地集成到当今现有的制造供应链中,以及我们可能需要解决哪些挑战才能实现这一目标。


您对个人制造商有什么样的展望?


从《星际迷航》的复制器到里奇·里奇的许愿机器,媒体都有悠久的历史,激发了人们对这种机器能够为需求者创造任意“事物”的猜测。


在研究中,诸如冯·诺依曼(von Neumann)的通用构造函数之类的机器制造机器的想法也受到了认真的关注,并且在最近几十年中,研究人员一直在积极努力以实现能够下载设备文件并拥有它的长远愿景。只需按一下按钮即可制作。


我们希望有一天,通过个人制造机制造定制硬件将允许尽可能多的个性化,并且与今天下载软件一样简单。


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