#1 Informatie inwinnen

De eerste stap die wij ondernomen hebben nadat wij de opdracht kregen om een grijper te maken, was het verzamelen van informatie. We hebben als groep eerst gekeken naar wat de opdracht precies was en welke materialen ervoor beschikbaar waren. We kwamen er toen achter dat we een bepaalde hoeveelheid perpsex tot onze beschikking hadden en dat het verplicht was om pneumatische actuatoaren te gebruiken voor de aandrijving van de grijper. Ook vernomen wij dat er lasersnijden aan te pas zou komen om het perspex te snijden.

Aangezien pneumatische actuatoren een belangrijke rol zouden gaan spelen, besloten we dat het van belang is om ons hierover in te lezen. Dit gebeurde vooral individueel. Tijdens de projectbespreking hebben we de verkregen kennis met elkaar gedeeld en zo kregen wij een goed beeld over de werking van de pneumatische actuatoren.

Hierna hebben we nog wat informatie ingewonnen over lasersnijden en hoe dat in zijn werking gaat. Hierbij hebben we vooral gelet of er dingen zijn waar we rekening mee moesten houden wanneer we het perspex zouden gaan afgeven om te snijden.

Als laatste hebben we informatie verzameld over perspex. We hebben gekeken naar de materiaaleigenschappen en naar de sterkte van het perspex

#2 Eisen opstellen

In week 3 van het ontwerpproces moesten we de eisen en wensen van onze grijper opstellen. Deze waren van belang om hiermee de verschillende grijperontwerpen te analyseren en vervolgens de beste te kiezen. De eisen werden voornamelijk bepaald door de opracht. Met andere woorden, wat moest onze grijper volgens de opdracht specifiek doen? De wensen daarentegen gingen meer over het vergemakkelijken voor onszelf.

#4 Beste ontwerp

Bij het ontwerpen van een grijper ben je natuurlijk gelimiteerd door de opgestelde eisen en wensen, maar ook door bijvoorbeeld moeilijkheden als het omzetten van een schuifbeweging in een knijpbeweging. Je houdt dus in feite rekening met veel meer eisen dat alleen de opgestelde eisen en wensen.

Verdere toelichting beste ontwerp
Bij het mechanische ontwerp is voornamelijk gekeken naar de limitaties die de actuator met zich mee brengt en het omzetten van de verschillende bewegingen. Specifieke voordelen die het mechanische ontwerp met zich mee bracht zijn:
- Wrijving binnen het systeem is minimaal
- Groot grijperoppervlak
- Simpele werking
- Goed te bevestigen aan andere onderdelen van de grijper

De werking van het systeem is simpel en daarom juist zo effectief. De in en uitschuivende beweging van de actuator wordt door middel van een vierstangenmechanisme omgezet in een een roterende beweging om een as, die resulteerd in een knijpende beweging. Het hele systeem wordt op zijn plaats gehouden door een grondplaat, die alle bewegingen in de gewenste richting begeleidt. Er is echter wel een nadeel aan het ontwerp en dat is dat er bij het gebruik van perspex veel belasting komt op het dunste vlak van het perspex. Omdat perspex zeer bros is moesten we bij het uitwerken van het ontwerp goed kijken hoe we deze belasting minimaal konden houden.

#5 Berekenen

#6 Fabriceren

Het volgende is een stappenplan van ontwerp naar grijver

1. Voor het uiteindelijke ontwerp zo veel mogelijk onderdelen uittekenen en maten berekenen.
2. Een krachten analyse maken voor dit ontwerp.
3. Constructie materialen kiezen aan de hand van de eisen & wensen, en eventuele andere bijkomstigheden. (zoals de uitkomst uit de krachtenanlayse, bijvoorbeeld het maximale gewicht)
4. De -gekozen- perspex onderdelen in solidworks verwerken (aan de hand van de maten in stap 1) en naar de lasersnijder sturen om op maat gesneden te worden. En de -gekozen- houten onderdelen zelf vervaardigen uit een zo licht maar stevig mogelijk hout (bij ons berken-multiplex, tevens ook met de maten verkregen uit stap 1).
5. De overige niet zelf te vervaardigen onderdelen aanschaffen; veren halen bij de plaatselijke hobbywinkel en voor alle overige scharnieren, bouten en moeren, en schroeven.
6. De perspex grijper en de houten arm in elkaar zetten en deze met de hand op functionaliteit testen, eventuele aanpassingen maken.
7. De arm aan de grijper bevestigen en de bevestigingspunten voor de actuator realiseren.
8. De grijper testen in het AWS met de actuatoren en eventuele problemen oplossen.
9. Uiteindelijke grijper ontwerp is gerealiseerd, missie volbracht.

#7 Testen

Op woensdag 19 oktober 2016 was het moment van de waarheid. Tijdens deze fase hebben wij onze grijpinator getest om te kijken of onze theoretische voorspellingen kloppen. Hij moest het bekertje minimaal 15cm omhoog kunnen tillen, opzij kunnen bewegen en weer terug naar zijn begin stand gaan.

Tijdens het in elkaar zetten liepen wij echter tegen problemen aan die terplekken opgelost moesten worden.

1. De scharnieren van de zijwaartse actuator kwam tegen het perspex aan als de grijper omhoog bewoog. Dit hebben we opgelost door een verbindingshoek te bevestigen aan de arm en het scharnier.
2. De grijper kreeg een vol flesje water niet omhoog. Dit hebben we opgelost door de druk op maximaal, 10 bar, te zeggen als de grijper omhoog moest. En weer naar beneden te draaien als de grijper een zijwaarte beweging moest maken of dicht moest klappen.
3. Het bevestigingspunt van de actuator op de arm was niet helemaal goed, uiteindelijk hebben we hem wel op de vooraf berekende plek gezet. Dit gaf alleen iets meer sterss op het gehele systeem.
4. De grijper stoot het voorwerp om op het moment dat hij terug gaat naar zijn begin stand. Dit probleem hebben we helaas niet op kunenn lossen binnen de korte tijd in het AWS, maar zal zeker nog wel een verbeterpuntje zijn als we meer tijd hadden kunnen besteden aan het maken van deze grijper.

Na een uur en drie kwartier hard werken in het AWS is het ons gelukt de grijper volledig in elkaar te zetten, de problemen die we tegen kwamen op te lossen en het eind resultaat te filmen.

#8 Evaluatie

De samenwerking en de sfeer binnen de projectgroep was vanaf het begin al meteen goed, het werken was gezellig en gaf een kwalitatief resultaat.
Wanneer iemand in de knel zat schoten de anderen te hulp. De duidelijke communicatie binnen de groep zorgde voor een fijne werksfeer en een verhoogde productiviteit. Tijdens het project werd langzaam duidelijk wat iedereen zijn sterke kant was, zo kon iedereen een eigen taak krijgen tijdens onze wekelijkse vergaderingen.

Als we terug kijken op de afgelopen 7 weken dat we aan dit project gewerkt hebben blijkt dat we een aantal dingen beter hadden kunnen doen. Zo hadden we beter van te voren moeten bespreken wat we tijdens een vergadering gingen doen. Dit zou ons tijdwinst hebben opgeleverd, aangezien we vaak het eerste half uur nog aan het bepalen waren wat we nou daadwerkelijk wilde gaan doen.
Daarnaast hadden we beter kunnen notuleren, omdat we dit niet altijd gedaan hadden waren sommige berekeningen verloren gegaan en moesten we die later nog een keer uitrekenen wat extra tijd in beslag heeft genomen.
Tijdens de creatieve fase hadden we iets meer out of the box mogen denken wat het ontwerp betreft. Ons uiteindelijke ontwerp is binnen het standaard beeld van een grijper gebleven, terwijl we gezien hebben dat sommige mede studenten op een geheel andere wijze zijn omgegaan met de problemen, die het project biedt.
Wat het ontwerp betreft hadden we de grijper ook beter moeten analyseren. Tijdens het daadwerkelijk bouwen van de grijper liepen we tegen redelijk wat problemen aan die we van te voren niet opgemerkt hadden. Tijdens het maken van de grijper bleek dat het verkrijgen van kogelscharnieren moeilijker was dan gedacht, in de winkels waar wij heen zijn geweest waren ze niet verkrijgbaar. Dit hebben we opgelost door twee scharnieren op elkaar te plakken zodat je alsnog verticaal en horizontaal kon bewegen. Ook moesten we boren in het perspex, dit was best zenuwslopend omdat perspex relatief bros is. Het was wel noodzakelijk omdat deze twee gaten de grijper zouden bevestigen aan de arm. De reden dat deze gaten achteraf geboord moesten worden en niet met de lasersnijder konden gemaakt worden, was omdat we nog niet wisten hoe de grijper in evenwicht zou liggen met de arm. Het laatste puntje waar we tegen aan liepen tijdens het bouwen van de grijper was dat de grijper te lang werd als we hem aan de arm vast zouden bevestigen, dit zou bovendien ook te veel ballast geven aan het gehele systeem. Daarom hebben we er uiteindelijk voor gekozen om de grijper onder aan de arm te bevestigen.
Als laatste hebben we na de technische systemen workshop opgemerkt dat we tijdens het ontwerpen niet allemaal in dezelfde denk kleur zaten. Eerst waren we hier helemaal niet op aan het letten maar na deze workshop werden we er van bewust dat we een redelijk divers groepje zijn, en er dus duidelijk in moeten zijn in welke kleur we denken tijdens een vergadering.

Uiteindelijk zijn we allemaal tevreden met het resultaat en vonden we het gezellig om met elkaar te werken en van elkaar te mogen leren. Hopelijk kunnen we de dingen die we tijdens dit project geleerd hebben ook toepassen op het project van de tweede periode.