ロボコン向け機械設計について
先端小型の鷹羽です。以前いろいろ書いて途中で止まってたんですがもうすぐ卒業ということでまた書き残す気になりました。まあ駄文を長々と書き散らすつもりなので興味ある人だけ読んでください。
私は設計が専門なのでこれを最初に書きましたがほかにも加工、制御、電子のまあロボットにかかわる全域とかとその他について今後書いていきます(多分)。
はじめに
この記事は私みたいにロボットどころか全然何も知らない、実習で触ったことですらあやふやでcadも基本操作のみ、加工もちょっと旋盤やったくらい、言語も名前しか知らない、基板なんて何もわからんみたいな状態からロボコン始めた人向けに書いてます。
専攻科でロボコンやろうとすると正直投げ出された状態になっちゃうのでそういう人の手助けになれば幸いです。なので内容も初歩的ですし、私の考えなので絶対正しいとは言えないです。私が最強の設計者ではないので。まあ参考にして自分の中である程度答えを考えてみてほしいです。そして気が向いたらなにか先端小型に残してください。
目次
構想について
ロボット作るなら当然どんなロボットかを決める必要があります。cad開いてたら自動でできるわけもなく、何を目的としてて、どんな機能があって、どんな構造で、どんなアクチュエータがあるのかとかを全部考えないとスタートラインに立てません。まずは腕組んで考えましょう。
アイデアだし
ロボコンの種類にもよりますが基本的にロボコンはアイデアが重要です。今回はキャチロボについてをメインに話しますが、ワークや配置、ボーナスなどをみてどんな方法で得点するのかを考える必要があり、これが機体の根幹です。
どんな取り方をするかでエンドエフェクタが決まり、そこから動き方を決め、構造を考え、アクチュエータを決め…みたいな感じで進むのが基本です。
私が以前参加した第14回をもとにすると、最初はベルトコンベアからスタートしました。横長なフレームを活かせるよう直交座標にし、回収方法を試す中でファンがうまいこと行ったので採用されました。考えを固める前に作り始めたので、手前のシューティングアームは後付け感がすごいですがとりあえず作らないと大会に間に合いません。テーマだけ決まったらcadを開きましょう。
競技ルールとの向き合い方
アイデア出すうえで競技ルールは当然最重要です。ですがそれに引っ張られすぎるのは当然まずいです。
例えば私がやってるロボット相撲という競技では100*100のサイズ制限がありますが、それを突破して大きな機体を出すために腕を広げるよう展開する機構を使う人が多くいました。これはルールの穴をついた、逆手に取った考えであり、十分に武器、機体のコンセプトになりえます。
しかしこれをサイズ制限があるからできるだけ小さく作ろうと考えたらどうなるでしょうか。もしルールをみてそこしか考えつかず、それをメインテーマに機体を作ったなら最弱の機体になるでしょう。重量制限でもワーク破損対策でも同じことです。それらは守る必要のあるルールですが守ること自体がメインコンセプトにはなりえません。
まあ要は何が言いたいかというとルールばっか見ててもいいアイデアは浮かばないということです。
設計について
アイデア出しが終わり実際の設計になりました。さあどうしますかといわれてすぐに動ける人は初心者ではないかとんでもない天才です。
実際に手を動かすパートになったとき、どこから手を付けるべきでしょうか。パーツ単体の設計は次で話すのでとりあえず全体の流れ(例)を説明します。
全体の流れ
- アイデア出し
- 基幹パーツ設計
- フレーム設計
- 得点に必要な他要素の設計
- ルールを満たすための設計
まあ大体こんな感じになると思います。基幹パーツってのはさっき決めた機体のテーマとなる部分です。どんなに素晴らしいスライドパーツがあっても、どんなに広い可動域を持ったアームがあってもメインテーマと合わないならゴミです。優先順位をつけるのは重要です。
そこができればある程度全体の構造も浮かんでくるのではないでしょうか。こんな動きをさせたいとかそういうのだけでもいいです。それらをもとにフレームを組みましょう。フレームはパーツがくっつく部分、ロボットの体ともいえます。多関節アームとかのタイプで言えば第一軸がくっつく基底部分でしょうか。
そして得点に必要な要素の設計です。例えば私たちの機体はメインテーマがベルトコンベアでしたが、これだけで得点なんてできようはずもないです。ファンを使ったメインアーム、それらをシュートするシューティングアームはここにあたります。これらもかなり重要な要素になります。先端小型でやるなら人数も少ないですし、なにか見落としがあってもまったくおかしくないです。得点のフローをしっかり考えましょう。
そしてルールを満たすための設計です。例えば非常停止スイッチ、例えばランプ、例えばリポバッグ。これらは機体の重要要素でも何でもないですから最後でいいですが、ないと出れないのできちんと考えましょう。あとこれ付けたら重量オーバーとかもあり得るので気を付けてください。
パーツ設計について
実際にパーツを作れと言われて、まあ思いつきませんよね。さすがに基本操作とか完全定義とかから教えるつもりはないですが、形のつくり方、考え方について説明します。
パーツのつくり方
例えばアルミフレームにモータを取り付けるパーツを作るとして、どう作りますか？今回は3Dプリンタの話でしますがまあ金属、板金でも大きくは変わりません
これは今私が適当に作ったダメな設計の見本です。下部の二つの穴がフレームに固定するための部分、上がモータを固定する部分です。
まずアルミフレームに固定する部分の間隔が狭く、モータの固定要素が正面のネジ穴しかなく、パーツとしては中心くらいの位置に直線的に荷重がかかる恐れがあり強度的にいいとは言えません。そして四隅の部分は全く持って存在意義がないです。強度的にも寄与せず機能もないです。
まあ見た目でわかるでしょう。見てダサいパーツは大体の場合ダメです。
こっちはどうでしょうか。今作ったちょっとましになったパーツです。穴の間隔を広げ、無駄な四隅を削りました。しかしこれは3Dプリントパーツとしての長所を全く生かしていません。
例えばこんな風にねじの頭が邪魔にならないようざぐりをつけてもいいですし、
例えばこんな風にモータがつく部分以外を厚くしたりもできます。
パーツが一つであることにこだわる必要はないです。こんな風にパーツを二つにして両持ちにもできます。
これらを作るうえで重要なのは、必要要素を考えることです。例えばこのパーツではアルミフレームに固定する要素、モータに固定する要素が必要です。また最後の画像のものであればベアリングを固定する要素もいります。必要要素を満たしていなければ当然パーツとしては使えませんが、逆に言えば必要要素さえあり、それらがいい感じにつながって一つ、または複数のパーツになってさえいれば設計は完了です。必要要素を考える際、私はスケッチを活用してます。
スケッチの書き方
さっきのパーツを作るときのスケッチです。データを作るうえで重要なのは情報を全部乗せることです。
例えばこのパーツの幅は50mmですが、このスケッチでは横に寸法を取って50mm、または上部の正接円の直径を直接50mmとするのでなく、モータを模した作図線からの距離で作ってます。この作図線がスケッチを描くうえで最重要であるといえます。
ここに必要要素を全部書いておけば忘れることはないです。例えば直線と直線の距離が8.5mmあったとして、これは3.5mmのパーツと5mmのプレートが間に来るからだとします。この時8.5mmと寸法を打ち込んだ時、プレートが3mmに変わったときは再度計算が必要になりますし、あとから見返したときには何が何だかわかりません。
この時に3.5mmの距離に作図線、そこから5mmの位置に実線が来るようになっていれば一目でわかります。この位置までこのパーツが来るならここが干渉する～とかもわかります。アセンブリ見ながら修正するよりもまあ楽です。
ただし注意点も存在します。要は全部のパーツに全部の作図線書いてれば変更を加えたときに全データ直さないといけないってことです。まあ必要じゃない要素を書いてないなら起こりはしないですが、この後その問題に対しての一つの対策、マルチボディ設計について話します。
無駄についての考え方
さっきのパーツでも四隅に無駄な部分があるという話をしましたが、無駄な部分はほかにもたくさんあるかもしれません。例えばパーツの厚みはどうでしょうか。かかる力がどの程度かはわかりませんが、ここまでの厚みをつけるくらいならインフィルの密度を上げたほうが効果的かもしれません。今回はアルミフレームに固定するネジは二本ですが、これが6本くらいあったらどうでしょうか。まあ無駄ですよね。
無駄についての考えが最もわかりやすいのは板材の肉抜きです。
サーボモータを二個固定し左右の穴で別パーツと固定する板です。そう大きく力がかかる部分でもないので、無駄な部分がたくさんありますよね。それに対してわかりやすく対処できるのが肉抜きです。
見た感じも軽く、見た目が多少ましになりましたよね。左右下側の隅が残ってるのは加工的な理由です。
肉抜きすれば無駄な部分を減らせ、重量削減に貢献します。世の中には肉抜きではなく板厚を下げろという考えの人もいますし、加工の手間とかいろいろ考えるとそれもまた真理ですが板厚を増し、肉抜きすればいらない部分の剛性を下げ軽量さを保ち、かつ必要な部分に強度が提供できます。あとかっこいい。
しかしこれは板材の話で、3Dプリント品においては肉抜きは必要ない場合が多く、するにしても形状に気を使う必要があります。
そもそも3Dプリントされたものは中がスカスカで、軽量化を目的に肉抜きを入れたとしても複雑な形状であれば壁面が増え、結果的にもっと重くなる可能性もあります。また積層方向に力がかかったとき、層間の接触面積が狭いとそこから割れるかもしれません。基本的に相性が良くないです。肉抜きで無駄を省くのではなく、要素配置とかそういった根幹的な方向で対処することが重要です。
また3Dプリント品で肉抜きしたい場合は一つ裏技があります。
こんな感じで強くしたい部分にスリットを入れ、インフィルを下げる方法です。スライサーにかけてみればわかります。
スリットを入れた部分だけが外壁と認識され、密度をある程度コントロールできます。
動力伝達について
一つの入力で複数のものを動かす、あるいはアクチュエータから離れた地点の物体を動かす場合などには動力伝達が必須です。動力伝達にはいくつかありますが、私が使ったことあるものについて簡単に話します。
タイミングベルト
個人的おすすめ度ナンバー1の動力伝達です。基本的に長さの調節が効かないので発注する必要性があったり、テンションをかけないとうまくいかなかったりと扱いずらい点はありますが、非常に強い動力を伝えられかつバックラッシがほぼ存在しないという素晴らしい機械要素です。そして物体を直線駆動させる際にも非常に便利で、ラックアンドピニオンで行う場合基本的にモータが駆動側にある必要がありますがタイミングベルトならモータを固定できます。しかも直線駆動ならオープンループのベルトが使えます。
テンション機構はまあ様々ありますが主に受動側のプーリを引っ張る方法と、横から引っ張る、あるいは押さえつける方式があります。
ギア
これもお勧めですが扱いが難しいので初心者向きではないかも。歯車を使う設計は軸間距離や軸自体の強度設計などが難しく、またバックラッシが出る関係で制御のほうにも気を使わないといけません。減速機の設計はかなりめんどくさいです。
ただ歯車の最も優れた点は自作可能である点です。負荷がかかりにくい部分なら3Dプリントできますし、CNCで削ることも可能です。
こいつはΦ1のエンドミルで切削しました。ある程度調整を頑張ればバックラッシはかなり減らせますし、使えると面白く活用の幅が広い機械要素です。
リンクロッド
使いやすく、それでいていろいろと難しさもある機械要素です。回転の伝導に使うのはあまりお勧めはしません。
これを使う場合は複雑な機構を組む場合であったり、ごく狭い区間で動くものに対してが一般的です。RCカーとかだと良く使われますがロボットだとそうでもないと思います。
シャフト
伝達といえるか怪しいラインですがこいつの伝達原理は同軸だから同じように回るというシンプル極まりないもので、つまりはバックラッシもなくまた金属のシャフトなどを用いていれば強度の心配もないです。つまりはバカ長いシャフトをまわしとけば回転の伝達が簡単にできます。これで済む場面ならこれ使っておきたいくらいには安定的な伝達手段です。
電気
電気も当然立派な動力です。しかもケーブル二本と信号線だけで伝達できるきわめて便利な手段です。まあアクチュエータが先端にいるんですが。
何が言いたいかというと、べつに一つのアクチュエータで複数動作させるとか、アクチュエータを固定側にするとかにこだわって完成しないくらいならアクチュエータ増やしたほうが早いって話です。
構造について
ここでいう構造はフレームや複数のパーツが組み合わさってなされるものの話です。
基本的な考え方
基本的には構造という概念は設計の最後に来ます。つまりは必要な機能などより優先されるものではないということです。
これは私が最近作ってる四足歩行ロボットです。当たり前の話ですがロボットには制約という概念があります。サイズや重量などが主ですね。それらは主に構造に降りかかる要素です。ですがそれが設計の先頭に来ることは基本的に間違っています。私がこれを設計するのに1週間ちょっとかかりましたが、初めに何日かベッドに突っ伏して考える時間を取り、大まかなイメージを固めてから足を作り始めました。一番でかいフレームとかは最後に設計しました。足を設計してるときにはある程度のサイズのイメージ以外何も考えてません。作ってから考えました。
もちろんそれでいつも大丈夫なわけではなく、結果としてサイズの制約に収められず再設計とかもあり得る話です。ですが構造って概念自体が複数のパーツからなされる以上、作ってみないことには詳細な考えはできません。今から話す最低限度の要素だけ把握してれば、多分後で考えても大丈夫なものってことです。
剛性について
機械とは切っても切り離せない要素、剛性です。剛性というのは稼働する部分やパーツ同士の接合点が増えれば増えるほど低下します。つまりは鉄塊は極論最強の剛性を持っています。パーツを複数に分け、可動域を作る以上剛性については向き合う必要があります。
とはいっても剛性を確保する方法はシンプルで、接触点を増やせばいいです。パーツ同士の結合部なら、ネジの本数が多ければ剛性は上がります。リニアスライドパーツであれば単体の剛性が不足していても二本使えば剛性が上がります。回転動作する部分であれば両持ちにすれば剛性が上がります。つまりパーツが大がかりなら剛性が上がります。
大きくしたくないのなら、基本的にはモーメントを低減するなどしてください。
軸配置について
アームロボットについて考えましょう。いくつかの種類がありますが、自分の考えるロボットには何がいいですか？例えば直交座標アームは動作が高速化しやすく、制御が楽で機構も詰め込みやすいです。多関節アームは配線が楽で、リニアスライドパーツを使う直交座標より剛性が出しやすいです。回転軸とリニアスライドを組み合わせた円筒座標アームはそれぞれの特徴をもっておりキャチロボでは定番です。
これらのうちどれにするかは基本的にさせたい動作で考えましょう。シューティングエリアはロボットエリアの真横にあるので、直交座標を使うのなら直接のシュートが難しいです。共通エリアを目指すなら多関節アームだと高重量化しすぎますし、長すぎるアームは動作の遅延に繋がります。円筒座標はそういった観点でも使いやすいためよく使われてますが最強ってわけではないです。
他にも様々なアームがあります。パラレルリンク、スカラなど。得点のフローを考え、それらに合わせた選択をしましょう。
機構について
構造とは複数のパーツが組み合わさって生まれるものであると最初に言いましたが、大掛かりな機構は複数のパーツを使って一つのパーツになってるようなものです。タイミングベルトなどがいい例でしょう。ベルトは基本それなりの距離伸ばすと思いますが、駆動側と受動側の双方が必要で、テンションパーツなども別途必要、またベルトの通る部分をほかのパーツはよける必要があります。
個人的な経験則で行くと、こういうパーツはとりあえず一番重要な部分、例えばアクチュエータを固定する必要のある駆動側を最初に作り、あとはアセンブリ見ながら調整するのが手っ取り早いです。つまりはこれらのパーツはできるだけ早くに作ったほうが苦労は少ないです。
総合的な設計について
何かっていうと、ロボットを構成する要素を4つに分けたら設計、制御、電子、加工になると思います。設計以外の3つの視点を設計に持ち込むことを総合的な設計と呼んでます。
制御について
制御について皆さん知ってますか？私がこの記事で想定してる通りの人なら対して知らないと思います。ここであまり深く解説する気もないですが、私が思うに設計で大きくかかわるポイントはリミット、振動です。
リミット
リミットスイッチは制御においてかなり重要です。なぜならモータのエンコーダがアブソリュートとは限りませんし、減速機などの影響でモータが何週もするなら絶対座標などわかるはずもないです。ある程度の位置制御をするなら、またリミットを使った安全対策をとるならリミットスイッチは必要です。
振動
制御工学をちょっと知ってるなら発振という概念がわかると思いますが、簡単に言えば小さな振動がどんどん大きくなってロボットが制御不能になることです。バックラッシなどが大きいと振動が増大し、発振が起きます。制御側で対策できることですが、制御工学はとても難しく適切なコントローラを作ることを目指すよりかは設計側から対策をとることのほうが容易かもしれません。バックラッシを抑えることや重心位置を回転軸に持ってくるなどです。
電子について
まあ基本的には配線です。一応ノイズとか電流スパイクとかかかわる部分はほかにもありますが、構想段階での問題になるのでとりあえず置いときます。機体を作るだけ作って配線が通せないはまああるあるです。直交動作ならケーブルキャリア、回転動作ならスリップリングなどが良く使われますが、基本的には大雑把でいいので配線を意識しながら設計したほうがいいと思います。この部分にキャリアを置く、ここのベアリングは大きくして配線は中を通す、ここは無限回転なのでスリップリングを使うなどの配線の流れからこのモータの端子はこっち側に出るからここをあける、みたいな話です。
加工について
加工機に何を使うかでかなり変わりますが、3Dプリンタはここでは扱いません。角管、アルミフレームを使う場合とcncを使う場合、レーザー加工機使う場合の話をします。
角管、アルミフレームを使う場合
これらにおいて端的に言えるのは長さを設計に組み込むなということです。
長いアルミフレームや角管を高い精度で切断するのは難しく、それらの切断された端がしっかりした精度でないと成り立たない構造はよくないです。絶対に穴位置で制度を求めるようにしましょう。また長いパーツなら穴位置でさえも精度を出すことが難しいです。可能な限り長穴を使う、アルミフレームを使うなどして調節が効く設計をしましょう。
cncを使う場合
専攻科であることを前提に話すなら、ast200とrz400がありますがそれらはどちらも卓上なので雑魚cncです。切削に相当な時間がかかること、またそれら以外にも様々な制約があります。ロボドリルもありますが使ったことないし使うの多分めんどくさいです。
基本的に設計する際には、エンドミルの直径以下の内角は削れないこと、エンドミルの直径よりも大きな穴はある程度縮む可能性があること、形状を作れば作るほど加工時間が延びることなどが大きいポイントです。
レーザー加工機
アクリル切るならお勧めしますが、金属用はあまりお勧めしません。理由はいろいろありますが、まず切れる板厚が薄いこと、また穴位置などは問題ないですが端面の精度が出せないこと、動かすのがめんどいことがあります。それらを承知の上で使うならめちゃくちゃ早いので良いとは思いますが、cncに収まるサイズならそっちをお勧めしますし、おさまらないサイズなら単一のパーツでなく分ける、というか角管やアルミフレームを使えという話です。少なくとも先端小型でやるような競技では使い道がない印象。
データのつくり方
cadデータはどんなふうに作るのがいいんでしょうか。まあ答えは個人個人で考えるのがいいと思いますが、私の考えを参考までに書いときます。ファイル管理とかじゃなくヒストリーの書き方みたいな話です。solidworks使ってる前提で書きますがまあほかのcadでも大きくは変わらないでしょう。スケッチの話はさっきしたので割愛します。
ヒストリーについて
前提の話としてcadデータは形状とヒストリーの二つのデータを持ってます。stepなどではヒストリーがないですがネイティブの形式なら基本持ってます。ヒストリーがあって一番いい点はあとから寸法を変更できる点です。ですがある程度わかりやすい順序で書いてないとちょっと使いずらくなります。
順序
このデータを例にして説明します。一つ目の押出ではまずサーボモータを固定する要素と固定用の穴をつけるスペースのみがあります。
次のカットではサーボモータについてるリブをよける部分と、エンドミル半径の関係で角が当たらないようなよけをつけてます。
これらを一つのスケッチにまとめることはできますが、そうすると非常に扱いずらく、難解なデータになります。寸法を変更したくなった時を考えてみてください。どの直線に寸法が入ってるかわからない中で変更するのは難しく、ましてや幾何拘束でエラーが発生した時にはどの拘束が原因か特定するだけでも大変です。自分できちんと把握できるようスケッチは分けて作ることをお勧めします。ちなみにフィレットはスケッチ内でくわえるのはお勧めしません。もしやるとしてもフィレットの機能でなく自分で正接円を書くほうがいいと思います。
名前
ツリーを見るとボス-押し出し1みたいな名前がついてますが、ここを書き換えることもできます。私はあまり使ってませんが、複数人が触る可能性のあるデータなどではここに大雑把に書いておいてもいいかもしれません。
マルチボディ設計について
以前ネットで見た何かでこの設計法をそう呼んでる人がいたので私も名前を借りました。端的に言えば一つのデータ内で複数のボディを扱うことです。
例えば複数のパーツを組み合わせるとき、それぞれの干渉を確認しながら穴位置を決めるのは難しいです。アセンブリで組み合わせて確認すればいいですが非常にめんどくさいので私は嫌いです。あと構成部品編集も嫌い。なのでこの方法をとっていました。
これはt3とt5の板材のみで構成されているため、パーツ数が非常に多いです。これをアセンブリで作ろうと思うとすさまじい労力がいるでしょう。
ですがこのデータはアセンブリではなく一つのsolidpartデータです。
結果のマージのチェックを外すことにより新しく押し出しをしたときに結合せず別ボディとして扱えます。これをすることによりパーツの寸法をもとにほかのパーツを設計できます。
step、stlなどに出力する際にはツリーのソリッドボディを選択し、いらない部分を非表示にすれば特定部分だけ取り出せます。またbambustudioではまとめて出力したstlでもバラバラにできる機能があります。
コンフィギュレーションについて
solidworksにはコンフィギュレーションという、パーツに複数の形態をとらせる機能があります。
これは四足歩行ロボットの足です。リンクの設計は難しく、アセンブリだと難しいのでマルチボディで作ってます。ですがこのままだとアセンブリでリンクの確認ができませんよね。そこでコンフィギュレーションを使ってます。
コンフィギュレーションでは特定の操作を抑制して、特定の操作をコンフィギュレーション内だけ抑制解除することができます。これを使ってリンクのうち特定部分だけを抑制することでパーツを4つに分割してます。またほかにもボスやカットに同じことをすることでパーツのマイナーチェンジなどを作れます。
関係式について
これは普段使いする機能ではないですが、簡単に言えば数値設定でデータを自動的に変更できる機能です。
これは私が自作した歯車のデータです。作り方とかネットに乗ってるので調べれば作れると思います。
関係式の欄にモジュール、歯数などのパラメータがあり、例えばモジュールを2、歯数を20にすると
こんな風に変更が容易にできます。歯車を作る機能のあるアドインなどもありますし、dxfを生成するサイトからdxfを持ってきてもいいんですがデータ上で作れることに意義があります。
これのインボリュート曲線はx:("基礎円直径@ｽｹｯﾁ2"/2*sqr(t^2+1)*cos(t-atn(t)))cos(Pi/39)-("基礎円直径@ｽｹｯﾁ2"/2sqr(t^2+1)*sin(t-atn(t)))sin(Pi/39)、y:("基礎円直径@ｽｹｯﾁ2"/2sqr(t^2+1)*cos(t-atn(t)))sin(Pi/39)+("基礎円直径@ｽｹｯﾁ2"/2sqr(t^2+1)*sin(t-atn(t)))*cos(Pi/39)という式でできてます。このPi/39ってところは歯車二つがどちらも縦向きでうまくかみ合うためにインボリュート曲線を回転させてます。ほかにも立体であるからこその応用も効くので、
はすば歯車を作ったり、
こういう特殊なものも作れたりしますし、扱いがわかればセレーションやタイミングベルトなんかでも同じようなことができます。あまり複雑だとエラーが起きますし扱いに慣れないと難しいですが応用が利く機能だと思います。
精神的な話
完全に僕の持論の話なので正しいといえるものじゃないですが、適当に聞き流して自分の中で答えを持ってもらえたらいいと思います。設計歴数年の若輩の戯言なのであまり信用しないでください。
ほか分野とのかかわり方
まず設計者はキャチロボのようなタイプのロボコンにおいて、というかマイコンカーとかロボット相撲みたいな特殊な競技を除けば最も重要な存在といえます。これ言うと基板設計や制御設計がぶちぎれるかもですが、これは絶対だと思います。
機体がなければ制御もできませんし、回路も組むのが難しいです。何であれメカがないと話になりませんが、そのメカが一番時間がかかる部分なんです。
設計をする人はその重みを、自分が作業進行のすべてを握ってることを自覚し、可能な限り迅速に、かつ制御をしてもらう以上は最高のロボットを作ることが必要です。
総合的な設計でも話しましたが、良い設計をするためにはほかの分野に対しての深い理解が必要です。設計系の企業だと、研修で加工機を触ることも多いですが、これは設計をする上で加工の知識が必須だからです。自分が設計だから制御について知らない、あるいは制御だから設計について知らないというのはあまり良い考えとは言えないです。ほかの分野について最低限の知識を持ち、わからない部分は詳しい人、わかる人に確認を取るのが効果的だと思います。
良い設計について
良い設計って何でしょう。加工性などが確保できていなければ機能的な設計が必ずいいとは言えません。制御性が確保できていなければ加工性の良い設計が必ずいいとは言えません。そしてこれらの要素をすべて確保するのはほぼ無理でしょう。できる方はすごいです。
つまりは何が必要かというと、妥協です。あまりいい表現ではないですが、つまりは全部において最高を求めるのではなく、一番必要な部分が何なのかを考え、そこを重視しつつほかの要素もほどほどに意識する。そういう考えが多分いいんじゃないですかね。
おわりに
死ぬほど読みづらく、くだらない内容だったかもですがまあ誰かの、主に先端小型にロボット知識ゼロで入って詰んでる人の役に立ったら幸いです。私はとりあえず伝えたいこと全部を書き散らした感じですが、以降の人も何か書き残しておいてくれるともっと強い実習室になれるかもと思うのでぜひ書いてください。