1A: Fundamentos do Onshape - Seção 2

Introdução

Neste ponto, você já domina a criação de estruturas de tubos em diversos formatos e tamanhos. No entanto, essas estruturas não se sustentam sozinhas: precisam de elementos de fixação e reforço. É aí que entram as chapas e placas (plates). Esta seção é dedicada a ensinar o fluxo de modelagem de chapas para as mais variadas funções no robô.

O que São Chapas e Placas (Plates)?

Na FRC, placas usinadas são onipresentes e geralmente fabricadas em dois materiais principais: alumínio e policarbonato.

Elas exercem duas funções vitais no robô: permitem unir e reforçar elementos estruturais entre si e fixar componentes mecânicos e transmissões (motores, caixas de redução, eixos e rolamentos) à estrutura. Uma chapa plana utilizada exclusivamente para unir tubos também é chamada de gusset ou cantoneira/suporte.

Veja abaixo dois exemplos de chapas em robôs de FRC:

Chapas e gussets utilizados para suportar mecanismos e travar a estrutura do robô

Contexto e Princípios de Projeto

Como os tubos estruturais padronizados costumam ter furações em passos fixos (geralmente a cada 0,5 polegada), as chapas planas funcionam como a ponte adaptadora perfeita para quaisquer distâncias arbitrárias. Isso é viável porque as chapas são usinadas em fresadoras CNC router ou cortadas a laser, permitindo qualquer distância entre furos com tolerância micrométrica.

Essa liberdade posicional é o conceito central no projeto de placas. O objetivo de uma chapa plana é posicionar furos de montagem e eixos exatamente onde a mecânica exige; o material de contorno da chapa existe apenas para conectar esses pontos e criar linhas de tração e compressão estrutural (como em um gusset triangular).

O sketch de uma chapa é composto por círculos para os furos, arcos de concordância para os cantos arredondados e linhas tangentes que fecham o perímetro. Ao conceber o contorno externo de uma chapa, imagine o formato gerado ao esticar um barbante elástico ao redor de todos os furos de montagem. O vídeo a seguir demonstra esse conceito na prática (apenas assista com atenção, não precisa modelar ainda):

Demonstração do fluxo de modelagem de chapas (Plate Workflow)

Esse vídeo também apresenta a restrição geométrica de Tangência (Tangent)! Ela é uma das ferramentas mais utilizadas na modelagem de chapas, pois cada furo de fixação terá um arco de contorno ao seu redor formando o perímetro da peça. A restrição tangencial garante transições suaves entre linhas e arcos, eliminando cantos vivos ou quinas pontiagudas perigosas.

Exercício 1: Fluxo de Trabalho com Chapas (Plate Workflow)

Sua tarefa é desenhar uma chapa simples com dois furos para rolamento. Rolamentos aparecem em todo lugar na FRC para reduzir o atrito em eixos móveis. Este é o mesmo formato apresentado no vídeo demonstrativo.

Para começar, abra o Part Studio “Exercise 1: Plates” na pasta “Section 2” da sua cópia do documento de exercícios e siga o passo a passo abaixo para praticar o contorno de chapas:

Fluxo de Trabalho de Chapas (Plate Workflow)

Desenhe um arco de centro e extremidades (Center point arc) ao redor de cada furo de rolamento e defina a distância de um deles como 0,25” em relação à borda do furo.
Defina que os dois arcos tenham o mesmo raio utilizando a restrição de igualdade (Equal - tecla E).
Desenhe linhas conectando os arcos entre si.
Aplique a restrição de tangência (Tangent - tecla T) entre cada linha e seus respectivos arcos para alinhar tudo perfeitamente.

Nota

Restrições podem se formar automaticamente por engano ao desenhar (por exemplo, um ponto do arco ficar travado acidentalmente na horizontal ou vertical).

Você pode excluir qualquer restrição: passe o cursor sobre a linha ou arco, clique no pequeno ícone da restrição indesejada (as entidades envolvidas ficarão em destaque) e pressione a tecla Delete no teclado.

Segurar a tecla Shift enquanto desenha desativa momentaneamente a criação de restrições automáticas. Se tiver dúvidas, consulte o vídeo para rever o processo.

Concluiu?

Após terminar, apague o contorno da chapa e repita esse processo 2 a 3 vezes, até que a sequência de passos pareça completamente natural e você não precise mais consultar a lista.

Experimente adicionar um terceiro furo de rolamento formando um triângulo! Você modelará dezenas de chapas ao longo de uma temporada competitiva de FRC, portanto dominar esse fluxo é indispensável.

Assim que se sentir seguro com esse método, avance para o próximo exercício.