Nykyaikaisessa valmistuksessa robotiikasta on tullut tärkeä voima teollisuuden automatisoinnin ja älykkyyden kehittämisen edistämisessä, ja niistä tulee yhä yleisempiä teollisuudessa. Robotin valmistusprosessissa CNC -tekniikan soveltaminen on erityisen kriittinen. CNC-tekniikka voi saavuttaa tarkkaan ja korkean tehokkaan osan käsittelyn tietokoneen tarkan ohjauksen avulla, jolla on ratkaiseva vaikutus robottiosien laatuun ja suorituskykyyn. Seuraava Huiwen -editori tuo lisätietoja tavanomaisista robottiosista, sopivista robottimateriaaleista ja siitä, miksi CNC -koneistus on niin tärkeä robotin valmistukselle.
Robottiosat
1. CNC-koneistus on räätälöity robottiosien käsittelyyn
Robotin kokonaisosat on koneistettava. Toisaalta CNC -koneistus voi tuottaa osia erittäin nopealla toimitusajalla. Melkein heti kun valmistelet 3D -mallin, voit aloittaa CNC -koneiden käytön komponenttien valmistukseen. Tämä mahdollistaa prototyyppien nopean iteraation ja räätälöityjen robottiosien nopean toimituksen erityissovelluksiin.
Toinen CNC -koneistuksen etu on sen kyky valmistaa osia tarkalleen eritelmiin. Tämä valmistustarkkuus on erityisen tärkeä robotiikoille, joissa mittatarkkuus on avain korkean suorituskyvyn robotien rakentamiseen. CNC -koneistus voi pitää +/- 0.005 mm: n tiukka toleranssit, ja sellaiset huolellisesti muotoillut osat mahdollistavat tarkat ja toistettavat liikkeet, joista robotit tunnetaan ja arvostetaan.
Pintapinta on toinen syy käyttää CNC -koneistusta robottiosien tuottamiseen. Vuorovaikutteisten osien on oltava alhainen kitka, ja CNC-koneistus voi tuottaa osia, joiden pinnan karheus on niin alhainen kuin RA 0,8 μm, ja vielä alhaisempi jälkikäsittelyoperaatioiden, kuten kiillotuksen, kautta. Sitä vastoin die -valu (ennen viimeistelyprosesseja) tuottaa tyypillisesti pinnan karheuden lähellä 5 μm. Metalli 3D -tulostus tuottaa vieläkin karkeamman pinnan.
Lopuksi, robottien osien koneistuksessa käytettyjen materiaalien tyypit ovat ihanteellisia CNC -koneistukseen. Robotien on kyettävä liikkumaan ja nostamaan vakavasti esineitä, mikä vaatii vahvoja, kovia materiaaleja. Nämä tarvittavat ominaisuudet tulisi saavuttaa koneistaa tietyt metallit ja muovit, kuten alla olevassa materiaaliosassa on kuvattu. Lisäksi robotteja käytetään usein räätälöityihin tarkoituksiin tai pieneen erätuotantoon, mikä tekee CNC: n koneistamisesta luonnollisen valinnan robottiosille.
Robottiosien koneistus
II. CNC -koneistuksen valmistama robotti -osien tyypit
Niin monilla mahdollisilla toiminnoilla on kehittynyt monia erityyppisiä robotteja. Robotteja on useita päätyyppejä, joita käytetään yleisesti. Nivelrboteilla on yksi käsivarsi, jossa on useita niveliä, mitä monet ihmiset ovat nähneet. Siellä on myös SCARA (selektiivinen vaatimustenmukaisuus nivel robottivarsi) robotteja, jotka voivat liikuttaa asioita kahden rinnakkaisen tason välillä. Scarasilla on korkea pystysuora jäykkyys, koska niiden liike on vaakasuora. Delta -roboteissa on nivelet alareunassa, mikä pitää käsivarren valon ja pystyy liikkumaan nopeasti. Lopuksi, portti- tai Cartesian roboteilla on lineaarisia toimilaitteita, jotka liikkuvat 90 asteessa toisiinsa. Jokaisella näistä roboteista on erilainen rakenne ja erilaiset sovellukset, mutta yleensä viisi pääkomponenttia, jotka muodostavat robotin (robottivarsi/päätyefektori/moottori/ohjain/anturi).
1. Robottivarsi
Robottivarret vaihtelevat suuresti sekä muodossa että toiminnassa, joten voidaan käyttää monia erilaisia komponentteja. Yksi asia, joka heillä kaikilla on yhteistä, on kuitenkin se, että he kykenevät siirtämään esineitä tai suorittamaan toimia esineissä - toisin kuin ihmisen aseet! Robottivarren eri osat on jopa nimetty meille: olkapää, kyynärpään nivel ja ranteen nivel pyörivät ja hallitsevat niiden välisten osien liikkumista.
Robottivarren rakennekomponenttien on oltava jäykkiä ja vahvoja, jotta ne voivat nostaa esineitä tai käyttää voimaa. Näiden vaatimusten täyttämiseen käytettyjen materiaalien (teräs, alumiini ja jotkut muovit) vuoksi CNC -koneistus on oikea valinta. Pienemmät komponentit, kuten vaihteet tai laakerit nivelissä, tai kotelon osia, jotka ympäröivät käsivartta ympäröivät CNC: tä.
2. Päättymisefektorit
Päätyefektori on kiinnitys, joka kiinnittyy robottivarren päähän. Päättymisefektorin avulla voit mukauttaa robotin toiminnallisuutta eri operaatioille tarvitsematta rakentaa täysin uutta robottia. Ne voivat olla tarttuvia, tarttujia, tyhjiöitä tai imukupeja. Näissä päätyefektoreissa on tyypillisesti komponentteja, jotka on koneistettu metallista (yleensä alumiini) (enemmän materiaalin valinnassa myöhemmin). Yksi näistä komponenteista on kiinnitetty robottivarren päähän. Varsinainen tarttuja, imuluppi tai muu päätyefektori (tai päätyefektorien taulukko) kaverit tällä komponentilla, jotta sitä voidaan ohjata robottivarsi. Tämä asennus kahdella eri komponentilla on helpompaa vaihtaa erilaisia päätyefektoreita, joten robotti voidaan mukauttaa eri sovelluksiin.
3. Moottorit
Jokainen robotti tarvitsee moottoreita käden ja nivelten liikkumisen ajamiseksi. Itse moottoreilla on monia liikkuvia osia, joista monet voivat olla CNC: n koneistettuja. Tyypillisesti moottorilla on jonkinlainen koneistettu kotelo virtalähteelle, samoin kuin koneistettu kiinnike sen kiinnittämiseksi robottivarteen. Laakerit ja akselit ovat myös usein CNC: n koneistettuja. Akseli voidaan koneistaa sorville halkaisijan vähentämiseksi tai jyrsinnän koneeseen lisätäksesi ominaisuuksia, kuten avaimia tai lähtöä. Lopuksi, hammaspyörät, jotka lähettävät moottorin liikkeen robotin liitoksille tai muille osille, voivat olla CNC: tä, joka on koneistettu jauhamalla, EDM: llä tai harrastuksella. Servomoottoreita voidaan käyttää robotin liikkeen virran käyttämiseen.
Tarkkuusosat
4. Ohjain
Ohjain on pohjimmiltaan robotin aivot, ja se tekee sen, mitä luulet sen tekevän - se yleensä hallitsee robotin tarkkoja liikkeitä. Robotin tietokoneena se vie antureiden syötteen ja muuttaa lähtöä ohjaavaa ohjelmaa. Tämä vaatii tulostetun piirilevyn (PCB) elektroniikan sijoittamiseen. Tämä piirilevy voidaan CNC -koneista haluttuun kokoon ja muotoon ennen elektroniikan lisäystä.
5. Anturit
Kuten edellä mainittiin, anturit saavat tietoa robotin ympäristöstä ja syövät sen takaisin robotin ohjaimeen. Anturit vaativat myös piirilevyn, joka voidaan koneistaa CNC: n. Joskus nämä anturit on asennettu myös CNC -koneistettuun koteloon.
6. Mukautetut jigit ja kalusteet
Vaikka suurin osa robottioperaatioista ei ole osa itse robottia, se vaatii räätälöityjä jigit ja kalusteet. Saatat tarvita kiinnittimen osan pitämiseksi, kun robotti toimii siinä. Voit myös käyttää jigia osan joka kerta, mikä on usein tarpeen robotin poimimiseksi tai osan asettamiseksi. Koska ne ovat usein kertaluonteisia räätälöityjä osia, CNC-koneistus sopii hyvin jigille. Läpinäsajat ovat lyhyitä ja CNC -koneistus on usein helppo saavuttaa varastomateriaalilla, yleensä alumiinilla.