Nykyään robotteja näyttää olevan kaikkialla - elokuvissa, lentokentillä, ruoantuotannossa ja jopa työskennellä tehtaissa, jotka tekevät muita robotteja. Roboteilla on monia erilaisia toimintoja ja käyttötarkoituksia, ja niiden valmistuksen helpotessa ja halpeneessa ne yleistyvät alalla. Robotiikan kysynnän kasvaessa robottivalmistajien on pysyttävä perässä, ja yksi robotin osien valmistuksen perusmenetelmä on CNC-koneistus. Tämä artikkeli oppii lisää robottien vakioosista ja siitä, miksi CNC-työstö on niin tärkeää robottien valmistuksessa.
CNC-työstö on räätälöity roboteille
Ensinnäkin CNC-työstyksellä voidaan tuottaa osia erittäin nopeilla toimitusajoilla. Melkein 3D-mallin valmistuksen jälkeen voit alkaa käyttää CNC-koneita komponenttien valmistukseen. Tämä mahdollistaa prototyyppien nopean iteroinnin ja räätälöityjen robottiosien nopean toimituksen ammattikäyttöön.
Toinen CNC-koneistuksen etu on, että se pystyy valmistamaan tarkasti määritelmien mukaisia osia. Tämä valmistustarkkuus on erityisen tärkeä robotiikassa, koska mittatarkkuus on avain korkean suorituskyvyn robottien valmistukseen. Tarkkuus CNC-työstö voi pitää toleranssit +/-0,0002 tuuman sisällä, ja tämä osa antaa robotille mahdollisuuden suorittaa tarkkoja ja toistettavia liikkeitä.
Pintakäsittely on toinen syy käyttää CNC-työstöä robottiosien valmistukseen. Vuorovaikutuksessa olevilla osilla on oltava alhainen kitka. Tarkkuus-CNC-työstöllä voidaan tuottaa osia, joiden pinnan karheus on niinkin alhainen kuin Ra 0,8 μm tai jopa pienempi viimeistelytoimenpiteiden, kuten kiillotuksen, jälkeen. Sitä vastoin painevalu (ennen viimeistelyä) tuottaa yleensä pinnan karheuden, joka on lähellä 5 ¼m. Metalli 3D-tulostus tuottaa karheamman pinnan.
Lopuksi, robotin käyttämä materiaali on ihanteellinen materiaali CNC-työstöön. Robottien on pystyttävä liikuttamaan ja nostamaan esineitä tasaisesti, ja ne tarvitsevat vahvoja ja kovia materiaaleja. Nämä tarpeelliset ominaisuudet saavutetaan parhaiten käsittelemällä tiettyjä metalleja ja muoveja. Lisäksi robotteja käytetään usein tilaus- tai pienierävalmistuksessa, mikä tekee CNC-työstyksestä luonnollisen valinnan robotin osille.
CNC-työstyksellä valmistettujen robotin osien tyypit
Monien mahdollisten toimintojen ansiosta on kehittynyt monenlaisia robotteja. Yleisesti käytettyjä robotteja on useita päätyyppejä. Nivelrobotin yhdellä kädellä on useita niveliä, joita monet ihmiset ovat nähneet. Mukana on myös SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) -robotti, joka voi siirtää asioita kahden yhdensuuntaisen tason välillä. SCARAlla on korkea pystysuora jäykkyys, koska niiden liike on vaakasuoraa. Delta-robotin nivelet sijaitsevat pohjassa, mikä pitää kädet kevyinä ja liikkuvina nopeasti. Lopuksi portaali- tai suorakulmaisissa roboteissa on lineaariset toimilaitteet, jotka liikkuvat 90 astetta toisiinsa nähden. Jokaisella näistä roboteista on erilainen rakenne ja erilaiset sovellukset, mutta yleensä robotti koostuu viidestä pääkomponentista.
Yleisesti käytettyjä robotteja on pääasiassa useita. Nivelrobotin yhdellä kädellä on useita niveliä, joita monet ihmiset ovat nähneet. On myös SCARA (Selective Compliant Joint Robot Arm) -robotti, joka voi siirtää esineitä kahden yhdensuuntaisen tason välillä. SCARAlla on korkea pystysuora jäykkyys, koska niiden liike on vaakasuoraa. Delta-robotin nivelet sijaitsevat alustalla, mikä pitää kädet kevyinä ja nopeasti liikkuvina. Lopuksi portaali- tai suorakulmaisissa roboteissa on lineaariset toimilaitteet, jotka liikkuvat 90 astetta toisiinsa nähden. Jokaisella näistä roboteista on erilainen rakenne ja erilaiset sovellukset, mutta yleensä niissä on 5 pääkomponenttia:
1. Robottivarsi
Robottivarret ovat muodoltaan ja toiminnaltaan hyvin erilaisia, joten niissä käytetään monia erilaisia osia. Heillä on kuitenkin yksi yhteinen piirre, eli he voivat siirtää tai käsitellä esineitä - tämä ei eroa ihmisen käsivarresta! Robottikäsivarren eri osat on nimetty jopa omien osiemme mukaan: olka-, kyynär- ja ranteen nivelet pyörivät ja ohjaavat kunkin osan liikettä.
2. Pääteefektori
Päätetehostin on robottivarren päähän kiinnitetty lisävaruste. Pääteefektorin avulla voit mukauttaa robotin toimintoja eri toimintojen mukaan ilman, että sinun tarvitsee rakentaa täysin uutta robottia. Ne voivat olla tarttuja, tarttuja, pölynimureita tai imukuppeja. Nämä päätetehostimet ovat yleensä CNC-koneistettuja osia, jotka on valmistettu metallista (yleensä alumiinista). Yksi komponenteista on kiinteästi kytketty robottivarren päähän. Varsinainen tarttuja, imukuppi tai muu päätelaite on sovitettu tähän kokoonpanoon, jotta sitä voidaan ohjata robottivarrella. Tämä kahdella eri komponentilla varustettu kokoonpano helpottaa eri päätetehosteiden vaihtamista, joten robotti voidaan mukauttaa erilaisiin sovelluksiin. Voit nähdä tämän alla olevasta kuvasta. Pohjalevy pultataan robottivarteen, jolloin voit liittää imukuppia käyttävän letkun robotin ilmansyöttölaitteeseen. Ylä- ja alalevyt ovat esimerkkejä CNC-koneistetuista osista.
(Lopputehostin sisältää monia CNC-työstöosia)
3. Moottori
Jokainen robotti tarvitsee moottorin ohjaamaan käsivarsien ja nivelten liikettä. Itse moottorissa on monia liikkuvia osia, joista monet voidaan käsitellä CNC:llä. Yleisesti ottaen moottori käyttää virtalähteenä jonkinlaista koneistettua koteloa ja koneistettua kannaketta, joka yhdistää sen robottivarteen. Laakerit ja akselit ovat myös yleensä CNC-koneistettuja. Akseli voidaan työstää sorvilla halkaisijan pienentämiseksi tai se voidaan työstää jyrsinkoneella lisäten ominaisuuksia, kuten kiiloja tai uria. Lopuksi jyrsintää, EDM:ää tai hammaspyöriä voidaan käyttää siirtämään moottorin liike robotin niveliin tai muihin hammaspyöriin.
4. Ohjain
Ohjain on pohjimmiltaan robotin aivot, jotka ohjaavat robotin tarkkaa liikettä. Robotin tietokoneena se hyväksyy anturin syötteen ja muokkaa lähtöä ohjaavaa ohjelmaa. Tämä vaatii piirilevyn (PCB) elektronisten komponenttien sijoittamiseen. Ennen elektronisten komponenttien lisäämistä piirilevy voidaan CNC-käsitellä vaaditun koon ja muodon saavuttamiseksi.
5. Anturi
Kuten edellä mainittiin, anturi vastaanottaa tietoa robotin ympäristöstä ja syöttää sen takaisin robottiohjaimelle. Anturi tarvitsee myös piirilevyn, joka voidaan käsitellä CNC:llä. Joskus nämä anturit asennetaan myös CNC-koneistettuihin koteloihin.
6. Custom kalusteet ja kiinteät laitteet.
Vaikka se ei ole osa itse robottia, useimmat robotin toiminnot vaativat mukautettuja kalusteita ja kiinteitä laitteita. Kun robotti työskentelee osan parissa, saatat tarvita kiinnikkeen osan kiinnittämiseen. Voit myös käyttää kiinnittimiä osien kohdistamiseen tarkasti, mikä on yleensä tarpeen, jotta robotit voivat poimia tai laskea osia. Koska ne ovat yleensä kertaluonteisia räätälöityjä osia, CNC-työstö sopii erittäin hyvin kiinnikkeisiin.
------------------------------------------------------ --------------------------------------
