Η απόδοση ενός ρομποτικού βραχίονα εξαρτάται από τον τρόπο κατασκευής των εξαρτημάτων του, όχι μόνο από την πρόθεση σχεδιασμού. Τα εξαρτήματα του ρομποτικού βραχίονα περιλαμβάνουν τον ελεγκτή, τους αισθητήρες, τις αρθρώσεις, τους ενεργοποιητές, τους τελικούς ενεργοποιητές και τα δομικά περιβλήματα. Κάθε ένα παίζει έναν συγκεκριμένο ρόλο. Πώς, λοιπόν, συνδέονται η λειτουργία, οι διαδικασίες κατασκευής, η ακρίβεια και η επιλογή υλικών σε πραγματικά έργα; Αυτή η σύνδεση έχει σημασία για τους μηχανικούς, τους διαχειριστές προϊόντων και τους τεχνικούς αγοραστές. Διαμορφώνει την επαναληψιμότητα, το ωφέλιμο φορτίο, το κόστος μονάδας, τον χρόνο παράδοσης και τον κίνδυνο προμήθειας. Αυτό το άρθρο μετακινείται από τις κατηγορίες εξαρτημάτων στις διαδικασίες και, στη συνέχεια, στα υλικά και ολοκληρώνεται με ένα πρακτικό πλαίσιο επιλογής που μπορείτε να εφαρμόσετε.
Κοινά εξαρτήματα και λειτουργίες βραχίονα ρομπότ
Ελεγκτής, αισθητήρες και ενεργοποιητές
Συντονισμός ελεγκτή και ασφάλειας
Ο ελεγκτής λειτουργεί σαν τον εγκέφαλο του συστήματος. Διαβάζει δεδομένα αισθητήρων, εκτελεί αλγόριθμους κίνησης και στέλνει εντολές σε κάθε άρθρωση. Ο συντονισμός ασφαλείας λαμβάνει επίσης χώρα εδώ. Ο ελεγκτής ελέγχει για σφάλματα, περιορίζει τη ροπή και ξεκινάει τις στάσεις έκτακτης ανάγκης όταν κάτι πάει στραβά.
Αισθητήρες ροπής, δύναμης και όρασης
Οι αισθητήρες δίνουν στο χέρι την αντίληψή του. Οι αισθητήρες ροπής μετρούν την περιστροφική δύναμη σε κάθε άρθρωση. Οι αισθητήρες δύναμης ανιχνεύουν την πίεση επαφής στον καρπό. Οι αισθητήρες όρασης βοηθούν το χέρι να εντοπίζει και να επιθεωρεί τα μέρη. Αυτοί οι βρόχοι ανάδρασης διατηρούν την κίνηση ακριβή και αποτρέπουν τις ζημιές.
Σερβοκινητήρες και τύποι ενεργοποιητών
Οι ενεργοποιητές μετατρέπουν την ενέργεια σε κίνηση. Οι ηλεκτρικοί σερβοκινητήρες πρωτοπορούν στα μοντέρνα σχέδια. Οι πνευματικοί ενεργοποιητές χρησιμοποιούν πεπιεσμένο αέρα για γρήγορες και απλές κινήσεις. Οι υδραυλικοί ενεργοποιητές χειρίζονται πολύ βαριά φορτία. Κάθε τύπος ταιριάζει σε διαφορετικές ανάγκες ωφέλιμου φορτίου και ταχύτητας.
Συνδέσεις, μειωτήρες και κωδικοποιητές
Τύποι αρθρώσεων και βαθμοί ελευθερίας
Οι αρθρώσεις καθορίζουν τον τρόπο κίνησης του βραχίονα. Οι περιστροφικές αρθρώσεις επιτρέπουν την περιστροφική κίνηση. Οι πρισματικές αρθρώσεις παρέχουν γραμμική κίνηση. Κάθε άρθρωση προσθέτει έναν βαθμό ελευθερίας. Ένας βραχίονας έξι αξόνων μπορεί να φτάσει σχεδόν σε οποιοδήποτε σημείο του χώρου εργασίας του.
Ρόλοι μειωτήρα και κιβωτίου ταχυτήτων
Οι μειωτήρες πολλαπλασιάζουν τη ροπή του κινητήρα και την ταχύτητα κοπής. Βρίσκονται ανάμεσα στον κινητήρα και την άρθρωση. Τα κιβώτια ταχυτήτων, οι ιμάντες και οι αρμονικοί κινητήρες είναι συνηθισμένες επιλογές. Η αντίστροφη κίνηση σε αυτά τα μέρη επηρεάζει άμεσα την ακρίβεια τοποθέτησης.
Ανάδραση και τοποθέτηση κωδικοποιητή
Οι κωδικοποιητές παρακολουθούν τη θέση της άρθρωσης σε πραγματικό χρόνο. Στέλνουν παλμούς ή ψηφιακά σήματα στον ελεγκτή. Οι κωδικοποιητές υψηλής ανάλυσης επιτρέπουν τον ακριβή προσδιορισμό της θέσης. Χωρίς αυτούς, ο ελεγκτής δεν μπορεί να κλείσει τον βρόχο.
Τελικοί ενεργοποιητές και δομικά περιβλήματα
Εργαλεία και λαβίδες άκρου βραχίονα
Οι τελικοί ενεργοποιητές κάνουν την πραγματική δουλειά. Οι λαβίδες, οι βεντούζες και οι φλόγιστρες συγκόλλησης είναι συνηθισμένα παραδείγματα. Η επιλογή της λαβίδας επηρεάζει τον χρόνο κύκλου και την αξιοπιστία. Οι ηλεκτρικές λαβίδες συχνά περνούν 10,000 ώρες λειτουργίας. Οι πνευματικές λαβίδες χρειάζονται αντικατάσταση στεγανοποίησης κάθε 3-6 μήνες σε υγρά ή σκονισμένα μέρη. Μία βλάβη του συμπιεστή μπορεί να σταματήσει δεκάδες πνευματικούς ενεργοποιητές ταυτόχρονα. Οι ηλεκτρικές μονάδες βλάπτουν μία κάθε φορά και προσφέρουν αυτοδιάγνωση για προγνωστική συντήρηση.
Βάση, σύνδεσμος και κατασκευές στέγασης
Η βάση συγκρατεί τον βραχίονα σε μια επιφάνεια. Οι σύνδεσμοι του βραχίονα του ρομπότ συνδέουν τις αρθρώσεις και μεταφέρουν φορτία. Τα σώματα των ρομποτικών συνδέσμων πρέπει να εξισορροπούν την ακαμψία και το βάρος. Τα σώματα των ρομποτικών συνδέσμων του βραχίονα χρησιμοποιούν συχνά αλουμίνιο ή ίνες άνθρακα. Τα περιβλήματα των ρομποτικών ενεργοποιητών προστατεύουν τους κινητήρες και τα γρανάζια από τη σκόνη και την υγρασία. Τα περιβλήματα των ενεργοποιητών παρέχουν επίσης σημεία στήριξης για αισθητήρες. Οι ενεργοποιητές υψηλής ακρίβειας βασίζονται σε άκαμπτα περιβλήματα για τη διατήρηση της ευθυγράμμισης. Τα δομικά σώματα συνδέσμων και τα περιβλήματα των ρομποτικών ενεργοποιητών αποτελούν τη μηχανική ραχοκοκαλιά οποιουδήποτε συνόλου εξαρτημάτων του ρομποτικού βραχίονα.
Διαδικασίες κατασκευής εξαρτημάτων βραχίονα ρομπότ
Κάθε διαδικασία κατασκευής έχει θετικά σημεία. Η επιλογή της σωστής για κάθε εξάρτημα είναι το κλειδί για την κατασκευή εξαρτημάτων ρομποτικού βραχίονα. Η κατεργασία CNC φροντίζει για τα περισσότερα δομικά κομμάτια. Η λαμαρίνα και η χύτευση με πίεση είναι ιδανικά για καλύμματα. Η χύτευση με έγχυση λειτουργεί καλά για εξαρτήματα που δεν φέρουν φορτία. Η προσθετική κατασκευή είναι χρήσιμη για πρωτότυπα. Τα υλικά που επιλέγετε αλλάζουν επίσης ποια διαδικασία χρησιμοποιείτε. Όταν το εξάρτημα και η διαδικασία ταιριάζουν καλά, εξοικονομείτε χρόνο και χρήματα.
CNC κατεργασία για εξαρτήματα βραχίονα ρομπότ
Φρεζάρισμα και τόρνευση συνδέσμων και περιβλημάτων
Η κατεργασία CNC κόβει υλικό μακριά από ένα συμπαγές μπλοκ. Η φρεζάρισμα διαμορφώνει επίπεδες επιφάνειες, σχισμές και οπές. Η τόρνευση δημιουργεί στρογγυλά χαρακτηριστικά σε άξονες και περιβλήματα. Τα περισσότερα δομικά σώματα συνδέσμων ξεκινούν ως μπλοκ αλουμινίου. Αυτά τα κύρια δομικά σώματα συνδέσμων φέρουν βαριά φορτία. Τα δομικά στοιχεία του ρομποτικού βραχίονα πρέπει να είναι πολύ άκαμπτα. Τα περιβλήματα ενεργοποιητών εξαρτώνται επίσης από την κατεργασία CNC για ακριβή ευθυγράμμιση. Αυτή η διαδικασία παρέχει αυστηρό έλεγχο σε κάθε μέτρηση. Ένα κατεργασμένο εξάρτημα μπορεί να ταιριάζει με το σχέδιο μέσα σε λίγα εκατοστά του χιλιοστού.
Η κατεργασία CNC είναι ιδανική για μικρούς έως μεσαίους όγκους. Για ένα έως αρκετές χιλιάδες εξαρτήματα ετησίως, παρέχει τον καλύτερο συνδυασμό ποιότητας και κόστους. Τα ρομποτικά σώματα συνδέσμων και τα περιβλήματα αρθρώσεων είναι συνηθισμένες εργασίες.
Ανοχές και φινιρίσματα επιφάνειας
Οι ανοχές έχουν μεγάλη σημασία στα εξαρτήματα του ρομποτικού βραχίονα. Μια χαλαρή εφαρμογή σε μία άρθρωση δημιουργεί σφάλματα που εξαπλώνονται σε ολόκληρο τον βραχίονα. Ακολουθούν τυπικά εύρη για εξαρτήματα κατεργασμένα με CNC:
| Κατηγορία ανοχής | Εφικτή ανοχή | Τυπική Εφαρμογή |
| Βασική | ±0.125 χιλ. (±0.005″) | Περιβλήματα και στηρίγματα (ISO2768-m) |
| Ακρίβεια | ±0.01 χιλ. (±0.0005″) | Έδρες ρουλεμάν, πείροι ευθυγράμμισης, διεπαφές |
| Λείανση ακριβείας | ±0.005 χιλ. (±0.0002″) | Εξαιρετική ακρίβεια (προσαρμοσμένα όρια) |
Η ακρίβεια διατηρεί αυστηρές ανοχές σε κρίσιμα χαρακτηριστικά. Η παραλληλία μεταξύ των οπών των ρουλεμάν σε έναν σύνδεσμο πρέπει να παραμένει κάτω από 0.02 mm. Η κακή ευθυγράμμιση πέρα από αυτό το σημείο προκαλεί τριβή και πρόωρη αστοχία. Η ομοκεντρικότητα μεταξύ των διεπαφών των αρθρώσεων δεν μπορεί να επηρεαστεί. Σφάλματα συσσωρεύονται μέσω της κινηματικής αλυσίδας και προκαλούν μεγάλες ανακρίβειες στο χέρι.
Το φινίρισμα της επιφάνειας έχει εξίσου μεγάλη σημασία. Οι έδρες των ρουλεμάν χρειάζονται Ra 0.4 έως 0.8 μικρόμετρα. Μια πιο τραχιά επιφάνεια αυξάνει τη φθορά. Ένα προφίλμετρο μετρά αυτές τις τιμές κατά την παραγωγή. Τα περιβλήματα των ενεργοποιητών συχνά υποβάλλονται στην ίδια επεξεργασία. Οι λείες επιφάνειες διατηρούν τις στεγανοποιήσεις σε λειτουργία και αποτρέπουν τις διαρροές.
Διαδικασίες χύτευσης με λαμαρίνα και υπό πίεση
Καλύμματα, στηρίγματα και πλάκες στήριξης
Τα μεταλλικά μέρη προστατεύουν τα εσωτερικά εξαρτήματα και παρέχουν σημεία στήριξης. Τα καλύμματα ρομπότ, οι οδηγοί καλωδίων και οι βάσεις αισθητήρων είναι συνηθισμένα παραδείγματα. Οι πρέσες σφράγισης κόβουν και διαμορφώνουν φύλλα γρήγορα. Κάθε εξάρτημα χρειάζεται 1 έως 5 δευτερόλεπτα. Το κόστος εργαλείων κυμαίνεται από 10,000 $ έως 100,000 $. Οι ανοχές κυμαίνονται μεταξύ ±0.1 και ±0.5 mm. Το φινίρισμα της επιφάνειας είναι καλό αλλά όχι τόσο λείο όσο τα κατεργασμένα εξαρτήματα.
Παραγωγή κατοικιών μεγάλου όγκου
Η χύτευση υπό πίεση λειτουργεί για μεγάλες παραγωγικές διαδικασίες. Το τετηγμένο αλουμίνιο εγχέεται σε ένα χαλύβδινο καλούπι υπό πίεση. Το πάχος τοιχώματος κυμαίνεται από 1.5 έως 4.0 mm. Το ελάχιστο είναι περίπου 1.0 mm. Τα λεπτότερα τοιχώματα ενέχουν τον κίνδυνο ατελούς πλήρωσης. Η χύτευση υπό πίεση φτάνει σε ανοχές ±0.1 mm. Το φινίρισμα της επιφάνειας έχει μέγεθος 1.6 έως 3.2 μικρόμετρα Ra. Η πολυπλοκότητα του εξαρτήματος μπορεί να είναι πολύ υψηλή. Κάθε κύκλος διαρκεί 30 έως 120 δευτερόλεπτα. Το κόστος εργαλείων κυμαίνεται από 15,000 $ έως πάνω από 200,000 $. Αυτό καθιστά τη διαδικασία ιδανική για 10,000 ή περισσότερα εξαρτήματα ετησίως. Τα απόβλητα υλικών είναι χαμηλά, στο 5 έως 10 τοις εκατό.
Από πρακτικής άποψης, η χύτευση υπό πίεση είναι κατάλληλη για περιβλήματα βάσεων ρομπότ και μεγάλα καλύμματα. Η διαδικασία προσθέτει αντοχή μέσω λεπτών νευρώσεων και προεξοχών. Δεν απαιτείται επιπλέον κατεργασία για τις περισσότερες επιφάνειες.
Χύτευση με έγχυση και προσθετική κατασκευή
Πλαστικά καλύμματα και μη δομικά μέρη
Η χύτευση με έγχυση διαμορφώνει γρήγορα το πλαστικό σε σύνθετα μέρη. Μη δομικά καλύμματα, κλιπ καλωδίων και περιβλήματα αισθητήρων είναι τυπικές χρήσεις. Οι χρόνοι κύκλου μπορεί να είναι κάτω από 30 δευτερόλεπτα. Το κόστος εργαλείων είναι υψηλό, αλλά το κόστος ανά τεμάχιο μειώνεται γρήγορα σε μεγάλους όγκους. Η συρρίκνωση κατά την ψύξη πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στο σχεδιασμό του καλουπιού.
DMLS για μεταλλικά πρωτότυπα
Η άμεση σύντηξη με λέιζερ μετάλλου κατασκευάζει εξαρτήματα στρώμα-στρώμα από μεταλλική σκόνη. Δεν απαιτούνται εργαλεία. Αυτό το καθιστά ιδανικό για πρωτότυπα και μικρές παρτίδες. Ένας νέος σχεδιασμός συνδέσμων μπορεί να δοκιμαστεί σε ημέρες αντί για εβδομάδες. Το DMLS χειρίζεται πολύπλοκα εσωτερικά χαρακτηριστικά που δεν μπορούν να φτάσουν με φρεζάρισμα. Το φινίρισμα της επιφάνειας είναι πιο τραχύ από τα κατεργασμένα εξαρτήματα, συνήθως Ra 6 έως 10 μικρόμετρα. Η μετεπεξεργασία κρίσιμων επιφανειών είναι συνηθισμένη. Η διαδικασία λειτουργεί καλύτερα για ένα έως πενήντα εξαρτήματα. Το κόστος ανά εξάρτημα είναι υψηλό, αλλά η εξοικονόμηση χρόνου συχνά το δικαιολογεί. Η κατεργασία CNC εξακολουθεί να αποτελεί πρωτοπόρο παράγοντα για όγκους παραγωγής δομικών εξαρτημάτων.
Σκέψεις σχεδιασμού για εξαρτήματα βραχίονα ρομπότ
Στοίβαξη ανοχής και ευθυγράμμιση αρθρώσεων
Ακρίβεια και επαναληψιμότητα της διαδικασίας
Κάθε άρθρωση προσθέτει ένα μικρό σφάλμα στο σύστημα. Αυτά τα σφάλματα συσσωρεύονται μέσω της κινηματικής αλυσίδας. Μια χαλαρή εφαρμογή στην άρθρωση προκαλεί μεγαλύτερο σφάλμα θέσης στον ακραίο τελεστή. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι μικρές ανοχές έχουν σημασία σε κάθε κρίσιμο χαρακτηριστικό. Οι οπές των ρουλεμάν σε ένα σώμα συνδέσμου πρέπει να παραμένουν παράλληλες εντός 0.02 mm. Οτιδήποτε περισσότερο από αυτό προκαλεί τριβή και φθορά. Εάν ένα σώμα συνδέσμου βρίσκεται στο άνω άκρο της ζώνης ανοχής και το επόμενο στο κάτω άκρο, η ευθυγράμμιση της άρθρωσης μετατοπίζεται.
Η επαναληψιμότητα εξαρτάται από την ακρίβεια της διαδικασίας. Η κατεργασία CNC διατηρεί ±0.01 mm στις πείρους ευθυγράμμισης και στις έδρες των ρουλεμάν. Αυτό το επίπεδο ακριβείας των εξαρτημάτων παρέχει προβλέψιμη συναρμολόγηση. Οι σχεδιαστές πρέπει να σχεδιάσουν τη στοίβαξη κατά τη φάση σχεδίασης.
Στρατηγική δεδομένων και προσαρμογή συναρμολόγησης
Μια καλή στρατηγική δεδομένων συνδέει την κατεργασία, την επιθεώρηση και τη συναρμολόγηση με το ίδιο πλαίσιο αναφοράς. Για τη ρομποτική, τα δεδομένα αναφοράς θα πρέπει να ταιριάζουν με τον τρόπο που συναρμολογείται και συγκρατείται το ρομπότ σε πραγματική χρήση. Η επιφάνεια στήριξης της βάσης και οι πείροι του πείρου συχνά γίνονται πρωτεύοντα δεδομένα αναφοράς. Οι επιφάνειες των αρθρώσεων και οι οπές των ρουλεμάν κατασκευάζονται από αυτές τις αναφορές.
Ακολουθούν οι βέλτιστες πρακτικές για την επιλογή δεδομένων:
| Η καλύτερη εξάσκηση | Πώς επηρεάζει την ακρίβεια συναρμολόγησης |
| Σημεία αναφοράς αγκύρωσης που ταιριάζουν με τις πραγματικές συνθήκες συναρμολόγησης | Όλα τα πλαίσια μοιράζονται την ίδια αναφορά |
| Χρησιμοποιήστε την επιφάνεια στήριξης βάσης και τους πείρους ως κύρια σημεία αναφοράς | Λειτουργικά χαρακτηριστικά που μοιράζονται μία αναφορά |
| Ορίστε σαφείς επιφάνειες δεδομένων και χαρακτηριστικά εντοπισμού | Επαναλαμβανόμενη τοποθέτηση κατά τη συναρμολόγηση |
| Χρησιμοποιήστε πείρους ή μηχανικά κατεργασμένους ώμους για ευθυγράμμιση | Τα εξαρτήματα τοποθετούνται αυτόματα στη θέση τους |
Αυτή η προσέγγιση προσφέρει συναρμολόγηση ακριβείας. Η ευθυγράμμιση των αρμών παραμένει σταθερή από μονάδα σε μονάδα.
Βάρος, ακαμψία και ωφέλιμο φορτίο
Αντισταθμίσεις ακαμψίας προς μάζα
Ένας σύνδεσμος πρέπει να είναι άκαμπτος αλλά ελαφρύς. Κάθε γραμμάριο μακριά από την άρθρωση προσθέτει αδράνεια και φορτίο εδράνου. Η μείωση της μάζας βοηθά ολόκληρο το σύστημα. Δείτε πώς συγκρίνονται δύο κοινά υλικά:
| Υλικα | Αντοχή σε εφελκυσμό (MPa) | Πυκνότητα (g / cm³) | Ειδική Ισχύς |
| Σύνθετο ινών άνθρακα | 600-1500 | 1.5-1.8 | 400-1000 |
| Αλουμίνιο 6061-T6 | ~ 310 | 2.70 | ~ 115 |
Οι ίνες άνθρακα προσφέρουν 3 έως 8 φορές υψηλότερη ειδική αντοχή από το αλουμίνιο. Ένα υβριδικό πρωτότυπο CFRP/αλουμινίου πέτυχε μείωση μάζας 24.32% σε σύγκριση με ένα αλουμινένιο πρωτότυπο. Αυτό απελευθέρωσε ωφέλιμο φορτίο. Οι επιλογές υλικού και γεωμετρίας που κάνετε επηρεάζουν άμεσα το ωφέλιμο φορτίο.
Πάχος τοιχώματος και σχεδιασμός νευρώσεων
Οι νευρώσεις προσθέτουν ακαμψία χωρίς πολύ βάρος. Μια κοίλη εξώθηση με εσωτερικές νευρώσεις μπορεί να φτάσει την ακαμψία μιας συμπαγούς ράβδου με το μισό βάρος.
Οι σχεδιαστές θα πρέπει να μοντελοποιούν προσεκτικά τη διαδρομή φορτίου. Προσθέτουν υλικό μόνο εκεί που φέρει φορτίο. Αυτή η προσέγγιση εξοικονομεί βάρος χωρίς να χάνει την ακαμψία.
Φινίρισμα επιφάνειας και φθορά
Έδρες ρουλεμάν και επιφάνειες στεγανοποίησης
Το φινίρισμα της επιφάνειας σε μια σύνδεση εξαρτήματος ρομποτικού βραχίονα επηρεάζει τη διάρκεια ζωής. Οι έδρες των ρουλεμάν χρειάζονται Ra 0.4 έως 0.8 μικρόμετρα. Τα πιο τραχιά φινιρίσματα αυξάνουν την τριβή και μειώνουν τη διάρκεια ζωής των ρουλεμάν. Οι επιφάνειες στεγανοποίησης χρειάζονται επίσης λεία φινιρίσματα.
Κάθε έδρα ρουλεμάν χρειάζεται μια ένδειξη φινιρίσματος επιφάνειας στο σχέδιο. Οι αυστηρές ανοχές και οι λείες επιφάνειες συνδυάζονται για μεγάλη διάρκεια ζωής. Ένα προφίλμετρο ελέγχει αυτές τις τιμές κατά την παραγωγή.
Επιλογές επίστρωσης και ανοδίωσης
Τα εξαρτήματα αλουμινίου χρειάζονται επιφανειακή προστασία. Η ανοδίωση είναι η τυπική επιλογή για τα εξαρτήματα του ρομποτικού βραχίονα. Τα εξαρτήματα που ολισθαίνουν ή περιστρέφονται χρειάζονται ομοιόμορφα στρώματα για να αποφευχθεί η φθορά.
| Τύπος ανοδίωσης | Διαδικασία | Τυπικό πάχος (μικρά) |
| τύπου Ι | Χρωμικός | 0.5 - 2.5 |
| τύπου ΙΙ | Θειικός | 5 - 25 |
| Τύπος ΙΙΙ | Σκληρό παλτό | 25 - 150 |
Για τις έδρες των ρουλεμάν και τις διεπαφές των αρμών, η σκληρή επίστρωση Τύπου III προσφέρει την καλύτερη αντοχή στη φθορά. Η σκληρότητα φτάνει τα 60-70 HRC ισοδύναμα. Το πάχος της επίστρωσης είναι συνήθως 0.002 ίντσες σε λειτουργικές επιφάνειες. Όλες οι τελικές διαστάσεις ισχύουν μετά την επίστρωση. Ο εμποτισμός με λιπαντικό PTFE μετά την ανοδίωση προσθέτει επιπλέον διάρκεια ζωής.
Κοινά υλικά για εξαρτήματα βραχίονα ρομπότ
Η επιλογή του σωστού υλικού για τα εξαρτήματα του ρομποτικού βραχίονα είναι σαν μια πράξη ισορροπίας. Χρειάζεστε αντοχή, χαμηλό βάρος και ένα κόστος που δεν ανησυχεί την ομάδα χρηματοδότησης. Η επιλογή επηρεάζει επίσης ποια διαδικασία κατασκευής λειτουργεί καλύτερα. Ας δούμε τους κύριους τύπους ρομποτικών υλικών: πλαστικά, μέταλλα και σύνθετα υλικά.
Μέταλλα για εξαρτήματα βραχίονα ρομπότ
Αλουμίνιο 6061-T6 και 7075-T6
Το αλουμίνιο είναι το κύριο υλικό για τα εξαρτήματα του ρομποτικού βραχίονα. Η ποιότητα 6061-T6 έχει καλή ισορροπία αντοχής, αντοχής στη σκουριά και ευκολίας κατεργασίας. Συγκολλάται καλά και κοστίζει λιγότερο από τις περισσότερες άλλες επιλογές. Η ποιότητα 7075-T6 είναι ισχυρότερη, σχεδόν τόσο ισχυρή όσο ορισμένοι χάλυβες. Είναι εύκολο να κατεργαστεί αλλά κοστίζει περισσότερο και δεν συγκολλάται καλά. Και οι δύο ποιότητες λειτουργούν καλά για κατεργασία CNC σωμάτων συνδέσμων και περιβλημάτων ενεργοποιητών. Τα περιβλήματα από κράμα αλουμινίου ζυγίζουν 40-50% λιγότερο από τον χυτοσίδηρο, αλλά δεν διαδίδουν τόσο καλά τη θερμότητα. Αυτή η εξοικονόμηση βάρους αυξάνει άμεσα τη χωρητικότητα ωφέλιμου φορτίου.
Ανοξείδωτο ατσάλι 17-4 PH και Ti-6Al-4V
Ο ανοξείδωτος χάλυβας και το τιτάνιο χρησιμοποιούνται όταν το αλουμίνιο δεν είναι αρκετά ανθεκτικό. Η ποιότητα 17-4 PH έχει υψηλή αντοχή και καλή αντοχή στη σκουριά. Λειτουργεί καλά για άξονες, πείρους και αρθρώσεις υψηλής τάσης. Το τιτάνιο Ti-6Al-4V προσφέρει πολύ καλή αναλογία αντοχής προς βάρος. Η χρήση τιτανίου μόνο σε άξονες γραναζιών υψηλής τάσης μειώνει το βάρος διατηρώντας παράλληλα την αντοχή. Και τα δύο υλικά απαιτούν χαμηλότερες ταχύτητες κοπής CNC και καλύτερα εργαλεία κοπής. Κοστίζουν περισσότερο, επομένως οι σχεδιαστές τα χρησιμοποιούν μόνο όταν είναι απαραίτητο.
Πλαστικά και Μηχανικά Πολυμερή
POM, PEEK, νάιλον και ABS
Τα πλαστικά χρησιμοποιούνται για καλύμματα, δακτυλίους και εξαρτήματα που δεν φέρουν φορτία. Το POM (ακετάλη) είναι εύκολο στην κατεργασία και διατηρεί ακριβείς μετρήσεις. Το PEEK αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες και χημικά. Το νάιλον είναι ανθεκτικό και δεν φθείρεται γρήγορα. Το ABS είναι χαμηλού κόστους και εύκολο στη διαμόρφωση. Κάθε τύπος λειτουργεί σε διαφορετικά σημεία του βραχίονα ενός ρομπότ. Το POM έχει πολύ χαμηλό ποσοστό απορρόφησης νερού, συνήθως λιγότερο από 0.2%. Αυτό βοηθά στη διατήρηση ακριβών μεγεθών ακόμη και σε υγρά μέρη. Αυτό το καθιστά κατάλληλο για ακριβή εξαρτήματα σε καλύμματα βραχιόνων ρομπότ.
Αντοχή στη φθορά και σταθερότητα διαστάσεων
Η υγρασία αλλάζει τον τρόπο συμπεριφοράς των πλαστικών. Ακολουθεί μια γρήγορη ματιά στο πώς τα κοινά ρομποτικά υλικά διαχειρίζονται υγρά περιβάλλοντα:
| πλαστικός | Πώς η υγρασία επηρεάζει το μέγεθος |
| POM | Μικρή επίδραση από το νερό· η αλλαγή θερμοκρασίας έχει μεγαλύτερη σημασία |
| Νάιλον | Απορροφά νερό, το οποίο αλλάζει μέγεθος και ιδιότητες |
| PEEK | Διατηρεί καλά το μέγεθος, απορροφά πολύ λίγο νερό |
| ABS | Επηρεάζεται περισσότερο από τη θερμότητα παρά από το νερό· μέτρια ακαμψία |
Το PEEK έχει ποσοστό απορρόφησης νερού κάτω από 0.1%. Αυτό του προσδίδει εξαιρετική σταθερότητα μεγέθους σε υγρά μέρη. Για τα καλύμματα βραχιόνων ρομπότ, χρησιμοποιούνται επίσης κράματα PC/ABS. Αλλά το PEEK έχει καλύτερη σταθερότητα επειδή απορροφά λίγο νερό. Το νάιλον απορροφά περισσότερο νερό και μπορεί να αλλάξει μέγεθος. Έτσι, λειτουργεί και για λιγότερο σημαντικά εξαρτήματα.
Σύνθετα και Υβριδικές Επιλογές
Μέρη ενισχυμένα με ίνες άνθρακα
Το πλαστικό ενισχυμένο με ίνες άνθρακα (CFRP) προσφέρει την υψηλότερη αντοχή για το βάρος του μεταξύ των κοινών ρομποτικών υλικών. Ένα υβριδικό πρωτότυπο CFRP/αλουμινίου μείωσε τη μάζα κατά 24.32% σε σύγκριση με ένα σχέδιο αλουμινίου. Αυτό αύξησε τη χωρητικότητα ωφέλιμου φορτίου. Το νάιλον ενισχυμένο με ίνες άνθρακα είναι αυτολιπαινόμενο και ελαφρύ. Αυτό το καθιστά καλή επιλογή για αρμούς χαμηλού φορτίου, ειδικά σε J6 όπου το φορτίο κίνησης είναι μικρό. Τα εξαρτήματα CFRP συνήθως χρειάζονται ειδική τοποθέτηση και σκλήρυνση, όχι τυπική κατεργασία CNC.
Όταν τα σύνθετα υλικά δικαιολογούν το κόστος
Τα σύνθετα υλικά κοστίζουν στην αρχή περισσότερο από τα μέταλλα. Τα εργαλεία και η εργασία αυξάνουν την τιμή. Έχουν νόημα όταν η εξοικονόμηση βάρους βελτιώνει την απόδοση. Οι βραχίονες υψηλής ταχύτητας και τα συνεργατικά ρομπότ ωφελούνται περισσότερο. Το λογισμικό βελτιστοποίησης τοπολογίας βρίσκει σχέδια που χρησιμοποιούν λιγότερο υλικό αλλά διατηρούν την ακαμψία. Η προσεκτική επιλογή ρουλεμάν βοηθά επίσης. Τα γωνιακά ρουλεμάν επαφής που κατασκευάζονται για το ακριβές φορτίο εξαλείφουν την ανάγκη για υπερμεγέθη εξαρτήματα. Για μια έδρα ρουλεμάν ή μια διεπαφή σύνδεσης, το υλικό και η διαδικασία πρέπει να συνεργάζονται. Ένας σύνθετος σύνδεσμος με ένα κατεργασμένο ένθετο αλουμινίου συχνά προσφέρει το καλύτερο και από τις δύο πλευρές.
Το μεγαλύτερο λάθος που βλέπουμε στη σύνδεση καλωδίων σε cobot είναι ότι τα αντιμετωπίζουμε σαν μια συνηθισμένη δέσμη καλωδίων ρομπότ. Τα cobot έχουν αισθητήρες δύναμης και ροπής σε κάθε σύνδεση. Ένα καλώδιο που είναι πολύ άκαμπτο, πολύ βαρύ ή τοποθετημένο πολύ σφιχτά θα δημιουργήσει επιπλέον φορτία που θα προκαλέσουν στάσεις ασφαλείας — ή, χειρότερα, θα κρύψει πραγματικά συμβάντα σύγκρουσης. Χρειάζεστε καλώδια κατασκευασμένα για την κίνηση του cobot, όχι μόνο για τις ηλεκτρικές του ανάγκες.
Από πρακτικής άποψης, η επιλογή του υλικού καθορίζει τη διαδικασία. Το αλουμίνιο και ο χάλυβας χρησιμοποιούνται για κατεργασία CNC. Τα πλαστικά είναι κατάλληλα για χύτευση με έγχυση. Τα σύνθετα υλικά χρειάζονται τις δικές τους ειδικές μεθόδους. Συνδυάστε το υλικό με την εργασία του εξαρτήματος και τα υπόλοιπα θα λυθούν.
Αντιστοίχιση Διαδικασιών και Υλικών με τα Εξαρτήματα του Ρομποτικού Βραχίονα
Η επιλογή του σωστού συνδυασμού διαδικασίας και υλικών εξαρτάται από τρία πράγματα: τον όγκο, την ανοχή και το πού θα λειτουργήσει ο βραχίονας. Κάντε τα σωστά αυτά και όλα τα άλλα μπαίνουν στη θέση τους.
Επιλογή κατά Όγκο και Ανοχή
Πρωτότυπα μικρού όγκου, υψηλής ακρίβειας
Για μεμονωμένες κατασκευές ή μικρές παρτίδες, η κατεργασία με cnc είναι η καλύτερη επιλογή. Δεν υπάρχουν έξοδα εργαλείων, η παράδοση είναι γρήγορη και μπορείτε να πετύχετε αυστηρές ανοχές σε κρίσιμα χαρακτηριστικά. Ένα πρωτότυπο σώμα συνδέσμου κατασκευασμένο από αλουμίνιο 6061-T6 σάς επιτρέπει να δοκιμάσετε την εφαρμογή και τη λειτουργία σε λίγες μέρες. Οι αλλαγές στο σχεδιασμό παραμένουν οικονομικές επειδή απλώς επεξεργάζεστε το πρόγραμμα. Αυτή η προσέγγιση λειτουργεί καλά για βραχίονες proof-of-concept και προσαρμοσμένους τελικούς τελεστές όπου η ακρίβεια έχει μεγαλύτερη σημασία από την τιμή μονάδας.
Παραγωγή μεγάλου όγκου, ευαίσθητη στο κόστος
Μόλις οι όγκοι παραγωγής ξεπεράσουν τις αρκετές χιλιάδες μονάδες ετησίως, η χύτευση υπό πίεση και η χύτευση με έγχυση αναλαμβάνουν την πρώτη θέση. Το κόστος των εργαλείων είναι υψηλό αρχικά, αλλά το κόστος ανά τεμάχιο μειώνεται γρήγορα. Ένα περίβλημα ενεργοποιητή από χυτό υπό πίεση φτάνει σε ανοχές συν ή πλην 0.1 mm και χρειάζεται ελάχιστη τελική επεξεργασία. Το συμβιβασμό είναι σαφές: δεσμεύεστε σε ένα σχέδιο και οι αλλαγές γίνονται ακριβές. Για τα καταναλωτικά ρομπότ ή τα συνεργαζόμενα ρομπότ μαζικής αγοράς, αυτή η μέθοδος διατηρεί χαμηλό το κόστος μονάδας.
Επιλογή ανά Περιβάλλον Εφαρμογής
Συνεργατικά έναντι βιομηχανικών ρομπότ
Τα cobot δίνουν προτεραιότητα στα ελαφριά υλικά και τα στρογγυλεμένα σχήματα για λόγους ασφαλείας. Οι σύνδεσμοι από ανθρακονήματα και τα πλαστικά καλύμματα μειώνουν την αδράνεια και περιορίζουν τις δυνάμεις κρούσης. Οι βιομηχανικοί βραχίονες επικεντρώνονται στην ακαμψία και το ωφέλιμο φορτίο, επομένως το αλουμίνιο και ο χάλυβας κυριαρχούν. Η διαδικασία κατασκευής ακολουθεί το υλικό: κατεργασία με cnc για μεταλλικούς συνδέσμους, χύτευση με έγχυση για κελύφη cobot.
Καθαρό δωμάτιο, κατάλληλο για τρόφιμα και σκληρές συνθήκες
Η επεξεργασία τροφίμων απαιτεί συγκεκριμένες επιλογές. Να τι απαιτεί ο υγιεινός σχεδιασμός:
| Κατηγορία Απαιτήσεων | Χαρακτηριστικά |
| Βαθμολογία IP για πλύσιμο | IP69K — αντέχει σε πίδακες νερού 100 bar (1,450 PSI) στους 80°C (176°F) |
| Προτιμώμενο υλικό | Ανοξείδωτο ατσάλι 316L (Το περιεχόμενο μολυβδαίνιο αντιστέκεται στο σχηματισμό οπών από απολυμαντικά με βάση το χλώριο· το 304 δεν συνιστάται) |
| Σκληρότητα επιφάνειας | Ra ≤ 0.8 µm σε επιφάνειες που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα και σε περιοχές με πιτσιλίσματα |
| Απαγορεύσεις σχεδιασμού | Χωρίς εκτεθειμένα σπειρώματα, χωρίς τυφλές τρύπες, χωρίς περβάζια συσσώρευσης, χωρίς παγίδες δεματικών καλωδίων |
| Κυβερνητική κατευθυντήρια γραμμή | Οδηγία 62 της EHEDG |
Για την επεξεργασία γαλακτοκομικών προϊόντων και υγρών τροφίμων — όπου ισχύουν πλύσεις με ζεστό νερό υψηλής συχνότητας, έκθεση σε καυστικές χημικές ουσίες CIP και μηδενική ανοχή στη συσσώρευση υπολειμμάτων — η κατασκευή SS316 με αξιολογήσεις IP65 ή IP67 αναφέρεται ως η ελάχιστη προδιαγραφή για τους χειριστές που χρησιμοποιούνται σε περιοχές άμεσης παραγωγής γαλακτοκομικών προϊόντων.
Τα ρομπότ KUKA HM ακολουθούν τις οδηγίες σχεδιασμού της EHEDG και επιτρέπουν την άμεση επαφή με τρόφιμα. Χρησιμοποιούν ανθεκτικά στη διάβρωση περιβλήματα, λιπαντικά κατάλληλα για τρόφιμα και εξαρτήματα από ανοξείδωτο χάλυβα. Το KR DELTA HM είναι κατασκευασμένο εξ ολοκλήρου από ανοξείδωτο χάλυβα. Οι ηλεκτρικές διεπαφές που είναι ευαίσθητες στον καθαρισμό βρίσκονται κάτω από το μηχάνημα, μακριά από την περιοχή επαφής.
Κόστος, Χρόνος Παράδοσης και Έλεγχος Ποιότητας
Επένδυση σε εργαλεία έναντι κόστους μονάδας
Η κατασκευή εργαλείων είναι ένα στοίχημα στον όγκο. Τα εργαλεία χύτευσης υπό πίεση κοστίζουν από 15,000 $ έως πάνω από 200,000 $. Τα εργαλεία χύτευσης με έγχυση κοστίζουν περίπου το ίδιο. Χρειάζεστε 10,000 ανταλλακτικά ή περισσότερα ετησίως για να δικαιολογήσετε αυτή τη δαπάνη. Κάτω από αυτό το όριο, η κατεργασία με cnc παραμένει συνολικά φθηνότερη. Ο χρόνος παράδοσης μεταβάλλεται επίσης: η κατασκευή εργαλείων διαρκεί εβδομάδες, ενώ τα κατεργασμένα εξαρτήματα αποστέλλονται σε ημέρες.
Μέθοδοι επιθεώρησης και ιχνηλασιμότητα
Ο ποιοτικός έλεγχος στην κατασκευή εξαρτημάτων ρομποτικού βραχίονα βασίζεται στα κατάλληλα εργαλεία. Ένα προφίλμετρο ελέγχει το φινίρισμα της επιφάνειας στις έδρες των ρουλεμάν. Τα CMM επαληθεύουν τις θέσεις των οπών και την παραλληλία. Για τα εξαρτήματα που είναι κατάλληλα για τρόφιμα, η τεκμηρίωση πρέπει να παρακολουθεί τα πιστοποιητικά υλικού και τις τιμές τραχύτητας της επιφάνειας. Κάθε παρτίδα χρειάζεται αρχεία επιθεώρησης που να συνδέονται με το ακατέργαστο απόθεμα. Αυτή η ιχνηλασιμότητα προστατεύει τόσο τον κατασκευαστή όσο και τον τελικό χρήστη.
NOBLE: Συνεργάτης για την κατασκευή εξαρτημάτων ρομποτικών βραχιόνων
Η NOBLE επικεντρώνεται στην κατεργασία μετάλλων και πλαστικών για κατασκευαστές ρομπότ. Η εταιρεία βοηθά στην κατασκευή εξαρτημάτων ρομποτικού βραχίονα, από τον αρχικό σχεδιασμό έως την τελική συναρμολόγηση. Οι μηχανικοί βρίσκουν έναν συνεργάτη που γνωρίζει πώς λειτουργούν, χρησιμοποιούνται διαδικασίες και υλικά.
Εξειδίκευση στην κατεργασία μετάλλων και πλαστικών
Μηχανική κατεργασία CNC και κατασκευή πλαστικών
Η NOBLE ασχολείται με την κατεργασία με cnc για δομικά μέρη, όπως σώματα συνδέσμων και περιβλήματα ενεργοποιητών. Το αλουμίνιο, ο ανοξείδωτος χάλυβας και το τιτάνιο είναι συνηθισμένες εργασίες. Η πλαστική κατασκευή καλύπτει καλύμματα, δακτυλίους και μη δομικά μέρη. Τα POM, PEEK και νάιλον υποβάλλονται σε κατεργασία με μεγάλη ακρίβεια. Το εργαστήριο χειρίζεται τόσο μέταλλο όσο και πλαστικό σε ένα μέρος. Αυτό εξοικονομεί χρόνο και διατηρεί τις ανοχές ίδιες σε όλα τα μέρη.
Υποστήριξη από πρωτότυπο σε παραγωγή
Ένας νέος σχεδιασμός βραχίονα ξεκινά συχνά με μία ή δύο μονάδες. Τα μηχανήματα NOBLE κατασκευάζουν πρωτότυπα γρήγορα, ώστε να μπορείτε να δοκιμάσετε την εφαρμογή και τη λειτουργία. Μόλις ολοκληρωθεί ο σχεδιασμός, η παραγωγή αυξάνεται χωρίς να αλλάζει συνεργεία. Οι μικρές ποσότητες παραμένουν σε κατεργασία με cnc. Οι μεγαλύτερες ποσότητες μετακινούνται σε χύτευση ή καλούπι όταν είναι λογικό. Έχετε μια ομαλή πορεία από το πρώτο αντικείμενο έως την πλήρη παραγωγή.
Πιστοποιήσεις και Συστήματα Ποιότητας
ISO 9001:2015 και ISO 13485:2016
Η NOBLE κατέχει πιστοποιήσεις ISO 9001:2015 και ISO 13485:2016. Η δεύτερη έχει σημασία για την ιατρική ρομποτική. Το ISO 13485 προσθέτει κανόνες ιχνηλασιμότητας που υπερβαίνουν τα τυπικά συστήματα ποιότητας. Κάθε παρτίδα συνδέεται με έναν αριθμό θερμότητας μύλου. Τα αναγνωριστικά χειριστή και επιθεωρητή καταγράφονται σε κάθε βήμα. Η διαχείριση κινδύνου ακολουθεί το ISO 14971, με γραπτή αξιολόγηση πριν από την έναρξη της κατεργασίας. Οι κρίσιμες διαστάσεις χρειάζονται δείκτες ικανότητας τουλάχιστον 1.33 στην τρέχουσα παραγωγή. Η επικύρωση της διαδικασίας καλύπτει ειδικά βήματα, όπως η ανακούφιση από την τάση του τιτανίου. Οποιαδήποτε αλλαγή σε μια ποιότητα ένθετου ή μηχανή απαιτεί αίτημα μηχανικής αλλαγής και έγκριση από τον υπεύθυνο ποιότητας. Αυτό προσθέτει μία έως τρεις ημέρες, αλλά σταματά την απόκλιση της διαδικασίας μεταξύ των παρτίδων.
Επιθεώρηση και τεκμηρίωση
Ο ποιοτικός έλεγχος χρησιμοποιεί CMM, προφίλμετρα και επιθεώρηση πρώτου αντικειμένου. Κάθε παρτίδα λαμβάνει αρχεία που σχετίζονται με το ακατέργαστο απόθεμα. Για τα ιατρικά εξαρτήματα, τα Αρχεία Ιστορικού Συσκευών παρακολουθούν τα εξαρτήματα μέχρι τα μεμονωμένα κομμάτια. Η παρακολούθηση μετά την κυκλοφορία στην αγορά και η διαχείριση παραπόνων ακολουθούν επίσημες διαδικασίες. Οι προδιαγραφές καθαριότητας καταγράφονται για εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με ασθενείς ή αποστειρωμένα πεδία.
Πλήρης υπηρεσία σχεδιασμού έως συναρμολόγησης
Σχεδιασμός για υποστήριξη κατασκευασιμότητας
Οι μηχανικοί της NOBLE εξετάζουν τα σχέδια πριν από την κοπή μετάλλου. Επισημαίνουν χαρακτηριστικά που είναι δύσκολο να κατεργαστούν ή να ελεγχθούν. Το πάχος του τοιχώματος, ο σχεδιασμός των νευρώσεων και η στρατηγική αναφοράς ελέγχονται. Αυτή η ανατροφοδότηση εξοικονομεί κόστος και αποφεύγει την επανεπεξεργασία αργότερα.
Συναρμολόγηση, δοκιμή και εκπλήρωση
Η NOBLE κάνει περισσότερα από την απλή παραγωγή. Η ομάδα χειρίζεται τη συναρμολόγηση, τις δοκιμές και την ολοκλήρωση. Τα υποσυγκροτήματα παραδίδονται έτοιμα για εγκατάσταση. Οι λειτουργικές δοκιμές ελέγχουν την ευθυγράμμιση των αρθρώσεων και την εφαρμογή του ενεργοποιητή. Η τελική συσκευασία και η αποστολή ολοκληρώνουν την υπηρεσία. Έχετε έναν συνεργάτη από το σχεδιασμό έως την παράδοση.
Αυτό που κάνει ένα εξάρτημα διαμορφώνει τη διαδικασία που επιλέγετε. Η διαδικασία που επιλέγετε καθορίζει την ακρίβεια που μπορείτε πραγματικά να διατηρήσετε. Στη συνέχεια, οι ανάγκες ακρίβειας μειώνουν τις επιλογές υλικών σας. Αυτή η αλυσίδα διατρέχει κάθε έργο εξαρτημάτων ρομποτικού βραχίονα και καμία μεμονωμένη διαδικασία ή υλικό δεν κερδίζει κάθε φορά. Ο όγκος, η ανοχή, το περιβάλλον εφαρμογής και οι στόχοι κόστους καθορίζουν την απάντηση. Πάρτε λοιπόν το πλαίσιο επιλογής και δοκιμάστε το στη δική σας κατασκευή. Πού λειτουργεί ο βραχίονάς σας; Τι επαναληψιμότητα χρειάζεστε; Πόσες μονάδες θα κατασκευάσετε; Φέρτε αυτές τις απαντήσεις στην ομάδα μηχανικών της NOBLE ή ζητήστε μια προσφορά. Λαμβάνετε υποστήριξη από το σχεδιασμό έως τη συναρμολόγηση και πιστοποιημένα συστήματα ποιότητας για κάθε εξάρτημα.
Συχνές ερωτήσεις για τα εξαρτήματα του βραχίονα ρομπότ
Τι ανοχή μπορεί να έχει η κατεργασία CNC στα εξαρτήματα του βραχίονα του ρομπότ;
Η τυπική εργασία CNC αντέχει περίπου ±0.125 mm. Τα χαρακτηριστικά ακριβείας, όπως οι έδρες των ρουλεμάν και οι πείροι ευθυγράμμισης, φτάνουν τα ±0.01 mm. Η λείανση ακριβείας ωθεί αυτό το ποσοστό στα ±0.005 mm. Αυτοί οι περιορισμένοι αριθμοί έχουν σημασία επειδή τα μικρά σφάλματα συσσωρεύονται στην κινηματική αλυσίδα και εμφανίζονται ως σφάλμα θέσης στο χέρι.
Γιατί η οπισθοδρόμηση στα γρανάζια μείωσης επηρεάζει την ακρίβεια;
Η οπισθοδρόμηση είναι η απώλεια κίνησης μεταξύ του κινητήρα και της άρθρωσης. Ο ελεγκτής δίνει εντολή κίνησης, αλλά η άρθρωση καθυστερεί μέχρι να κλείσει το χαλαρό σημείο. Αυτή η καθυστέρηση εμφανίζεται ως σφάλμα τοποθέτησης. Οι αρμονικοί κινητήρες και τα προφορτωμένα κιβώτια ταχυτήτων μειώνουν την οπισθοδρόμηση, έτσι ώστε τα εξαρτήματα του ρομποτικού βραχίονα να παραμένουν επαναλήψιμα για εκατομμύρια κύκλους.
Πότε πρέπει να επιλέξω τη χύτευση υπό πίεση αντί της κατεργασίας CNC;
Η χύτευση υπό πίεση ξεπερνά περίπου τα 10,000 εξαρτήματα ετησίως. Το κόστος των εργαλείων κυμαίνεται από 15,000 έως πάνω από 200,000 δολάρια, αλλά το κόστος ανά τεμάχιο μειώνεται γρήγορα. Οι ανοχές φτάνουν κοντά στο ±0.1 mm με ελάχιστη ανάγκη για φινίρισμα. Κάτω από αυτόν τον όγκο, η κατεργασία CNC παραμένει φθηνότερη και σας επιτρέπει να αλλάξετε το σχέδιο χωρίς νέα εργαλεία.
Αξίζει το κόστος των ανθρακονημάτων για έναν σύνδεσμο ρομποτικού βραχίονα;
Εξαρτάται από την απόδοση. Το πλαστικό ενισχυμένο με ίνες άνθρακα προσφέρει 3 έως 8 φορές υψηλότερη ειδική αντοχή από το αλουμίνιο. Ένα υβριδικό πρωτότυπο CFRP/αλουμινίου μείωσε τη μάζα κατά 24.32%. Αυτή η επιπλέον χωρητικότητα ωφέλιμου φορτίου συχνά δικαιολογεί την τιμή σε βραχίονες υψηλής ταχύτητας και συνεργαζόμενα ρομπότ, όπου η χαμηλότερη αδράνεια σημαίνει ταχύτερη και ασφαλέστερη κίνηση.
Τι φινίρισμα επιφάνειας χρειάζονται οι έδρες των ρουλεμάν;
Οι έδρες των ρουλεμάν πρέπει να βρίσκονται μεταξύ Ra 0.4 και 0.8 μικρομέτρων. Οι πιο τραχιές επιφάνειες αυξάνουν την τριβή και μειώνουν τη διάρκεια ζωής των ρουλεμάν. Οι επιφάνειες στεγανοποίησης χρειάζονται την ίδια φροντίδα. Ένα προφίλμετρο ελέγχει αυτές τις τιμές κατά την παραγωγή, έτσι ώστε κάθε παρτίδα να ταιριάζει με την ένδειξη σχεδίου.
Ποιος τύπος ανοδίωσης λειτουργεί καλύτερα για τις διεπαφές των αρμών;
Η ανοδίωση σκληρής επίστρωσης τύπου III παρέχει την καλύτερη αντοχή στη φθορά για τις έδρες των ρουλεμάν και τις διεπαφές των αρμών. Φτάνει σε σκληρότητα ισοδύναμη με 60-70 HRC με στρώμα 25 έως 150 micron. Η θειική ανοδίωση τύπου II είναι κατάλληλη για γενικά εξαρτήματα αλουμινίου. Οι τελικές διαστάσεις ισχύουν μετά την επίστρωση, επομένως υπολογίστε την επιτρεπόμενη τιμή εκ των προτέρων.
Πώς μπορώ να επιλέξω υλικά για έναν ρομποτικό βραχίονα κατάλληλο για τρόφιμα;
Επιλέξτε ανοξείδωτο ατσάλι 316L και βαθμολογία IP69K. Οι επιφάνειες πρέπει να παραμένουν σε Ra ≤ 0.8 µm στις ζώνες επαφής με τρόφιμα. Αποφύγετε τα εκτεθειμένα σπειρώματα, τις τυφλές οπές και τα προεξοχές που συγκεντρώνονται. Η Οδηγία 62 της EHEDG καλύπτει τους κανόνες σχεδιασμού και η σειρά HM της KUKA τους ακολουθεί για άμεση επαφή με τρόφιμα.
Ποιες πιστοποιήσεις πρέπει να διαθέτει ένας προμηθευτής εξαρτημάτων ρομποτικού βραχίονα;
Αναζητήστε το ISO 9001:2015 ως βάση. Η ιατρική ρομποτική χρειάζεται το ISO 13485:2016, το οποίο προσθέτει ιχνηλασιμότητα παρτίδας μέχρι τους αριθμούς θερμότητας του μύλου και δείκτες ικανότητας τουλάχιστον 1.33 σε κρίσιμες διαστάσεις. Ζητήστε αρχεία επιθεώρησης πρώτου αντικειμένου και αναφορές CMM προτού δεσμευτείτε για την παραγωγή.
