Почему обработка с ЧПУ так важна для робототехники?

Кажется, что в наши дни роботы повсюду — работают в кино, в аэропортах, на производстве продуктов питания и даже на фабриках, производящих других роботов. Роботы имеют множество различных функций и применений, и по мере того, как их производство становится проще и дешевле, они также становятся все более распространенными в отрасли. Поскольку спрос на робототехнику растет, а производителям роботов необходимо не отставать, одним из основных методов производства роботизированных деталей является обработка на станках с ЧПУ. . Читайте дальше, чтобы узнать больше о стандартных механических компонентах, подходящих материалах для роботов и о том, почему обработка на станках с ЧПУ так важна для производства роботов.

ЧПУ М боль Т портной- М аде F или Р оботы <сильный>

С одной стороны, обработка с ЧПУ позволяет производить детали в кратчайшие сроки. Почти сразу после того, как у вас будет готова 3D-модель, вы сможете приступить к изготовлению компонентов на станке с ЧПУ. Это позволяет быстро итерировать прототипы и быстро поставлять нестандартные роботизированные детали для специальных приложений.

Еще одним преимуществом обработки с ЧПУ является возможность изготовления деталей точно по спецификации. Эта производственная точность особенно важна для робототехники, где точность размеров является ключом к созданию высокопроизводительных роботов. Прецизионная обработка с ЧПУ позволяет выдерживать жесткие допуски +/- 0,015 мм , и эта тщательно продуманная деталь обеспечивает точные и повторяемые движения, за которые этот робот известен и ценится.

Чистота поверхности — еще одна причина использовать станки с ЧПУ для производства роботизированных деталей. Взаимодействующие детали должны иметь низкое трение, а прецизионная обработка с ЧПУ может производить детали с шероховатостью поверхности до Ra 0,8 мкм и даже ниже за счет операций постобработки, таких как полировка. Напротив, литье под давлением (перед любым процессом отделки) обычно дает шероховатость поверхности, близкую к 5 мкм. 3D-печать металлом позволяет получить более грубую поверхность.

Наконец, тип материала, используемого в роботе, идеально подходит для обработки с ЧПУ. Роботы должны иметь возможность стабильно перемещать и поднимать объекты, для чего требуются прочные и твердые материалы. Эти необходимые свойства лучше всего достигаются путем механической обработки определенных металлов и пластиков, как описано в разделе «Материалы» ниже. Кроме того, роботы часто используются для таможенных целей или в мелкосерийном производстве, что делает станки с ЧПУ естественным выбором для деталей роботов.

Типы деталей роботов, изготовленных с помощью станков с ЧПУ

С таким количеством возможных функций появилось множество различных типов роботов. Обычно используются несколько основных типов роботов. Шарнирные роботы имеют одну руку с несколькими суставами, что видели многие люди. Есть также робот SCARA (Selection Compliance Articulated Robot Arm), который может перемещать предметы между двумя параллельными плоскостями. SCARA имеют высокую вертикальную жесткость, потому что их движение горизонтальное.

Суставы робота Delta находятся внизу, что делает руку легкой и способной быстро двигаться. Наконец, у портальных или декартовых роботов есть линейные приводы, которые перемещаются на 90 градусов друг к другу. Каждый из этих роботов имеет разные конфигурации и разные приложения, но, как правило, робот состоит из пяти основных компонентов (манипулятор, рабочий орган, двигатель, контроллер, датчик).

Р оботик А гм

Роботизированные руки сильно различаются по форме и функциям, поэтому можно использовать множество различных компонентов. Однако у них есть одна общая черта — способность двигаться или выполнять операции над объектами — в отличие от человеческих рук! Различные части манипулятора даже названы в честь нас:плечевой, локтевой и лучезапястный суставы вращаются и контролируют движение частей между ними .

Структурные части манипулятора должны быть жесткими и прочными, чтобы они могли поднимать предметы или применять силу. Обработка на станках с ЧПУ является правильным выбором благодаря используемым материалам, отвечающим этим требованиям (сталь, алюминий и некоторые пластмассы). Более мелкие детали, такие как шестерни или подшипники в соединениях, или части корпуса, окружающие рычаг, также могут быть обработаны на станках с ЧПУ.

Робот Е й Е эффектор

Концевой эффектор — это приспособление, прикрепленное к концу роботизированной руки. Концевые эффекторы позволяют настраивать функциональность робота для различных операций, не создавая совершенно нового робота. Это могут быть захваты, захваты, пылесосы или присоски.

Эти концевые эффекторы обычно имеют компоненты с ЧПУ, изготовленные из металла (обычно из алюминия, подробнее о выборе материала позже). Один из компонентов постоянно прикреплен к концу манипулятора робота. Фактический захват, присоска или другой концевой эффектор (или набор концевых эффекторов) соединяется с этим узлом, поэтому им можно управлять с помощью роботизированной руки.

Эта установка с двумя разными компонентами упрощает замену разных концевых эффекторов, поэтому робота можно адаптировать к различным приложениям. Вы можете увидеть это на изображении ниже. Нижний диск будет прикреплен болтами к соответствующей детали на манипуляторе робота, что позволит вам подключить шланг, приводящий в действие присоску, к системе подачи воздуха робота. Верхний и нижний диски являются примерами деталей, обработанных на станке с ЧПУ.

Робот Д река М отор

Каждому роботу нужны моторы для движения рук и суставов. Серводвигатели могут использоваться для обеспечения работы робота.

Сам двигатель имеет много движущихся частей, многие из которых могут быть обработаны на станке с ЧПУ. Как правило, мотор имеет какой-то выточенный корпус для блока питания и выточенные кронштейны для его подключения к манипулятору. Такие кронштейны обычно обрабатываются на станках с ЧПУ. А подшипники и валы робота обычно обрабатываются на станках с ЧПУ. Оси робота могут быть обработаны на токарном станке с ЧПУ для уменьшения диаметра или на фрезерном станке для добавления специальных функций.

Наконец, зубчатые колеса, которые передают движение двигателя на шарниры робота или другие компоненты, могут быть обработаны на станках с ЧПУ с использованием фрезерных станков, электроэрозионных станков или зубофрезерных станков.

В контроллер <сильный>

Контроллер — это мозг робота, он делает то, что вы думаете, — обычно он контролирует точные движения робота. Как компьютер робота, он принимает данные от датчиков и модифицирует программу, управляющую выводом. Для этого требуется печатная плата (PCB) для размещения электронных компонентов. Эта печатная плата может быть обработана на станке с ЧПУ до нужного размера и формы перед добавлением электроники.

С датчик <сильный>

Как упоминалось выше, датчики получают информацию об окружении робота и передают ее контроллеру робота. Для датчика также требуется печатная плата, которую можно обработать на станке с ЧПУ. Иногда эти датчики также размещаются в корпусах, обработанных на станках с ЧПУ.