Tegenwoordig lijken robots overal te zijn - in films, luchthavens, voedselproductie en zelfs in fabrieken die andere robots maken. Robots hebben veel verschillende functies en toepassingen, en naarmate hun fabricage eenvoudiger en goedkoper wordt, komen ze steeds vaker voor in de industrie. Naarmate de vraag naar robotica toeneemt, moeten robotfabrikanten gelijke tred houden, en een basismethode voor het vervaardigen van robotonderdelen is CNC-bewerking. Dit artikel leert u meer over de standaard onderdelen van robots en waarom CNC-bewerking zo belangrijk is voor het vervaardigen van robots.
CNC-bewerking is op maat gemaakt voor robots
Allereerst kan CNC-bewerking onderdelen produceren met extreem snelle doorlooptijden. Bijna nadat je het 3D-model hebt voorbereid, kun je CNC-machines gaan gebruiken om componenten te maken. Dit maakt een snelle iteratie van prototypes en snelle levering van op maat gemaakte robotonderdelen voor professionele toepassingen mogelijk.
Een ander voordeel van CNC-bewerking is dat het nauwkeurig onderdelen kan vervaardigen die aan de specificaties voldoen. Deze fabricagenauwkeurigheid is vooral belangrijk voor robotica, omdat maatnauwkeurigheid de sleutel is tot het vervaardigen van hoogwaardige robots. Precisie CNC-bewerking kan toleranties binnen +/- 0,0002 inch houden, en dit onderdeel stelt de robot in staat nauwkeurige en herhaalbare bewegingen uit te voeren.
Oppervlakteafwerking is een andere reden om CNC-bewerkingen te gebruiken om robotonderdelen te produceren. De op elkaar inwerkende delen moeten een lage wrijving hebben. Precisie CNC-bewerking kan onderdelen produceren met een oppervlakteruwheid zo laag als Ra 0,8 m, of zelfs lager na afwerkingsbewerkingen zoals polijsten. Daarentegen produceert spuitgieten (vóór enige afwerking) meestal een oppervlakteruwheid van bijna 5 m. Metaal 3D-printen zal een ruwere oppervlakteafwerking opleveren.
Ten slotte is het type materiaal dat door de robot wordt gebruikt het ideale materiaal voor CNC-bewerkingen. Robots moeten objecten stabiel kunnen verplaatsen en optillen, en ze hebben sterke en harde materialen nodig. Deze noodzakelijke eigenschappen worden het best bereikt door bepaalde metalen en kunststoffen te verwerken. Daarnaast worden robots vaak ingezet voor custom of small batch fabricage, waardoor CNC verspanen een logische keuze is voor robotonderdelen.
Soorten robotonderdelen vervaardigd door CNC-bewerking
Met zoveel mogelijke functies zijn er veel verschillende soorten robots geëvolueerd. Er zijn verschillende hoofdtypen robots die veel worden gebruikt. De enkele arm van een gelede robot heeft meerdere gewrichten, wat veel mensen hebben gezien. Er is ook een SCARA-robot (Selective Compliance Articulated Robot Arm), die dingen tussen twee parallelle vlakken kan verplaatsen. SCARA heeft een hoge verticale stijfheid omdat hun beweging horizontaal is. De gewrichten van de Delta-robot bevinden zich aan de onderkant, waardoor de armen licht blijven en snel kunnen bewegen. Ten slotte hebben portaal- of cartesiaanse robots lineaire actuatoren die 90 graden ten opzichte van elkaar bewegen. Elk van deze robots heeft een andere structuur en verschillende toepassingen, maar er zijn meestal vijf hoofdcomponenten waaruit de robot bestaat.
Er zijn voornamelijk verschillende soorten robots die veel worden gebruikt. De enkele arm van een gelede robot heeft meerdere gewrichten, wat veel mensen hebben gezien. Er is ook een SCARA-robot (Selective Compliant Joint Robot Arm) die objecten tussen twee parallelle vlakken kan verplaatsen. SCARA heeft een hoge verticale stijfheid omdat hun beweging horizontaal is. De gewrichten van de deltarobot bevinden zich op de basis, waardoor de armen licht blijven en snel kunnen bewegen. Ten slotte hebben portaal- of cartesiaanse robots lineaire actuatoren die 90 graden ten opzichte van elkaar bewegen. Elk van deze robots heeft een andere structuur en verschillende toepassingen, maar heeft meestal 5 hoofdcomponenten:
1. Robotarm
Robotarmen zijn zeer verschillend in vorm en functie, dus er worden veel verschillende onderdelen gebruikt. Ze hebben echter één ding gemeen, namelijk dat ze objecten kunnen verplaatsen of manipuleren - dit is niet anders dan een menselijke arm! De verschillende onderdelen van de robotarm zijn zelfs vernoemd naar onze eigen onderdelen: de schouder-, elleboog- en polsgewrichten draaien en regelen de beweging van elk onderdeel.
2. Eindeffector
De eindeffector is een accessoire dat aan het uiteinde van de robotarm wordt bevestigd. Met de eindeffector kunt u de functies van de robot aanpassen aan verschillende bewerkingen zonder dat u een geheel nieuwe robot hoeft te bouwen. Dit kunnen grijpers, grijpers, stofzuigers of zuignappen zijn. Deze eindeffectors zijn meestal CNC-gefreesde onderdelen van metaal (meestal aluminium). Een van de componenten is permanent verbonden met het uiteinde van de robotarm. De eigenlijke grijper, zuignap of andere eindeffector is afgestemd op dit samenstel, zodat het kan worden bestuurd door de robotarm. Deze opstelling met twee verschillende componenten maakt het gemakkelijker om verschillende eindeffectors te vervangen, zodat de robot kan worden aangepast aan verschillende toepassingen. Dit zie je in onderstaande afbeelding. De onderste schijf wordt vastgeschroefd aan de robotarm, zodat u de slang die de zuignap bedient, kunt aansluiten op het luchttoevoerapparaat van de robot. De bovenste en onderste schijven zijn voorbeelden van CNC-gefreesde onderdelen.
(De eindeffector omvat veel CNC-bewerkingsonderdelen)
3. Motor
Elke robot heeft een motor nodig om de beweging van de armen en gewrichten aan te drijven. De motor zelf heeft veel bewegende delen, waarvan er vele met CNC kunnen worden verwerkt. Over het algemeen gebruikt de motor een soort machinaal bewerkte behuizing als stroombron en een machinaal bewerkte beugel die hem verbindt met de robotarm. Lagers en assen worden meestal ook CNC gefreesd. De as kan op een draaibank worden bewerkt om de diameter te verkleinen, of hij kan op een freesmachine worden bewerkt om functies zoals spieën of groeven toe te voegen. Ten slotte kunnen frezen, EDM of tandwielhobbing worden gebruikt om motorbewegingen over te brengen naar de gewrichten van de robot of andere tandwielen.
4. Regelaar:
De controller is in feite het brein van de robot, dat de precieze beweging van de robot bestuurt. Als de computer van de robot accepteert het sensorinvoer en wijzigt het het programma dat de uitvoer regelt. Dit vereist een printplaat (PCB) om de elektronische componenten te huisvesten. Voordat elektronische componenten worden toegevoegd, kan de PCB CNC worden bewerkt om de vereiste grootte en vorm te bereiken.
5. Sensor
Zoals hierboven vermeld, ontvangt de sensor informatie over de omgeving van de robot en stuurt deze terug naar de robotcontroller. De sensor heeft ook een PCB nodig, die door CNC kan worden verwerkt. Soms worden deze sensoren ook geïnstalleerd in CNC-gefreesde behuizingen.
6. Aangepaste armaturen en vaste apparaten.
Hoewel het geen onderdeel is van de robot zelf, vereisen de meeste robotbewerkingen aangepaste armaturen en vaste apparaten. Wanneer de robot aan het onderdeel werkt, hebt u mogelijk een armatuur nodig om het onderdeel te bevestigen. U kunt ook armaturen gebruiken om onderdelen nauwkeurig te positioneren, wat meestal nodig is voor robots om onderdelen op te pakken of neer te zetten. Omdat het veelal eenmalige maatwerk onderdelen zijn, is CNC verspanen zeer geschikt voor opspanningen.
---------------------------------------EINDE---------- -------------------------------------
