Roboter scheinen heutzutage überall zu sein – in Filmen, auf Flughäfen, in der Lebensmittelproduktion und sogar in Fabriken, die andere Roboter herstellen.Roboter haben viele verschiedene Funktionen und Einsatzmöglichkeiten, und da ihre Herstellung immer einfacher und kostengünstiger wird, werden sie auch in der Industrie immer häufiger eingesetzt.Da die Nachfrage nach Robotik steigt, müssen Roboterhersteller mithalten, und eine grundlegende Methode zur Herstellung von Roboterteilen ist die CNC-Bearbeitung.In diesem Artikel erfahren Sie mehr über Roboter-Standardkomponenten und warum die CNC-Bearbeitung für die Herstellung von Robotern so wichtig ist.
Die CNC-Bearbeitung ist maßgeschneidert für Roboter
Erstens ermöglicht die CNC-Bearbeitung die Herstellung von Teilen mit extrem kurzen Vorlaufzeiten.Sobald Sie Ihr 3D-Modell fertig haben, können Sie mit der Herstellung von Bauteilen mit einer CNC-Maschine beginnen.Dies ermöglicht eine schnelle Iteration von Prototypen und eine schnelle Lieferung kundenspezifischer Roboterteile für professionelle Anwendungen.
Ein weiterer Vorteil der CNC-Bearbeitung ist die Möglichkeit, Teile präzise nach Spezifikation herzustellen.Diese Fertigungspräzision ist besonders wichtig für die Robotik, da Maßgenauigkeit der Schlüssel zur Herstellung leistungsstarker Roboter ist.Durch die präzise CNC-Bearbeitung bleiben die Toleranzen innerhalb von +/- 0,0002 Zoll und das Teil ermöglicht präzise und wiederholbare Bewegungen des Roboters.
Die Oberflächenbeschaffenheit ist ein weiterer Grund, die CNC-Bearbeitung zur Herstellung von Roboterteilen einzusetzen.Zusammenwirkende Teile müssen eine geringe Reibung aufweisen, und durch präzise CNC-Bearbeitung können Teile mit einer Oberflächenrauheit von nur Ra 0,8 μm oder weniger durch Nachbearbeitungsvorgänge wie Polieren hergestellt werden.Im Gegensatz dazu erzeugt Druckguss (vor jeglicher Endbearbeitung) typischerweise eine Oberflächenrauheit von etwa 5 µm.Der Metall-3D-Druck erzeugt eine rauere Oberflächenbeschaffenheit.
Schließlich ist die Art des Materials, das der Roboter verwendet, ideal für die CNC-Bearbeitung.Roboter müssen in der Lage sein, Objekte stabil zu bewegen und anzuheben, wofür starke, harte Materialien erforderlich sind.Diese notwendigen Eigenschaften lassen sich am besten durch die Bearbeitung bestimmter Metalle und Kunststoffe erreichen.Darüber hinaus werden Roboter häufig für kundenspezifische oder Kleinserienfertigungen eingesetzt, was die CNC-Bearbeitung zu einer natürlichen Wahl für Roboterteile macht.
Arten von Roboterteilen, die durch CNC-Bearbeitung hergestellt werden
Mit so vielen möglichen Funktionen haben sich viele verschiedene Arten von Robotern entwickelt.Es gibt mehrere Haupttypen von Robotern, die häufig verwendet werden.Gelenkroboter haben einen einzigen Arm mit mehreren Gelenken, was viele Menschen gesehen haben.Es gibt auch den SCARA-Roboter (Selective Compliance Articulated Robot Arm), der Dinge zwischen zwei parallelen Ebenen bewegen kann.SCARA weisen eine hohe vertikale Steifigkeit auf, da ihre Bewegung horizontal erfolgt.Die Gelenke des Delta-Roboters befinden sich unten, wodurch der Arm leicht ist und sich schnell bewegen lässt.Schließlich verfügen Portal- oder kartesische Roboter über Linearantriebe, die sich um 90 Grad zueinander bewegen.Jeder dieser Roboter hat eine andere Konstruktion und unterschiedliche Anwendungen, aber im Allgemeinen besteht ein Roboter aus fünf Hauptkomponenten:
1. Roboterarm
Roboterarme sind in Form und Funktion sehr unterschiedlich, daher werden viele verschiedene Teile verwendet.Eines haben sie jedoch alle gemeinsam: Sie können Objekte bewegen oder manipulieren – genau wie ein menschlicher Arm!Verschiedene Teile des Roboterarms sind sogar nach unserem eigenen benannt: Die Schulter-, Ellbogen- und Handgelenksgelenke drehen sich und steuern die Bewegung jedes Teils.
2. Endeffektor
Ein Endeffektor ist ein Aufsatz, der am Ende eines Roboterarms befestigt ist.Mit Endeffektoren können Sie die Funktionalität des Roboters für verschiedene Vorgänge anpassen, ohne einen völlig neuen Roboter bauen zu müssen.Sie können Greifer, Greifer, Staubsauger oder Saugnäpfe sein.Bei diesen Endeffektoren handelt es sich typischerweise um CNC-gefräste Komponenten aus Metall (normalerweise Aluminium).Eine der Komponenten ist fest am Ende des Roboterarms befestigt.Ein tatsächlicher Greifer, Saugnapf oder ein anderer Endeffektor passt in die Baugruppe, sodass sie vom Roboterarm gesteuert werden kann.Dieser Aufbau mit zwei verschiedenen Komponenten erleichtert den Austausch verschiedener Endeffektoren, sodass der Roboter an unterschiedliche Anwendungen angepasst werden kann.Sie können dies im Bild unten sehen.Die untere Scheibe wird mit dem Roboterarm verschraubt, sodass Sie den Schlauch, der den Saugnapf betätigt, an die Luftversorgung des Roboters anschließen können.
3. Motor
Jeder Roboter benötigt Motoren, um die Bewegung der Arme und Gelenke anzutreiben.Der Motor selbst verfügt über viele bewegliche Teile, von denen viele CNC-bearbeitet werden können.Typischerweise verwendet der Motor eine Art bearbeitetes Gehäuse als Stromquelle und eine bearbeitete Halterung, die ihn mit dem Roboterarm verbindet.Auch Lager und Wellen werden häufig CNC-gefräst.Wellen können auf einer Drehmaschine bearbeitet werden, um den Durchmesser zu reduzieren, oder auf einer Fräsmaschine, um Merkmale wie Keile oder Schlitze hinzuzufügen.Schließlich kann die Motorbewegung durch Fräsen, Erodieren oder Wälzfräsen auf die Gelenke oder Zahnräder anderer Teile des Roboters übertragen werden.
4. Controller
Der Controller ist im Grunde das Gehirn des Roboters und steuert die präzisen Bewegungen des Roboters.Als Computer des Roboters nimmt er Eingaben von Sensoren entgegen und modifiziert das Programm, das die Ausgabe steuert.Hierzu ist eine Leiterplatte (PCB) erforderlich, auf der die elektronischen Komponenten untergebracht sind.Diese Leiterplatte kann vor dem Hinzufügen der elektronischen Komponenten per CNC auf die gewünschte Größe und Form bearbeitet werden.
5. Sensoren
Wie oben erwähnt, empfangen die Sensoren Informationen über die Umgebung des Roboters und geben diese an die Robotersteuerung zurück.Der Sensor benötigt außerdem eine Leiterplatte, die CNC-bearbeitet werden kann.Manchmal sind diese Sensoren auch in CNC-gefrästen Gehäusen untergebracht.
Kundenspezifische Vorrichtungen und Vorrichtungen
Obwohl sie nicht Teil des Roboters selbst sind, erfordern die meisten Roboteroperationen kundenspezifische Griffe und Vorrichtungen.Möglicherweise benötigen Sie einen Greifer, um das Teil zu halten, während der Roboter daran arbeitet.Sie können Greifer auch zum präzisen Positionieren von Teilen verwenden, was oft erforderlich ist, damit Roboter Teile aufnehmen oder ablegen können.Da es sich in der Regel um Einzelanfertigungen handelt, eignet sich die CNC-Bearbeitung perfekt für Vorrichtungen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.04.2022