چرا ماشینکاری CNC برای صنعت رباتیک حیاتی است؟

به نظر می رسد این روزها ربات ها همه جا هستند - در فیلم ها، در فرودگاه ها، در تولید مواد غذایی و حتی در کارخانه هایی که ربات های دیگر می سازند.ربات ها کارکردها و کاربردهای مختلفی دارند و با ساده تر شدن و ارزان تر شدن ساخت آن ها، در صنعت نیز رایج تر می شوند.با افزایش تقاضا برای رباتیک، تولیدکنندگان ربات باید به این روند ادامه دهند و یکی از روش های اساسی ساخت قطعات رباتیک، ماشینکاری CNC است.این مقاله در مورد اجزای استاندارد رباتیک و اینکه چرا ماشینکاری CNC برای ساخت ربات ها بسیار مهم است، بیشتر خواهد آموخت.

ماشینکاری CNC برای روبات ها ساخته شده است

اولاً، ماشینکاری CNC تولید قطعاتی را با زمان سرب بسیار سریع امکان پذیر می کند.تقریباً به محض اینکه مدل سه بعدی خود را آماده کردید، می توانید شروع به ساخت قطعات با دستگاه CNC کنید.این امکان تکرار سریع نمونه های اولیه و تحویل سریع قطعات رباتیک سفارشی برای کاربردهای حرفه ای را فراهم می کند.

مزیت دیگر ماشینکاری CNC توانایی آن در ساخت دقیق قطعات مطابق مشخصات است.این دقت ساخت به ویژه برای رباتیک مهم است، زیرا دقت ابعاد کلید ساخت ربات‌های با کارایی بالا است.ماشینکاری CNC دقیق، تلورانس ها را در +/- 0.0002 اینچ نگه می دارد و این قطعه امکان حرکات دقیق و تکرارپذیر ربات را فراهم می کند.

پرداخت سطحی دلیل دیگری برای استفاده از ماشینکاری CNC برای تولید قطعات رباتیک است.قطعات متقابل باید اصطکاک کم داشته باشند و ماشینکاری CNC دقیق می تواند قطعاتی با زبری سطح کمتر از 0.8 میکرومتر Ra یا کمتر از طریق عملیات پس از پردازش مانند پرداخت تولید کند.در مقابل، ریخته گری دایکاست (قبل از هر گونه تکمیل) معمولاً زبری سطحی نزدیک به 5 میکرومتر ایجاد می کند.پرینت سه بعدی فلزی سطح خشن تری ایجاد می کند.

در نهایت، نوع ماده ای که ربات استفاده می کند برای ماشینکاری CNC ایده آل است.ربات ها باید بتوانند اشیا را به طور پایدار حرکت داده و بلند کنند که به مواد محکم و سخت نیاز دارند.این خواص ضروری به بهترین وجه با ماشینکاری فلزات و پلاستیک های خاص به دست می آید.علاوه بر این، ربات ها اغلب برای تولید سفارشی یا کم حجم استفاده می شوند، که ماشینکاری CNC را به یک انتخاب طبیعی برای قطعات رباتیک تبدیل می کند.

انواع قطعات ربات ساخته شده توسط ماشینکاری CNC

با بسیاری از عملکردهای ممکن، انواع مختلفی از ربات ها تکامل یافته اند.چندین نوع اصلی از ربات ها وجود دارد که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند.ربات های مفصلی دارای یک بازو با چندین مفصل هستند که بسیاری از مردم آن را دیده اند.همچنین ربات SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) ربات وجود دارد که می تواند اشیا را بین دو صفحه موازی حرکت دهد.SCARA دارای سفتی عمودی بالایی هستند زیرا حرکت آنها افقی است.مفاصل ربات دلتا در پایین قرار دارند که بازو را سبک نگه می دارد و قادر به حرکت سریع است.در نهایت، ربات های دروازه ای یا دکارتی دارای محرک های خطی هستند که 90 درجه به سمت یکدیگر حرکت می کنند.هر یک از این ربات ها ساختار متفاوتی دارند و کاربردهای متفاوتی دارند، اما به طور کلی پنج جزء اصلی یک ربات را تشکیل می دهند:

1. بازوی رباتیک

بازوهای رباتیک از نظر شکل و عملکرد بسیار متفاوت هستند، به همین دلیل از قطعات مختلفی استفاده می شود.با این حال، همه آنها یک چیز مشترک دارند و آن توانایی آنها در حرکت یا دستکاری اشیاء است - درست مانند بازوی انسان!قسمت های مختلف بازوی رباتیک حتی به نام خود ما نیز نامگذاری شده اند: مفاصل شانه، آرنج و مچ دست می چرخند و حرکت هر قسمت را کنترل می کنند.

2. افکتور پایانی

یک افکتور انتهایی یک پیوست متصل به انتهای بازوی روباتیک است.افکتورهای پایانی به شما این امکان را می دهند که بدون ساخت یک ربات کاملاً جدید، عملکرد ربات را برای عملیات های مختلف سفارشی کنید.آنها می توانند گریپر، گیره، جاروبرقی یا مکنده باشند.این افکتورهای انتهایی معمولاً قطعاتی هستند که با ماشینکاری CNC از فلز (معمولاً آلومینیوم) ساخته شده اند.یکی از اجزا به طور دائم به انتهای بازوی ربات متصل است.یک گیره واقعی، فنجان مکش یا دیگر افکت‌کننده‌های انتهایی با مجموعه جفت می‌شوند تا بتوان آن را توسط بازوی روباتیک کنترل کرد.این راه‌اندازی با دو مؤلفه مختلف، تعویض افکت‌های انتهایی مختلف را آسان‌تر می‌کند، بنابراین ربات می‌تواند با برنامه‌های مختلف سازگار شود.این را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید.دیسک پایینی به بازوی ربات پیچ می شود و به شما امکان می دهد شیلنگی که مکنده را کار می کند به منبع هوای ربات متصل کنید.

3. موتور

هر روباتی برای هدایت حرکت بازوها و مفاصل به موتور نیاز دارد.خود موتور دارای قطعات متحرک زیادی است که بسیاری از آنها را می توان CNC ماشینکاری کرد.به طور معمول، موتور از نوعی محفظه ماشینکاری شده به عنوان منبع تغذیه و یک براکت ماشینکاری شده استفاده می کند که آن را به بازوی رباتیک متصل می کند.یاتاقان ها و شفت ها نیز اغلب CNC ماشین کاری می شوند.شفت ها را می توان بر روی یک ماشین تراش برای کاهش قطر یا روی آسیاب برای افزودن ویژگی هایی مانند کلید یا شکاف تراشید.در نهایت، حرکت موتور را می توان به مفاصل یا چرخ دنده های دیگر قسمت های ربات با فرز، EDM یا سوراخ کردن چرخ دنده منتقل کرد.

4. کنترل کننده

کنترلر در اصل مغز ربات است و حرکات دقیق ربات را کنترل می کند.به عنوان کامپیوتر ربات، ورودی را از حسگرها می گیرد و برنامه ای را که خروجی را کنترل می کند، تغییر می دهد.این به یک برد مدار چاپی (PCB) برای قرار دادن قطعات الکترونیکی نیاز دارد.این PCB را می توان قبل از اضافه کردن قطعات الکترونیکی به اندازه و شکل دلخواه ماشینکاری کرد.

5. حسگرها

همانطور که در بالا ذکر شد، حسگرها اطلاعاتی در مورد محیط اطراف ربات دریافت می کنند و آن را به کنترل کننده ربات باز می خورند.سنسور همچنین به PCB نیاز دارد که می تواند CNC ماشینکاری شود.گاهی اوقات این سنسورها در محفظه های ماشینکاری شده CNC نیز قرار می گیرند.

جیگ ها و وسایل سفارشی

در حالی که بخشی از خود ربات نیست، اکثر عملیات رباتیک به دستگیره ها و وسایل سفارشی نیاز دارند.ممکن است برای نگه داشتن قطعه در حالی که ربات روی آن کار می کند به یک گیره نیاز داشته باشید.همچنین می‌توانید از گیره‌ها برای قرار دادن دقیق قطعات استفاده کنید، که اغلب برای ربات‌ها برای برداشتن یا پایین آوردن قطعات مورد نیاز است.از آنجا که آنها معمولاً قطعات سفارشی یکباره هستند، ماشینکاری CNC برای جیگ مناسب است.