Kuuma traadi lõikuri robotkäe tööriist: 8 sammu (piltidega)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-23 14:40

Oma väitekirjaprojekti raames Kopenhaagenis KADK -is olen uurinud kuuma traadi lõikamist ja robotite valmistamist. Selle valmistamismeetodi testimiseks olen teinud robotkäele kuuma traadi kinnituse. Traat pidi ulatuma 700 mm -ni, kuid materjal pidas vastu traadi läbi vahu tõmbamise jõule ja oli piisavalt kerge, et robot saaks kanda maksimaalselt 10 kg. Alumiinium valiti selle kõrge tugevuse ja kaalu suhte tõttu. Tööriist kaalub vaid 2,5 kg ja on ehitatud modulaarseks, nii et kui hiljem on vaja suuremat või väiksemat laiust või pikkust, saab osi vahetada, keerates lahti mutrid ja poldid, mis hoiavad seda kokku.

Samm: materjalid

Materjalid

- 30x30mm ruudukujuline alumiiniumtoru, pikkus 2 meetrit

- 2mm alumiiniumplaat, 100x300mm

- 5mm vineer, 50x150mm

- 2 x 10 mm polti (alale, mis kinnitub roboti käe külge)

- 10 x 4 mm poldid (nurgaklambrite jaoks)

- 1 x 4 mm polt (traati kinnitava tiivamutri kinnitamiseks)

- Silmuspolt (kuuma traati kinnitava vedru kinnitamiseks)

- mutrid, mille suurus vastab poltidele

- tiibmutter (kuuma traadi kinnitamiseks)

- Seibid, mille suurus vastab poltidele

- Kevad

- Isoleeritud vasest elektrikaabel, pikkus 5 meetrit

-0-30V alalisvoolu / 0-16 ampri toiteallikas (või sarnane)

- "Schunk" käsitsi tööriistavahetaja (või muu roboti tööriistavahetaja)

Tööriistad:

- Mitmeteljeline robotkäsi (ABB, KUKA jne), mille maksimaalne kandevõime on üle 2,5 kg

- Metalli lõikamismasin või lintsaag

- Samba puur (võib töötada ka elektritrell) erinevate puuridega 2 mm kuni 10 mm

- Ketassaag, mis sobib metalli lõikamiseks

3D mudel:

- Allpool leiate kujunduse.3dm failimudeli allalaadimise, selle saab avada Rhino 3D või AutoCAD -is

2. samm: lõikamine

Alumiiniumtoru suurus peab vastama ülaltoodud mõõtudele või saate seda kohandada oma eesmärkidel. Torusid saab lõigata metallist sobiva ketassaega, soovitan kasutada karbiidotstega tera. Lõikamise hõlbustamiseks võite alumiiniumi määrida etanooliga. Nurgaklambrite loomiseks saate selle kuju oma alumiiniumplaadist välja lõigata, kasutades metallist lõikamismasinat või metallist sobivat lintsaega.

3. samm: puurimine

Puurimiseks ette nähtud aukude asukohtade leidmiseks võite vaadata montaaži fotot, aukude asukohti ja torude suurust vastavalt teie kasutusele. Võite kasutada sambapuurit või tavalist jõutrelli. Mõõdaksin ja märgistan esmalt augu asukoha pliiatsiga. Siis soovitaksin teil teha „süvend”, kasutades tsentrifuugi ja haamrit, et teha väike taane, mis juhib puuri puurimise ajal õigesse kohta. Lõikamise hõlbustamiseks peaksite kaaluma ka määrdeaine, näiteks etanooli kasutamist.

4. samm: kokkupanek

Teie aukude asukohad ja detailide suurused võivad erineda, kuid oluline on, et nurgaklambrite alumiiniumtoru tükkidest oleks vähemalt kaks polti ja kaks toruosa, mis on ühendatud robotkäega. Ma soovitaksin kasutada seibisid, et suurendada jõu jaotumist võrdsemalt, mis muudab teie tööriista tugevamaks ja vähendab ka tolerantse ning suurendab töötlemise täpsust.

Oluline on eraldada kuum traat tööriista konstruktsioonist, et saaksite kasutada ülaltoodud osade järjestust. Minu meetod hõlmas vineerist pistikute laserlõikamist, kuid sarnase efekti korral võite kasutada ka veinipudeli või muu mittejuhtiva materjali korke. Pistikutel on silmuspolt, mille ühes otsas on vedru ja teises otsas tihendmutter, neid kasutatakse kuuma traadi kinnitamiseks. Kuuma traadilõikuri kasutamisel laieneb traat, nii et lahtise traadi pingutamiseks on oluline omada vedru. Kuuma juhtme toitekaableid saab korralikult paigutada alumiiniumtoru sisse, nii et enne tööriista kinnitamist keerake need kindlasti läbi.

Samm: testimine

Traadi jaoks olen kasutanud 0,25 mm nikroomtraati, kuna selle kõrge vastupidavus on võimalik proovida teisi juhtmeid, nagu roostevaba teras või konstant. Kuuma traadi lõikuri testimiseks ühendage oma kaablid toiteallikaga, lülitage see sisse ja tõstke aeglaselt pinget. Te peaksite tundma traadi kuumutamise lõhna, kui see tundub piisavalt kuum, võite kasutada vahutükki, et näha, kas see lõikab läbi. Kui läheb, siis hästi tehtud! Kui ei, proovige oma toiteallika seadeid reguleerida või proovige mõnda muud juhtmest.

6. samm: tööriistatee

ABB 1600 robotkäsi programmeeriti Rhinos koos Grasshopperiga, kasutades Vicente Soleri pistikprogrammi „Robots”. Pistikprogramm võimaldab teil luua tööradu, mida saab laadida roboti riistvarale. Loodud skript võtab 2 kõverat ja jagab punktid mööda kõverat ning tõmbab jooned nende punktide vahele. Vahepealsed jooned on alad, kust kuum traat läbi läheb, kõverate punktide kõrgem jaotus loob suurema pinna täpsuse.

7. samm: mehaaniline töötlemine

Pärast tööriistatee Grasshopperist eksportimist saame selle ABB RobotStudio abil üles laadida robotkäele (see on teisiti, kui kasutate teise kaubamärgi robotkätt). Tööriistade programmeerimisel leiti, et ühtlane lõikamine tekitab vahu sisse- ja väljaliigutused vahtpinnaga risti. Samuti leiti, et lõikekiirus 12 mm sekundis ja 30 volti toitev traadi temperatuur toovad kaasa sujuva ja ühtlase lõike, kuid see kiiruse ja traadi temperatuuri kombinatsioon nõrgeneb erineva suurusega materjali puhul.

8. samm: vormimine (valikuline)

Sellel tööriistal on palju kasutusvõimalusi, kuid olen oma õpingute eesmärgil kasutanud vahtplastitükke vormidena, nii et siin on idee, milleks võiksite seda tööriista kasutada. Vahttükki kasutati vormina kipsist paneeli loomiseks. See vahutükk seoti MDF-i ja G-klambritega, seejärel valati vormi kipsi ja jäeti kuivama. Seejärel eemaldatakse paneel ja selle võib jätta kuivama või panna ahju kiiremini kuivama. Paneeli saab värvida, töödelda või jätta niisama.