Εργαλείο βραχίονα ρομπότ Hot Wire Cutter: 8 βήματα (με εικόνες)

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Ως μέρος του έργου της διατριβής μου στο KADK στην Κοπεγχάγη, εξερευνούσα την κοπή θερμών συρμάτων και τη ρομποτική κατασκευή. Για να δοκιμάσω αυτήν τη μέθοδο κατασκευής, έκανα ένα εξάρτημα θερμού σύρματος για τον βραχίονα ρομπότ. Το σύρμα έπρεπε να εκτείνεται σε 700 χιλιοστά, ωστόσο το υλικό είχε αντισταθεί στη δύναμη να τραβήξει το σύρμα μέσα από τον αφρό και να είναι αρκετά ελαφρύ για το μέγιστο ωφέλιμο φορτίο των 10 κιλών του ρομπότ. Το αλουμίνιο επιλέχθηκε λόγω της υψηλής σχέσης αντοχής προς βάρος. Το εργαλείο ζυγίζει μόνο 2,5 κιλά και είναι κατασκευασμένο για να είναι σπονδυλωτό, έτσι ώστε εάν απαιτείται μεγαλύτερο ή μικρότερο πλάτος ή μήκος αργότερα, τότε τα μέρη μπορούν να αντικατασταθούν ξεβιδώνοντας τα παξιμάδια και τα μπουλόνια που το κρατούν μαζί.

Βήμα 1: Υλικά

Υλικά

- Τετράγωνη σωλήνα αλουμινίου 30x30mm, μήκος 2 μέτρα

- Πλάκα αλουμινίου 2mm, 100x300mm

Κόντρα πλακέ 5mm, 50x150mm

- 2 μπουλόνια 10 mm (για την περιοχή που συνδέεται με τον βραχίονα ρομπότ)

- Βίδες 10 x 4 mm (για γωνιακά στηρίγματα)

- 1 μπουλόνι 4 x 4 mm (για να στερεώσετε το περικόχλιο που στερεώνει το καλώδιο)

Βίδα ματιών (για στερέωση του ελατηρίου που συγκρατεί το ζεστό καλώδιο)

- Παξιμάδια μεγέθους που ταιριάζουν με τα μπουλόνια

Παξιμάδι πτέρυγας (για να ασφαλίσει το ζεστό καλώδιο)

- Πλυντήρια μεγέθους που ταιριάζουν με μπουλόνια

- Άνοιξη

- Μονωμένο ηλεκτρικό καλώδιο χαλκού, μήκους 5 μέτρων

-Τροφοδοτικό 0-30V DC / 0-16 Amp (ή παρόμοιο)

- Χειροκίνητο εργαλείο αλλαγής εργαλείων «Schunk» (ή άλλο εργαλείο αλλαγής εργαλείων ρομπότ)

Εργαλεία:

- Ρομποτικός βραχίονας πολλαπλών αξόνων (ABB, KUKA κλπ) με μέγιστο ωφέλιμο φορτίο άνω των 2,5 κιλών

- Metal Shearing Machine ή πριόνι μπάντας

- Τρυπάνι πυλώνα (ένα τρυπάνι δύναμης θα μπορούσε επίσης να λειτουργήσει) με μια ποικιλία τρυπανιών από 2mm έως 10mm

- Κυκλικό πριόνι κατάλληλο για κοπή μετάλλου

Τρισδιάστατο μοντέλο:

- Μπορείτε να βρείτε μια λήψη για ένα μοντέλο αρχείου.3dm του σχεδίου παρακάτω, αυτό μπορεί να ανοίξει σε Rhino 3D ή AutoCAD

Βήμα 2: Κοπή

Οι σωλήνες αλουμινίου πρέπει να έχουν μέγεθος ώστε να ταιριάζουν με τις παραπάνω μετρήσεις ή μπορείτε να το προσαρμόσετε για τους δικούς σας σκοπούς. Η σωλήνωση μπορεί να κοπεί με ένα κυκλικό πριόνι που είναι κατάλληλο για μέταλλο, συνιστώ τη χρήση λεπίδας με άκρη καρβιδίου. Για ευκολότερη κοπή μπορείτε να λιπάνετε το αλουμίνιο σας χρησιμοποιώντας αιθανόλη. Για να δημιουργήσετε τα γωνιακά σας στηρίγματα, μπορείτε να κόψετε αυτό το σχήμα από την πλάκα αλουμινίου σας χρησιμοποιώντας μια μηχανή κουρέματος ή πριόνι ταινίας κατάλληλη για μέταλλο.

Βήμα 3: Διάτρηση

Για να βρείτε τις θέσεις των οπών για διάτρηση, μπορείτε να δείτε τη φωτογραφία συναρμολόγησης, οι θέσεις των οπών σας και το συγκεκριμένο μέγεθος του σωλήνα μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τη χρήση σας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα τρυπάνι κολόνας ή κανονικό τρυπάνι ισχύος. Θα μετρήσω και θα σημειώσω πρώτα τη θέση της τρύπας με μολύβι. Στη συνέχεια, θα σας συμβούλευα να κάνετε ένα «λακκάκι» χρησιμοποιώντας μια κεντρική γροθιά και ένα σφυρί για να κάνετε μια μικρή εσοχή για να οδηγήσετε το τρυπάνι στη σωστή θέση κατά τη διάτρηση. Θα πρέπει επίσης να εξετάσετε τη χρήση ενός λιπαντικού όπως η αιθανόλη για να διευκολύνετε την κοπή.

Βήμα 4: Συναρμολόγηση

Οι θέσεις των οπών σας και το συγκεκριμένο μέγεθος τεμαχίων μπορεί να ποικίλλουν, αλλά το σημαντικό είναι να έχετε τουλάχιστον δύο μπουλόνια σε κάθε κομμάτι σωλήνα αλουμινίου στα γωνιακά στηρίγματα και τα δύο κομμάτια σωλήνων που συνδέονται με τον βραχίονα ρομπότ. Θα συνιστούσα να χρησιμοποιείτε ροδέλες για να αυξήσετε την κατανομή της δύναμης ισοδύναμα, κάτι που θα κάνει το εργαλείο σας πιο στιβαρό και επίσης θα μειώσει τις ανοχές και θα αυξήσει την ακρίβεια κατεργασίας.

Είναι σημαντικό να απομονώσετε το θερμό σύρμα από τη δομή του εργαλείου, ώστε να μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ακολουθία των τμημάτων που απεικονίζονται παραπάνω για να το κάνετε. Η μέθοδος μου περιελάμβανε βύσματα από κόντρα πλακέ με λέιζερ, ωστόσο θα μπορούσατε επίσης να χρησιμοποιήσετε φελλούς από ένα μπουκάλι κρασί ή οποιοδήποτε άλλο μη αγώγιμο υλικό με παρόμοιο αποτέλεσμα. Τα βύσματα φιλοξενούν ένα μπουλόνι ματιού με ελατήριο στο ένα άκρο και παξιμάδι φτερού στο άλλο, αυτά χρησιμοποιούνται για να στερεώσουν το θερμό σύρμα στη θέση του. Όταν χρησιμοποιείτε θερμό κοπτήρα, το σύρμα διαστέλλεται, οπότε είναι σημαντικό να έχετε ένα ελατήριο για να σφίξετε το χαλαρό σύρμα. Τα καλώδια τροφοδοσίας του θερμού καλωδίου μπορούν να τοποθετηθούν τακτοποιημένα μέσα στη σωλήνωση αλουμινίου, οπότε φροντίστε να τα σπρώξετε πριν βιδώσετε το εργαλείο μεταξύ τους.

Βήμα 5: Δοκιμή

Για το σύρμα που έχω χρησιμοποιήσει σύρμα 0,25 mm nichrome λόγω της υψηλής αντίστασής του, μπορείτε να δοκιμάσετε άλλα καλώδια όπως ανοξείδωτο ατσάλι ή σταθερά. Για να δοκιμάσετε τον κόφτη ζεστού καλωδίου, πρέπει να συνδέσετε τα καλώδιά σας στο τροφοδοτικό, να το ενεργοποιήσετε και να αυξήσετε αργά την τάση. Θα πρέπει να μπορείτε να μυρίσετε το καλώδιο που ζεσταίνεται, όταν φαίνεται αρκετά ζεστό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα κομμάτι αφρού για να δείτε αν διαπερνά. Αν τα καταφέρει τότε μπράβο! Εάν όχι, προσπαθήστε να προσαρμόσετε τις ρυθμίσεις στο τροφοδοτικό σας ή σκεφτείτε να δοκιμάσετε διαφορετικό καλώδιο.

Βήμα 6: Διαδρομή εργαλείων

Ο βραχίονας ρομπότ ABB 1600 προγραμματίστηκε στο Ρήνο με το Grasshopper χρησιμοποιώντας το πρόσθετο «Robots» του Vicente Soler. Το plug-in σας επιτρέπει να δημιουργήσετε διαδρομές εργαλείων που μπορούν να φορτωθούν στο υλικό του ρομπότ. Το σενάριο που δημιουργείται παίρνει 2 καμπύλες και διαιρεί τα σημεία κατά μήκος της καμπύλης και σχεδιάζει γραμμές μεταξύ αυτών των σημείων. Οι ενδιάμεσες γραμμές είναι οι περιοχές από τις οποίες θα περάσει το θερμό σύρμα, υψηλότερες διαχωρισμοί σε σημεία στις καμπύλες θα δημιουργήσουν μεγαλύτερη πιστότητα επιφάνειας.

Βήμα 7: Μηχανική κατεργασία

Αφού εξαχθεί το εργαλείο από το Grasshopper, μπορούμε να το ανεβάσουμε στον βραχίονα ρομπότ χρησιμοποιώντας το RobotStudio της ABB (αυτό θα είναι διαφορετικό εάν χρησιμοποιείτε διαφορετική μάρκα βραχίονα ρομπότ). Κατά τον προγραμματισμό της διαδρομής εργαλείων διαπιστώθηκε ότι οι κινήσεις εισόδου και εξόδου μέσα και έξω από τον αφρό πρέπει να είναι κάθετες προς την επιφάνεια, ώστε να δημιουργηθεί μια ομοιόμορφη τομή. Διαπιστώθηκε επίσης ότι μια ταχύτητα κοπής 12 mm ανά δευτερόλεπτο με 30 βολτ να τροφοδοτεί τη θερμοκρασία του καλωδίου θα δημιουργούσε μια ομαλή και σταθερή κοπή, ωστόσο αυτός ο συνδυασμός ταχύτητας και θερμοκρασίας σύρματος θα εξασθενίσει για διαφορετικά μεγέθη υλικού.

Βήμα 8: Χύτευση (προαιρετικό)

Υπάρχουν πολλές χρήσεις για αυτό το εργαλείο, ωστόσο για τους σκοπούς των μελετών μου χρησιμοποιούσα τα κομμάτια αφρού ως καλούπια, οπότε εδώ είναι μια ιδέα για το τι θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε αυτό το εργαλείο. Το αφρώδες κομμάτι χρησιμοποιήθηκε ως καλούπι για να δημιουργήσει ένα πάνελ από γύψο. Αυτό το κομμάτι αφρού συνδέθηκε με MDF και σφιγκτήρες G, στη συνέχεια χύθηκε γύψος στο καλούπι και αφέθηκε να στεγνώσει. Στη συνέχεια, ο πίνακας ξεφορμάρεται και μπορεί είτε να αφεθεί να στεγνώσει είτε να τοποθετηθεί σε φούρνο για να στεγνώσει πιο γρήγορα. Ο πίνακας μπορεί να βαφτεί, να υποστεί επεξεργασία ή να αφεθεί ως έχει.