أداة ذراع الروبوت لقطع الأسلاك الساخنة: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

كجزء من مشروع أطروحتي في KADK في كوبنهاغن ، كنت أستكشف قطع الأسلاك الساخنة والتصنيع الآلي. لاختبار طريقة التصنيع هذه ، قمت بعمل مرفق سلكي ساخن لذراع الروبوت. كان يجب أن يمتد السلك إلى 700 مم ، ومع ذلك فقد قاومت المادة قوة سحب السلك عبر الرغوة وكانت خفيفة بدرجة كافية لحمل الروبوت بحد أقصى 10 كجم. تم اختيار الألمنيوم بسبب قوته العالية إلى نسبة الوزن. تزن الأداة 2.5 كجم فقط وهي مصممة لتكون معيارية بحيث إذا كان العرض أو الطول أكبر أو أصغر مطلوبًا في وقت لاحق ، فيمكن تبديل الأجزاء عن طريق فك الصواميل والمسامير التي تثبتها معًا.

الخطوة 1: المواد

المواد

- أنابيب ألمنيوم مربعة 30 × 30 مم ، بطول 2 متر

- صفيحة ألمنيوم 2 مم ، 100 × 300 مم

- الخشب الرقائقي 5 مم ، 50 × 150 مم

- مسامير 2 × 10 مم (للمنطقة المتصلة بذراع الروبوت)

- مسامير 10 × 4 مم (لأقواس الزاوية)

- برغي 1 × 4 مم (لربط الجوز الجناح الذي يؤمن السلك)

- مسمار برغي (لربط الزنبرك الذي يثبت السلك الساخن)

- حجم الصواميل لتتناسب مع البراغي

- صامولة الجناح (لتأمين السلك الساخن)

- حجم الغسالات لتتناسب مع البراغي

- الخريف

- كابل كهربائي نحاسي معزول بطول 5 متر

- 0-30 فولت تيار مستمر / 0-16 أمبير مصدر طاقة (أو ما شابه)

- مغير أداة يدوي "Schunk" (أو مبدل أداة روبوت آخر)

أدوات:

- الذراع الآلية متعددة المحاور (ABB ، KUKA ، إلخ) مع حمولة قصوى تزيد عن 2.5 كجم

- آلة قص المعادن أو المنشار الشريطي

- مثقاب العمود (يمكن أن يعمل المثقاب الكهربائي أيضًا) مع مجموعة متنوعة من لقم الثقب من 2 مم إلى 10 مم

- منشار دائري مناسب لقطع المعادن

نموذج 3D:

- يمكنك العثور على تنزيل لنموذج ملف.3dm للتصميم أدناه ، ويمكن فتحه في Rhino 3D أو AutoCAD

الخطوة الثانية: القص

يجب أن يكون حجم أنبوب الألمنيوم مناسبًا للقياسات المذكورة أعلاه ، أو يمكنك تخصيص هذا للأغراض الخاصة بك. يمكن قطع الأنبوب بمنشار دائري مناسب للمعادن ، أوصي باستخدام شفرة ذات رأس كربيد. لتسهيل القطع ، يمكنك تشحيم الألومنيوم باستخدام الإيثانول. لإنشاء أقواس الزاوية الخاصة بك ، يمكنك قص هذا الشكل من لوح الألمنيوم الخاص بك باستخدام آلة قص المعادن أو المنشار الشريطي المناسب للمعادن.

الخطوة الثالثة: الحفر

من أجل العثور على مواقع الثقوب للحفر ، يمكنك عرض صورة التجميع ، ويمكن أن تختلف مواقع الثقوب والحجم المحدد للأنابيب حسب استخدامك. يمكنك استخدام مثقاب عمود أو مثقاب كهربائي منتظم. سأقيس موقع الفتحة وأضع علامة عليه بالقلم الرصاص أولاً. ثم أنصحك بعمل "غمازة" باستخدام لكمة مركزية ومطرقة لعمل مسافة بادئة صغيرة لتوجيه لقمة الحفر إلى الموقع الصحيح أثناء الحفر. يجب عليك أيضًا التفكير في استخدام مادة تشحيم مثل الإيثانول لتسهيل عملية القطع.

الخطوة 4: التجميع

يمكن أن تختلف مواقع الثقوب والحجم المحدد للقطع ، ولكن الشيء المهم هو أن يكون لديك ما لا يقل عن اثنين من البراغي من خلال كل قطعة من أنابيب الألومنيوم في الأقواس الزاوية وقطعتين من الأنابيب المتصلة بذراع الروبوت. أوصي باستخدام غسالات لزيادة توزيع القوة بشكل متساوٍ بدرجة أكبر مما سيجعل أداتك أكثر قوة وسيقلل أيضًا من التفاوتات ويزيد من دقة المعالجة.

من المهم عزل السلك الساخن عن هيكل الأداة حتى تتمكن من استخدام تسلسل الأجزاء الموضحة أعلاه للقيام بذلك. اشتملت طريقي على قطع سدادات الخشب الرقائقي بالليزر ، ولكن يمكنك أيضًا استخدام الفلين من زجاجة نبيذ أو أي مادة أخرى غير موصلة لتأثير مماثل. تحتوي المقابس على مسمار برغي مع زنبرك في أحد طرفيه وجوز جناح في الطرف الآخر ، وتستخدم هذه لتأمين السلك الساخن في مكانه. عند استخدام قاطع سلك ساخن ، يتمدد السلك ، لذا من المهم أن يكون لديك زنبرك لربط السلك الفضفاض. يمكن وضع الكابلات الخاصة بتزويد السلك الساخن بالطاقة داخل أنابيب الألومنيوم ، لذا تأكد من دفعها قبل ربط الأداة معًا.

الخطوة 5: الاختبار

بالنسبة للسلك الذي استخدمته 0.25 مم سلك نيتشروم بسبب مقاومته العالية ، يمكنك تجربة أسلاك أخرى مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو كونستانتان. لاختبار قاطع الأسلاك الساخن ، يجب عليك توصيل الكابلات بمصدر الطاقة وتشغيله ورفع الجهد ببطء. يجب أن تكون قادرًا على شم رائحة تسخين السلك ، عندما يبدو ساخنًا بدرجة كافية يمكنك استخدام قطعة خردة من الرغوة لمعرفة ما إذا كانت ستقطع. إذا كان الأمر كذلك ، فقد أحسنت! إذا لم تكن تحاول تعديل الإعدادات على مزود الطاقة الخاص بك أو فكر في تجربة سلك مختلف.

الخطوة 6: مسار الأدوات

تمت برمجة ذراع الروبوت ABB 1600 في وحيد القرن مع Grasshopper باستخدام المكون الإضافي "Robots" بواسطة Vicente Soler. يسمح لك المكون الإضافي بإنشاء مسارات أدوات يمكن تحميلها على أجهزة الروبوت. يأخذ البرنامج النصي الذي تم إنشاؤه منحنيين ويقسم النقاط على طول المنحنى ويرسم خطوطًا بين هذه النقاط. الخطوط البينية هي المناطق التي سيمر فيها السلك الساخن ، وستؤدي التقسيمات الأعلى في النقاط على المنحنيات إلى زيادة دقة السطح.

الخطوة 7: التصنيع

بعد تصدير مسار الأدوات من Grasshopper ، يمكننا تحميله إلى ذراع الروبوت باستخدام RobotStudio بواسطة ABB (سيكون هذا مختلفًا إذا كنت تستخدم علامة تجارية مختلفة من ذراع الروبوت). أثناء برمجة مسار الأدوات ، وجد أن حركات الدخول والخروج داخل الرغوة والخروج منها يجب أن تكون متعامدة مع السطح من أجل إنشاء قطع متساوٍ. وقد وجد أيضًا أن سرعة القطع التي تبلغ 12 مم في الثانية مع 30 فولت تعمل على تشغيل درجة حرارة السلك من شأنه أن يؤدي إلى قطع سلس ومتسق ، ومع ذلك فإن هذا المزيج من السرعة ودرجة حرارة السلك سيكون مخففًا لأحجام مختلفة من المواد.

الخطوة 8: الصب (اختياري)

هناك العديد من الاستخدامات لهذه الأداة ، ولكن لأغراض دراساتي ، كنت أستخدم قطع الرغوة كقوالب ، لذلك إليك فكرة عما يمكنك استخدام هذه الأداة من أجله. تم استخدام قطعة الفوم كقالب لعمل لوح من الجبس. تم ربط هذه القطعة من الرغوة بـ MDF و G-clamps ، ثم تم صب الجبس في القالب وتركها حتى تجف. يتم بعد ذلك تفكيك اللوحة ويمكن تركها لتجف أو وضعها في فرن لتجف بشكل أسرع. يمكن طلاء اللوحة أو معالجتها أو تركها كما هي.