Robotski alat za rezanje vruće žice: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Kao dio svog diplomskog rada na KADK -u u Kopenhagenu istraživao sam rezanje vruće žice i robotsku izradu. Kako bih testirao ovu metodu izrade, napravio sam dodatak vruće žice za ruku robota. Žica je morala imati raspon od 700 mm, no materijal je odolio sili provlačenja žice kroz pjenu i bio dovoljno lagan za najveću nosivost robota od 10 kg. Aluminij je odabran zbog visokog omjera čvrstoće i težine. Alat teži samo 2,5 kg i izrađen je tako da bude modularni, tako da ako se kasnije zahtijeva veća ili manja širina ili duljina, dijelovi se mogu zamijeniti odvrtanjem matica i vijaka koji ga drže zajedno.

Korak 1: Materijali

Materijali

- 30x30 mm kvadratne aluminijske cijevi, duljine 2 metra

- Aluminijska ploča od 2 mm, 100x300 mm

- 5 mm šperploča, 50x150 mm

- 2 x 10 mm vijka (za područje koje se pričvršćuje na ruku robota)

- vijci 10 x 4 mm (za kutne podupirače)

- 1 x 4 mm vijak (za pričvršćivanje krilne matice koja učvršćuje žicu)

- Okasti vijak (za pričvršćivanje opruge koja učvršćuje vruću žicu)

- Matice veličine koje odgovaraju vijcima

- Matica za krilo (za učvršćivanje vruće žice)

- Podloške veličine koje odgovaraju vijcima

- Proljeće

- Izolirani bakreni električni kabel, duljine 5 metara

-0-30V DC / 0-16 Amp napajanje (ili slično)

- 'Schunk' ručni izmjenjivač alata (ili neki drugi robotski izmjenjivač alata)

Alati:

- Višeosovinska robotska ruka (ABB, KUKA itd.) S maksimalnim korisnim opterećenjem iznad 2,5 kg

- Stroj za šišanje metala ili tračna pila

- Bušilica sa stupom (mogla bi raditi i električna bušilica) sa raznim svrdlima od 2 mm do 10 mm

- Kružna pila pogodna za rezanje metala

3D model:

- Preuzimanje za.3dm model datoteke dizajna možete pronaći u nastavku, to se može otvoriti u Rhino 3D ili AutoCAD -u

Korak 2: Rezanje

Aluminijske cijevi moraju biti dimenzionirane tako da odgovaraju gornjim mjerenjima ili ih možete prilagoditi za vlastite potrebe. Cijevi se mogu rezati kružnom pilom koja je pogodna za metal, preporučujem upotrebu oštrice s karbidnim vrhom. Kako biste olakšali rezanje, aluminij možete podmazati etanolom. Za izradu kutnih podupirača možete izrezati ovaj oblik s aluminijske ploče pomoću stroja za šišanje metala ili tračne pile prikladne za metal.

Korak 3: Bušenje

Kako biste pronašli mjesta rupa za bušenje, možete pogledati fotografiju montaže, lokacije vaših rupa i određene veličine cijevi mogu se razlikovati ovisno o vašoj upotrebi. Možete koristiti stubnu bušilicu ili običnu električnu bušilicu. Prvo bih olovkom izmjerio i označio mjesto rupe. Tada bih vam savjetovao da napravite "rupicu" koristeći središnji probijač i čekić kako biste napravili malu uvlaku za usmjeravanje svrdla na pravo mjesto tijekom bušenja. Također biste trebali razmisliti o upotrebi maziva poput etanola kako biste olakšali rezanje.

Korak 4: Montaža

Položaj vaših rupa i određena veličina komada mogu se razlikovati, ali važno je imati najmanje dva vijka kroz svaki komad aluminijske cijevi na kutnim nosačima i dva komada cijevi koji se spajaju s rukom robota. Preporučio bih korištenje podloška za ravnomjerniju raspodjelu sile, što će vaš alat učiniti robusnijim, a također će smanjiti tolerancije i povećati točnost obrade.

Važno je izolirati vruću žicu od strukture alata kako biste za to mogli koristiti redoslijed gore prikazanih dijelova. Moja je metoda uključivala lasersko rezanje čepova od šperploče, no za slične učinke možete koristiti i čepove iz boce za vino ili bilo koji drugi neprovodljivi materijal. U čepovima se nalazi vijak s ušicom s oprugom na jednom kraju i krilnom maticom na drugom, oni se koriste za učvršćivanje vruće žice na mjestu. Pri korištenju rezača vruće žice žica se širi pa je važno imati oprugu za zatezanje labave žice. Kablovi za napajanje vruće žice mogu se uredno smjestiti unutar aluminijskih cijevi, pa ih svakako progurajte prije spajanja alata.

Korak 5: Testiranje

Za žicu sam koristio nichrome žicu od 0,25 mm zbog velike otpornosti, mogli biste isprobati druge žice poput nehrđajućeg čelika ili konstantana. Kako biste testirali rezač vruće žice, priključite kabele na napajanje, uključite ga i polako povećavajte napon. Trebali biste osjetiti miris zagrijavanja žice, kad vam se učini dovoljno vrućim, možete upotrijebiti komadić pjene kako biste provjerili presijeca li. Ako uspije, onda dobro obavljeno! Ako ne pokušate prilagoditi postavke na svom napajanju ili razmislite o pokušaju druge žice.

Korak 6: Put alata

Robotska ruka ABB 1600 programirana je u Rhinu s Grasshopperom pomoću dodatka 'Roboti' Vicentea Solera. Dodatak vam omogućuje stvaranje putova alata koji se mogu učitati na hardver robota. Izrađena skripta uzima 2 krivulje i dijeli točke duž krivulje te povlači linije između tih točaka. Linije između su područja kroz koja će vruća žica prolaziti, veće podjele točaka na krivuljama stvorit će veću vjernost površine.

Korak 7: Strojna obrada

Nakon izvoza rute alata iz Grasshoppera, možemo je prenijeti u robotsku ruku pomoću RobotStudio tvrtke ABB (to će biti drugačije ako koristite drugu marku robotske ruke). Tijekom programiranja putanje alata utvrđeno je da bi ulazni i izlazni pokreti u pjenu i van nje trebali biti okomiti na površinu kako bi se stvorio ravnomjeran rez. Također je utvrđeno da bi brzina rezanja od 12 mm u sekundi s 30 volti koja napaja temperaturu žice stvorila gladak i dosljedan rez, međutim ta bi se brzina i temperatura žice umanjila za različite veličine materijala.

Korak 8: Lijevanje (izborno)

Ovaj alat ima mnogo namjena, no za potrebe mojih studija koristio sam komade pjene kao kalupe, pa evo ideje za što biste mogli koristiti ovaj alat. Komad pjene korišten je kao kalup za izradu ploče od gipsa. Ovaj komad pjene vezan je s MDF-om i G-stezaljkama, zatim je gips uliven u kalup i ostavljen da se osuši. Ploča se zatim demontira i može ostaviti da se osuši ili staviti u pećnicu da se brže osuši. Ploča se može obojiti, obraditi ili ostaviti onakvu kakva jest.