Instrument pentru brațul tăietorului cu fir fierbinte: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Ca parte a proiectului meu de teză la KADK din Copenhaga, am explorat tăierea firelor fierbinți și fabricarea robotică. Pentru a testa această metodă de fabricație, am realizat un atașament de sârmă fierbinte pentru brațul robotului. Sârma trebuia să aibă o lungime de 700 mm, totuși materialul a rezistat forței de a trage firul prin spumă și să fie suficient de ușor pentru sarcina utilă maximă de 10 kg a robotului. Aluminiu a fost ales datorită raportului său de rezistență ridicat la greutate. Instrumentul cântărește doar 2,5 kg și este construit pentru a fi modular, astfel încât, dacă mai târziu este necesară o lățime sau o lungime mai mare sau mai mică, atunci piesele pot fi schimbate prin deșurubarea piulițelor și a șuruburilor care o țin împreună.

Pasul 1: Materiale

Materiale

- Tuburi de aluminiu pătrate de 30x30mm, lungime 2 metri

- Placă de aluminiu de 2 mm, 100x300 mm

- Placaj de 5mm, 50x150mm

- 2 șuruburi de 10 mm (pentru zona care se atașează la brațul robotului)

- Șuruburi de 10 x 4 mm (pentru acolade de colț)

- 1 șurub de 4 mm (pentru a atașa piulița aripă care asigură firul)

- Șurub pentru ochi (pentru fixarea arcului care asigură firul fierbinte)

- Piulițe dimensionate pentru a se potrivi cu șuruburile

- Piuliță aripă (pentru a fixa firul fierbinte)

- Șaibe dimensionate pentru a se potrivi cu șuruburile

- Arc

- Cablu electric din cupru izolat, lungime 5 metri

- Alimentare 0-30V DC / 0-16 Amp (sau similar)

- Schimbător manual de scule „Schunk” (sau alt schimbător de scule robot)

Instrumente:

- Braț robotizat cu mai multe axe (ABB, KUKA etc.) cu sarcină utilă maximă de peste 2,5 kg

- Mașină de tăiat metal sau ferăstrău cu bandă

- Burghiu cu pilon (un burghiu electric ar putea funcționa și) cu o varietate de burghie de la 2 mm la 10 mm

- Ferăstrău circular care este potrivit pentru tăierea metalului

Model 3D:

- Puteți găsi o descărcare pentru un model de fișier.3dm al designului de mai jos, acesta poate fi deschis în Rhino 3D sau AutoCAD

Pasul 2: tăiere

Tubulatura din aluminiu trebuie să fie dimensionată pentru a se potrivi cu măsurătorile de mai sus sau puteți să o personalizați în scopuri proprii. Tubulatura poate fi tăiată cu un ferăstrău circular care este potrivit pentru metal, vă recomand să utilizați o lamă cu vârf de carbură. Pentru a ușura tăierea, vă puteți lubrifia aluminiu folosind etanol. Pentru a vă crea acoladele de colț, puteți tăia această formă din placa de aluminiu folosind o mașină de tuns sau un ferăstrău cu bandă adecvat pentru metal.

Pasul 3: Foraj

Pentru a găsi locațiile găurilor de găurit, puteți vizualiza fotografia de asamblare, locațiile găurilor dvs. și dimensiunile specifice ale tuburilor pot varia în funcție de utilizare. Puteți folosi un burghiu cu pilon sau un burghiu electric normal. Aș măsura și marca mai întâi locația găurii cu creionul. Apoi v-aș sfătui să faceți o „gropiță” folosind un pumn central și un ciocan pentru a face o mică liniuță care să ghideze burghiul în locația corectă în timpul găuririi. De asemenea, ar trebui să luați în considerare utilizarea unui lubrifiant precum etanolul pentru a ușura tăierea.

Pasul 4: Asamblare

Amplasarea găurilor dvs. și dimensionarea specifică a pieselor pot varia, dar important este să aveți cel puțin două șuruburi prin fiecare piesă de tub din aluminiu la colțurile și cele două bucăți de tub care se conectează la brațul robotului. Aș recomanda utilizarea șaibelor pentru a crește distribuția forței în mod mai egal, ceea ce va face scula dvs. mai robustă și va reduce, de asemenea, toleranțele și va crește precizia de prelucrare.

Este important să izolați firul fierbinte de structura instrumentului, astfel încât să puteți utiliza secvența de piese ilustrată mai sus pentru a face acest lucru. Metoda mea a implicat tăierea cu dop a dopurilor de placaj, totuși ați putea folosi și dopuri dintr-o sticlă de vin sau din orice alt material neconductiv cu efect similar. Mufele adăpostesc un șurub de ochi cu un arc la un capăt și piulița cu aripi la celălalt, acestea sunt utilizate pentru a fixa firul fierbinte în loc. Când utilizați un tăietor de sârmă fierbinte, firul se extinde, deci este important să aveți un arc pentru a strânge firul slăbit. Cablurile pentru alimentarea firului fierbinte pot fi amplasate cu grijă în interiorul tubului de aluminiu, deci asigurați-vă că le împingeți înainte să înșurubați unealta împreună.

Pasul 5: Testare

Pentru sârmă, am folosit sârmă nichromă de 0,25 mm, datorită rezistivității sale ridicate, ați putea încerca alte fire precum oțelul inoxidabil sau constantan. Pentru a testa tăietorul de sârmă fierbinte, ar trebui să atașați cablurile la sursa de alimentare, să îl porniți și să creșteți încet tensiunea. Ar trebui să puteți mirosi firul care se încălzește, când pare suficient de fierbinte, puteți folosi o bucată de spumă pentru a vedea dacă se taie. Dacă o face, atunci bine făcut! Dacă nu, încercați să reglați setările de alimentare sau luați în considerare încercarea unui alt fir.

Pasul 6: Toolpath

Brațul robotului ABB 1600 a fost programat în Rhino cu Grasshopper folosind plug-in-ul „Roboți” de Vicente Soler. Plug-in-ul vă permite să creați trasee de instrumente care pot fi încărcate pe hardware-ul robotului. Scriptul creat ia 2 curbe și împarte punctele de-a lungul curbei și trasează linii între aceste puncte. Liniile intermediare sunt zonele prin care va trece firul fierbinte, diviziuni mai mari în puncte pe curbe vor crea o fidelitate mai mare a suprafeței.

Pasul 7: Prelucrare

După ce traseul de instrumente este exportat de la Grasshopper, îl putem încărca pe brațul robotului folosind RobotStudio by ABB (acest lucru va fi diferit dacă utilizați o altă marcă de braț robot). În timpul programării traseului de instrumente, s-a constatat că mișcările de intrare și ieșire în spumă și în afară ar trebui să fie perpendiculare pe suprafață pentru a crea o tăietură uniformă. De asemenea, s-a constatat că o viteză de tăiere de 12 mm pe secundă, cu 30 de volți care alimentează temperatura firului, ar crea o tăiere uniformă și consistentă, totuși această combinație de viteză și temperatura firului ar fi atenuată pentru diferite dimensiuni de material.

Pasul 8: Turnare (Opțional)

Există multe utilizări pentru acest instrument, cu toate acestea, în scopul studiilor mele, am folosit piesele din spumă ca matrițe, așa că iată o idee pentru ce ați putea folosi acest instrument. Piesa de spumă a fost utilizată ca matriță pentru a crea un panou din gips. Această bucată de spumă a fost legată cu MDF și cleme G, apoi gipsul a fost turnat în matriță și lăsat să se usuce. Panoul este apoi demoldat și poate fi lăsat să se usuce sau introdus într-un cuptor pentru a se usca mai repede. Panoul poate fi vopsit, tratat sau lăsat ca atare.