Eina de braç del robot tallador de fil calent: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Com a part del meu projecte de tesi al KADK de Copenhaguen, he estat explorant el tall de filferro calent i la fabricació robòtica. Per provar aquest mètode de fabricació, he fet un accessori de filferro calent per al braç del robot. El filferro havia d’abastar 700 mm, tot i que el material resistia la força d’estirar el fil a través de l’escuma i era prou lleuger per a la càrrega útil màxima de 10 kg del robot. L’alumini es va escollir per la seva alta relació resistència / pes. L'eina pesa només 2,5 kg i està construïda per ser modular, de manera que si es requereix una amplada o longitud més gran o més petita, es poden canviar les peces descargolant les femelles i els perns que la mantenen units.

Pas 1: materials

Materials

Tubs d'alumini quadrats de 30x30mm, 2 metres de longitud

- Placa d'alumini de 2 mm, 100x300 mm

Fusta contraxapada de 5 mm, 50x150 mm

2 cargols de 10 mm (per a la zona que s’uneix al braç del robot)

Cargols de 10 x 4 mm (per a les claus)

1 cargol de 4 mm (per fixar la femella d'ala que assegura el cable)

Pern d'ull (per fixar el moll que assegura el fil calent)

- Femelles de mida que coincideixin amb els parabolts

Femella d'alada (per assegurar el fil calent)

- Rentadores de mida per a que coincideixin amb els cargols

- Primavera

- Cable elèctric de coure aïllat, de 5 metres de longitud

- Font d'alimentació de 0-30 V CC / 0-16 amperes (o similar)

- Canviador d'eines manual "Schunk" (o un altre canviador d'eines de robot)

Eines:

Braç robotitzat de múltiples eixos (ABB, KUKA, etc.) amb una càrrega útil màxima superior a 2,5 kg

- Màquina de tallar metall o serra de cinta

- Pilar de trepant (un trepant de potència també podria funcionar) amb una varietat de broques de 2 mm a 10 mm

- Serra circular adequada per tallar metall

Model 3D:

- Podeu descarregar un model de fitxer.3dm del disseny següent, que es pot obrir en Rhino 3D o AutoCAD

Pas 2: tallar

Els tubs d'alumini han de tenir la mida necessària perquè coincideixin amb les mesures anteriors o podeu personalitzar-lo per als vostres propis propòsits. Es pot tallar el tub amb una serra circular adequada per al metall. Us recomano utilitzar una fulla de punta de carbur. Per facilitar el tall, podeu lubricar l'alumini amb etanol. Per crear les claus de les cantonades, podeu tallar aquesta forma de la placa d'alumini mitjançant una màquina de tallar metall o una serra de cinta adequada per al metall.

Pas 3: perforació

Per tal de trobar la ubicació dels forats a perforar, podeu veure la foto de muntatge, la ubicació dels forats i la mida específica dels tubs poden variar segons el vostre ús. Podeu utilitzar un trepant de pilar o un trepant regular. Primer mesuraria i marcaria la ubicació del forat amb un llapis. A continuació, us aconsellaria que feu un "clotet" amb un punxó central i un martell per fer un petit sagnat per guiar la broca fins a la ubicació correcta mentre es perfora. També hauríeu de plantejar-vos l’ús d’un lubricant com l’etanol per facilitar el tall.

Pas 4: Muntatge

La ubicació dels forats i la mida específica de les peces poden variar, però l’important és tenir almenys dos parabolts a través de cada peça de tub d’alumini a les claus de les cantonades i les dues peces de tub que es connecten al braç del robot. Recomanaria utilitzar rentadores per augmentar la distribució de la força de manera més equitativa, cosa que farà que la vostra eina sigui més robusta i també reduirà les toleràncies i augmentarà la precisió del mecanitzat.

És important aïllar el fil calent de l'estructura de l'eina perquè pugueu fer servir la seqüència de parts il·lustrada anteriorment. El meu mètode consistia en tallar amb làser taps de fusta contraxapada, però també podríeu utilitzar taps d’una ampolla de vi o de qualsevol altre material no conductor amb efectes similars. Els endolls contenen un pern d'ull amb un ressort en un extrem i una femella en l'altre, que s'utilitzen per assegurar el cable calent al seu lloc. Quan s'utilitza un tallador de filferro calent, el filferro s'expandeix, de manera que és important disposar d'un ressort per tensar el filferro. Els cables per alimentar el fil calent es poden allotjar perfectament a l'interior del tub d'alumini, així que assegureu-vos de passar-los abans de cargolar l'eina.

Pas 5: proves

Per al filferro que he utilitzat filferro de nicrom de 0,25 mm, ja que té una alta resistivitat, es poden provar altres fils com l’acer inoxidable o el constant. Per provar el tallador de filferro calent, heu de connectar els cables a la font d'alimentació, engegar-lo i augmentar el voltatge lentament. Haureu de poder olorar el filferro que s’escalfa, quan sembla prou calent, podeu fer servir un tros d’escuma per veure si es talla. Si ho fa, ben fet! Si no, intenteu ajustar la configuració de la font d'alimentació o penseu a provar un altre cable.

Pas 6: ruta d'eines

El braç del robot ABB 1600 va ser programat a Rhino amb Grasshopper mitjançant el connector "Robots" de Vicente Soler. El connector us permet crear rutes d’eines que es poden carregar al maquinari del robot. El guió creat adopta 2 corbes i divideix els punts al llarg de la corba i dibuixa línies entre aquests punts. Les línies entremig són les zones per on travessarà el fil calent, divisions més altes en punts de les corbes crearan una major fidelitat de superfície.

Pas 7: mecanitzat

Després d’exportar la ruta d’eines des de Grasshopper, la podem pujar al braç del robot mitjançant RobotStudio by ABB (això serà diferent si utilitzeu una marca de braç del robot diferent). Durant la programació del recorregut d’eines, es va comprovar que els moviments d’entrada i sortida dins i fora de l’escuma haurien de ser perpendiculars a la superfície per tal de crear un tall uniforme. També es va trobar que una velocitat de tall de 12 mm per segon amb 30 volts d’alimentació de la temperatura del fil crearia un tall suau i consistent, tot i que aquesta combinació de velocitat i temperatura del fil seria atenuada per a diferents mides de material.

Pas 8: emmotllament (opcional)

Hi ha molts usos per a aquesta eina, però per als meus estudis he utilitzat les peces d'escuma com a motlles, així que aquí teniu una idea de per a què podríeu utilitzar aquesta eina. La peça d'escuma es va utilitzar com a motlle per crear un panell a partir de guix. Aquest tros d'escuma es va unir amb pinces de MDF i G, després es va abocar guix al motlle i es va deixar assecar. El panell es desemmotlla i es pot deixar assecar o posar-lo al forn per assecar-se més ràpidament. Es pot pintar, tractar o deixar el tauler tal qual.