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

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Kao dio svog diplomskog rada na KADK -u u Kopenhagenu, istraživao sam rezanje vruće žice i robotsku izradu. Da bih testirao ovu metodu izrade, napravio sam dodatak vruće žice za ruku robota. Žica je morala imati raspon od 700 mm, ali je materijal odolio sili provlačenja žice kroz pjenu i bio dovoljno lagan za maksimalno 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, tada se dijelovi mogu zamijeniti odvrtanjem matica i vijaka koji ga drže zajedno.

Korak 1: Materijali

Materijali

- 30x30mm kvadratne aluminijske cijevi, dužine 2 metra

- Aluminijumska ploča od 2 mm, 100x300 mm

- 5 mm šperploča, 50x150 mm

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

- 10 x 4 mm vijci (za kutne podupirače)

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

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

- Matice veličine koje odgovaraju vijcima

- Matica za krilo (za pričvršćivanje vruće žice)

- Podloške veličine koje odgovaraju vijcima

- Proleće

- Izolirani bakreni električni kabel, dužine 5 metara

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

- 'Schunk' ručna izmjena alata (ili neki drugi robotski izmjenjivač alata)

Alati:

- Robotska ruka sa više osovina (ABB, KUKA itd.) Sa maksimalnim korisnim opterećenjem iznad 2,5 kg

- Mašina za šišanje metala ili tračna pila

- Bušilica za stupove (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 ispod, ovo se može otvoriti u Rhino 3D ili AutoCAD -u

Korak 2: Rezanje

Aluminijske cijevi moraju biti veličine koje odgovaraju gornjim mjerenjima, ili ih možete prilagoditi za vlastite potrebe. Cijevi se mogu rezati kružnom pilom koja je pogodna za metal, preporučujem upotrebu oštrice sa karbidnim vrhom. Kako biste olakšali rezanje, aluminij možete podmazati etanolom. Da biste stvorili kutne podupirače, možete izrezati ovaj oblik s aluminijske ploče pomoću stroja za šišanje metala ili tračne pile prikladne za metal.

Korak 3: Bušenje

Kako biste pronašli lokacije rupa za bušenje, možete pogledati fotografiju montaže, lokacije vaših rupa i određene veličine cijevi mogu se razlikovati ovisno o vašoj upotrebi. Možete koristiti bušilicu sa stubom ili običnu 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 udubinu koja će svrdlo usmjeriti 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 metoda je uključivala lasersko rezanje čepova od šperploče, međutim za sličan učinak mogli ste koristiti i čepove iz boce za vino ili bilo koji drugi neprovodljivi materijal. U utičnicama se nalazi vijak s ušicom s oprugom na jednom kraju i krilnom maticom na drugom, oni se koriste za učvršćivanje vruće žice na mjestu. Kada koristite rezač 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 nego što spojite alat zajedno.

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. Da 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 komad pjene kako biste vidjeli da li se probija. Ako uspije, onda dobro obavljeno! Ako ne pokušate prilagoditi postavke na svom napajanju ili razmislite o pokušaju druge žice.

Korak 6: Putanja alata

Robotska ruka ABB 1600 programirana je u Rhino-u sa Grasshopperom pomoću dodatka 'Robots' Vicentea Solera. Dodatak vam omogućuje kreiranje putanji alata koje se mogu učitati na hardver robota. Kreirani skript uzima 2 krivulje i dijeli točke duž krivulje i povlači linije između tih točaka. Linije između su područja kroz koja će vruća žica prolaziti, veće podjele u točkama na krivinama stvorit će veću vjernost površine.

Korak 7: Mašinska obrada

Nakon što se putanja alata izveze iz Grasshoppera, možemo je prenijeti u robotsku ruku pomoću RobotStudio od ABB -a (to će biti drugačije ako koristite drugu marku robotske ruke). Prilikom programiranja putanje alata utvrđeno je da ulazni i izlazni pokreti u pjenu i van nje trebaju biti okomiti na površinu kako bi se stvorio ravnomjeran rez. Također je utvrđeno da bi brzina rezanja od 12 mm u sekundi sa 30 volti koja napaja temperaturu žice stvorila glatki i dosljedni rez, međutim ova kombinacija brzine i temperature žice bila bi umanjena za različite veličine materijala.

Korak 8: Kalup (opcionalno)

Postoji mnogo upotreba ovog alata, ali 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 ploča od gipsa. Ovaj komad pjene je vezan 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 bojati, tretirati ili ostaviti onakva kakva je.