Индивидуальное производство и применение инновационных рабочих органов промышленных роботов

Различные потребности в концевых эффекторах

Концевой эффектор промышленных роботов является ключевым компонентом, находящимся в непосредственном контакте между роботизированной системой и заготовкой, и его производительность напрямую влияет на эффективность производства и качество продукции. Сценарии производства различных отраслей и продуктов имеют огромные различия в требованиях к форме и функциям конечных эффекторов. Производство автомобилей требует крупногабаритных захватных приспособлений, сборка электроники требует прецизионных присосок или микрозахватов, упаковка пищевых продуктов требует гибких захватов, соответствующих гигиеническим стандартам, а фармацевтическое производство требует специальных стерильных инструментов. Традиционные методы обработки имеют длительные производственные циклы и высокие затраты, что затрудняет удовлетворение быстро меняющегося рыночного спроса. Внедрение технологии 3D-печати полностью изменило эту ситуацию. Компании могут получить индивидуальные концевые эффекторы в течение 3-5 дней, а скорость реагирования увеличилась более чем на 80%.

Основные элементы индивидуальной конструкции

Индивидуальная конструкция конечного эффектора требует всестороннего учета многих факторов. Во-первых, это функциональная адаптация. Метод захвата разработан в соответствии с формой, размером, весом, материалом и другими характеристиками заготовки, чтобы обеспечить стабильный и надежный зажим. Во-вторых, есть требования к точности. Точность и повторяемость позиционирования напрямую влияют на качество продукции, поэтому необходимо выбирать соответствующие процессы печати и материалы. В-третьих, это долговечность. Конечный эффектор должен выдерживать десятки тысяч или даже сотни тысяч циклов. Выбор материала и конструкция конструкции должны соответствовать требованиям срока службы. Четвертое – удобство интеграции. Конечный эффектор необходимо подключить к стандартным интерфейсам, таким как фланец робота, датчик и газовая система, а совместимость необходимо полностью учитывать при проектировании. Пятый — контроль затрат, оптимизация конструкции и снижение затрат на материалы и производство при одновременном соблюдении требований к производительности.

Преимущества технологии 3D-печати

Технология 3D-печати показала значительные преимущества при производстве концевых эффекторов. Степень свободы проектирования высока, и можно легко реализовать сложные конструкции, внутренние каналы потока и встроенные монтажные отверстия, которые трудно получить с помощью традиционной обработки, предоставляя широкое пространство для инновационного дизайна. Цикл производства короткий, от завершения проектирования до поставки проходит всего 3-7 дней, что значительно сокращает цикл отладки оборудования. Экономическая эффективность хорошая. Себестоимость штучного мелкосерийного производства значительно ниже стоимости традиционной обработки пресс-форм. Преимущества мелкосерийного производства по индивидуальному заказу особенно очевидны. Выбор материалов богат, и в соответствии с функциональными требованиями можно выбрать различные материалы, такие как высокая прочность, износостойкость, антистатика и устойчивость к высоким температурам, в соответствии с функциональными требованиями для различных сценариев применения. Благодаря возможности быстрой итерации оптимизация и улучшения конструкции могут быть быстро отражены в продуктах, постоянно улучшая производительность конечных эффекторов.

Случаи применения и анализ эффектов

Производитель автозапчастей использует технологию 3D-печати для изготовления захватов для роботов. Оригинальный традиционный метод обработки занимает 4 недели и стоит около 8000 юаней за штуку. После использования нейлонового материала SLS для 3D-печати производственный цикл сокращается до 5 дней, а стоимость снижается до 2500 юаней за штуку, что составляет снижение на 68%. Что еще более важно, команда разработчиков может быстро оптимизировать конструкцию захвата с учетом реальных условий на производственной площадке, улучшая стабильность захвата на 15 %, сокращая производственный цикл на 2 секунды и увеличивая годовую производственную мощность более чем на 10 %. Компании-производителю электроники приходится часто менять модели продукции. После использования индивидуальных концевых эффекторов, напечатанных на 3D-принтере, цикл внедрения нового продукта был сокращен с первоначальных 6 недель до 2 недель, время простоя оборудования сократилось на 70%, а эффективность переключения производственной линии значительно улучшилась.

Тенденции технологического развития

Производство концевых исполнительных механизмов по индивидуальному заказу развивается в интеллектуальном направлении. Платформа параметрического проектирования позволяет инженерам быстро создавать планы проектирования рабочих органов на основе характеристик заготовки, повышая эффективность проектирования более чем в 5 раз. Встроенная сенсорная технология объединяет в концевом эффекторе силу, зрение, прикосновение и другие сенсорные возможности для достижения интеллектуального захвата и управления. Применение новых материалов продолжает расширяться, технология 3D-печати высокопроизводительных конструкционных пластиков, композитных материалов из углеродного волокна и металлических материалов становится все более зрелой, а производительность и срок службы концевых эффекторов продолжают улучшаться. Концепция модульной конструкции в сочетании с технологией 3D-печати обеспечивает быстрое сочетание и гибкую настройку концевых исполнительных органов для удовлетворения потребностей многовариантного и мелкосерийного производства. В будущем интеллектуальное зондирование, адаптивное управление и сотрудничество человека и машины станут важными направлениями развития конечных эффекторов.