De nos jours, les robots semblent être partout - dans les films, les aéroports, la production alimentaire et même dans les usines qui fabriquent d'autres robots. Les robots ont de nombreuses fonctions et utilisations différentes, et à mesure que leur fabrication devient plus facile et moins chère, ils deviennent de plus en plus courants dans l'industrie. À mesure que la demande de robotique augmente, les fabricants de robots doivent suivre le rythme et l'usinage CNC est une méthode de base de fabrication de pièces de robot. Cet article en apprendra plus sur les pièces standard des robots et sur les raisons pour lesquelles l'usinage CNC est si important pour la fabrication de robots.
L'usinage CNC est fait sur mesure pour les robots
Tout d'abord, l'usinage CNC permet de produire des pièces dans des délais extrêmement courts. Presque après avoir préparé le modèle 3D, vous pouvez commencer à utiliser des machines CNC pour fabriquer des composants. Cela permet une itération rapide des prototypes et une livraison rapide de pièces robotiques personnalisées pour des applications professionnelles.
Un autre avantage de l'usinage CNC est qu'il peut fabriquer avec précision des pièces conformes aux spécifications. Cette précision de fabrication est particulièrement importante pour la robotique, car la précision dimensionnelle est la clé de la fabrication de robots hautes performances. L'usinage CNC de précision peut maintenir des tolérances de +/- 0,0002 pouces, et cette partie permet au robot d'effectuer des mouvements précis et reproductibles.
La finition de surface est une autre raison d'utiliser l'usinage CNC pour produire des pièces robotiques. Les pièces en interaction doivent avoir un faible frottement. L'usinage CNC de précision peut produire des pièces avec une rugosité de surface aussi faible que Ra 0,8¼m, voire inférieure après des opérations de finition telles que le polissage. En revanche, le moulage sous pression (avant toute finition) produit généralement une rugosité de surface proche de 5¼m. L'impression 3D en métal produira une finition de surface plus rugueuse.
Enfin, le type de matériau utilisé par le robot est le matériau idéal pour l'usinage CNC. Les robots doivent être capables de déplacer et de soulever des objets de manière constante, et ils ont besoin de matériaux solides et durs. Ces propriétés nécessaires sont obtenues au mieux en traitant certains métaux et plastiques. De plus, les robots sont souvent utilisés pour la fabrication sur mesure ou en petites séries, ce qui fait de l'usinage CNC un choix naturel pour les pièces de robot.
Types de pièces de robot fabriquées par usinage CNC
Avec autant de fonctions possibles, de nombreux types de robots différents ont évolué. Il existe plusieurs principaux types de robots qui sont couramment utilisés. Le bras unique d'un robot articulé a plusieurs articulations, que beaucoup de gens ont vues. Il existe également un robot SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm), qui peut déplacer des objets entre deux plans parallèles. Les SCARA ont une rigidité verticale élevée car leur mouvement est horizontal. Les articulations du robot Delta sont situées en bas, ce qui maintient les bras légers et capables de se déplacer rapidement. Enfin, les robots portiques ou cartésiens ont des actionneurs linéaires qui se déplacent à 90 degrés les uns par rapport aux autres. Chacun de ces robots a une structure différente et des applications différentes, mais il y a généralement cinq composants principaux qui composent le robot.
Il existe principalement plusieurs types de robots couramment utilisés. Le bras unique d'un robot articulé a plusieurs articulations, que beaucoup de gens ont vues. Il existe également un robot SCARA (Selective Compliant Joint Robot Arm) qui peut déplacer des objets entre deux plans parallèles. Les SCARA ont une rigidité verticale élevée car leur mouvement est horizontal. Les articulations du robot delta sont situées sur la base, ce qui maintient les bras légers et capables de se déplacer rapidement. Enfin, les robots portiques ou cartésiens ont des actionneurs linéaires qui se déplacent à 90 degrés les uns par rapport aux autres. Chacun de ces robots a une structure différente et des applications différentes, mais comporte généralement 5 composants principaux :
1. Bras robotique
Les bras de robot sont très différents dans leur forme et leur fonction, c'est pourquoi de nombreuses pièces différentes sont utilisées. Cependant, ils ont une chose en commun, c'est qu'ils peuvent déplacer ou manipuler des objets - ce n'est pas différent d'un bras humain ! Les différentes parties du bras du robot portent même le nom de nos propres parties : les articulations de l'épaule, du coude et du poignet tournent et contrôlent le mouvement de chaque partie.
2. Effecteur final
L'effecteur terminal est un accessoire fixé à l'extrémité du bras du robot. L'effecteur final vous permet de personnaliser les fonctions du robot selon différentes opérations sans avoir à construire un tout nouveau robot. Il peut s'agir de pinces, de pinces, d'aspirateurs ou de ventouses. Ces effecteurs terminaux sont généralement des pièces usinées CNC en métal (généralement en aluminium). L'un des composants est connecté en permanence à l'extrémité du bras du robot. La pince, la ventouse ou tout autre effecteur final est adapté à cet ensemble afin qu'il puisse être contrôlé par le bras du robot. Cette configuration avec deux composants différents facilite le remplacement des différents effecteurs terminaux, de sorte que le robot peut être adapté à différentes applications. Vous pouvez le voir dans l'image ci-dessous. Le disque inférieur sera boulonné au bras du robot, vous permettant de connecter le tuyau qui actionne la ventouse au dispositif d'alimentation en air du robot. Les disques supérieur et inférieur sont des exemples de pièces usinées CNC.
(L'effecteur final implique de nombreuses pièces d'usinage CNC)
3. Moteur
Chaque robot a besoin d'un moteur pour entraîner le mouvement des bras et des articulations. Le moteur lui-même comporte de nombreuses pièces mobiles, dont beaucoup peuvent être traitées par CNC. De manière générale, le moteur utilise une sorte de boîtier usiné comme source d'alimentation et un support usiné qui le relie au bras robotique. Les roulements et les arbres sont également généralement usinés CNC. L'arbre peut être usiné sur un tour pour réduire le diamètre, ou il peut être usiné sur une fraiseuse pour ajouter des fonctionnalités telles que des clés ou des rainures. Enfin, le fraisage, l'électroérosion ou le taillage d'engrenages peuvent être utilisés pour transférer le mouvement du moteur aux articulations du robot ou à d'autres engrenages.
4. Contrôleur
Le contrôleur est essentiellement le cerveau du robot, qui contrôle le mouvement précis du robot. En tant qu'ordinateur du robot, il accepte l'entrée du capteur et modifie le programme qui contrôle la sortie. Cela nécessite une carte de circuit imprimé (PCB) pour loger les composants électroniques. Avant d'ajouter des composants électroniques, le PCB peut être traité CNC pour obtenir la taille et la forme requises.
5. Capteur
Comme mentionné ci-dessus, le capteur reçoit des informations sur l'environnement du robot et les renvoie au contrôleur du robot. Le capteur a également besoin d'un PCB, qui peut être traité par CNC. Parfois, ces capteurs sont également installés dans des boîtiers usinés CNC.
6.Appareils personnalisés et appareils fixes.
Bien qu'elles ne fassent pas partie du robot lui-même, la plupart des opérations du robot nécessitent des appareils personnalisés et des dispositifs fixes. Lorsque le robot travaille sur la pièce, vous aurez peut-être besoin d'un accessoire pour fixer la pièce. Vous pouvez également utiliser des appareils pour positionner avec précision les pièces, qui sont généralement nécessaires aux robots pour ramasser ou déposer des pièces. Parce qu'il s'agit généralement de pièces personnalisées uniques, l'usinage CNC est très approprié pour les montages.
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