เหตุใดเครื่องจักรกลซีเอ็นซีจึงมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมหุ่นยนต์

ทุกวันนี้ หุ่นยนต์ดูเหมือนจะมีอยู่ทั่วไปในภาพยนตร์ สนามบิน การผลิตอาหาร และแม้กระทั่งทำงานในโรงงานที่ผลิตหุ่นยนต์อื่นๆ หุ่นยนต์มีหน้าที่และการใช้งานที่แตกต่างกันมากมาย และเมื่อการผลิตของพวกมันง่ายขึ้นและราคาถูกลง พวกมันจึงกลายเป็นเรื่องธรรมดาในอุตสาหกรรมนี้มากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อความต้องการหุ่นยนต์เพิ่มขึ้น ผู้ผลิตหุ่นยนต์จำเป็นต้องตามให้ทัน และวิธีการพื้นฐานในการผลิตชิ้นส่วนหุ่นยนต์คือการตัดเฉือน CNC บทความนี้จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชิ้นส่วนมาตรฐานของหุ่นยนต์ และเหตุใดการตัดเฉือน CNC จึงมีความสำคัญสำหรับหุ่นยนต์ในการผลิต

เครื่องจักรกลซีเอ็นซีได้รับการออกแบบมาเฉพาะสำหรับหุ่นยนต์

ประการแรก การตัดเฉือน CNC สามารถผลิตชิ้นส่วนได้รวดเร็วมาก เกือบจะหลังจากที่คุณเตรียมแบบจำลอง 3 มิติแล้ว คุณสามารถเริ่มใช้เครื่อง CNC เพื่อสร้างส่วนประกอบได้ สิ่งนี้ทำให้สามารถทำซ้ำต้นแบบได้อย่างรวดเร็วและส่งมอบชิ้นส่วนหุ่นยนต์ที่ปรับแต่งได้เองอย่างรวดเร็วสำหรับการใช้งานระดับมืออาชีพ

ข้อดีอีกประการของการตัดเฉือน CNC คือสามารถผลิตชิ้นส่วนที่ตรงตามข้อกำหนดได้อย่างแม่นยำ ความแม่นยำในการผลิตนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวิทยาการหุ่นยนต์ เนื่องจากความแม่นยำของมิติเป็นกุญแจสำคัญในการผลิตหุ่นยนต์ประสิทธิภาพสูง เครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่มีความแม่นยำสามารถรักษาความคลาดเคลื่อนได้ภายใน +/- 0.0002 นิ้ว และส่วนนี้ช่วยให้หุ่นยนต์ทำการเคลื่อนไหวที่แม่นยำและทำซ้ำได้

ผิวสำเร็จเป็นอีกเหตุผลหนึ่งสำหรับการใช้เครื่องจักร CNC เพื่อผลิตชิ้นส่วนหุ่นยนต์ ส่วนที่มีปฏิสัมพันธ์ต้องมีแรงเสียดทานต่ำ เครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่มีความแม่นยำสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความหยาบผิวต่ำถึง Ra 0.8μm หรือต่ำกว่านั้นหลังการตกแต่ง เช่น การขัดเงา ในทางตรงกันข้าม การหล่อแบบไดคาส (ก่อนการเก็บผิวละเอียดใดๆ) มักจะทำให้เกิดความหยาบของพื้นผิวใกล้กับ5μม. การพิมพ์โลหะ 3 มิติจะทำให้ได้พื้นผิวที่หยาบกร้าน

สุดท้าย ประเภทของวัสดุที่หุ่นยนต์ใช้คือวัสดุในอุดมคติสำหรับการตัดเฉือน CNC หุ่นยนต์จำเป็นต้องสามารถเคลื่อนย้ายและยกสิ่งของได้มั่นคง และพวกมันต้องการวัสดุที่แข็งแรงและแข็ง คุณสมบัติที่จำเป็นเหล่านี้ทำได้ดีที่สุดโดยการแปรรูปโลหะและพลาสติกบางชนิด นอกจากนี้ หุ่นยนต์มักใช้สำหรับการผลิตตามสั่งหรือแบบกลุ่มเล็กๆ ซึ่งทำให้การตัดเฉือน CNC เป็นทางเลือกที่เป็นธรรมชาติสำหรับชิ้นส่วนหุ่นยนต์

ประเภทของชิ้นส่วนหุ่นยนต์ที่ผลิตโดยเครื่องจักร CNC

ด้วยฟังก์ชันที่เป็นไปได้มากมาย หุ่นยนต์หลายประเภทได้พัฒนาขึ้น หุ่นยนต์ที่ใช้กันทั่วไปมีหลายประเภท แขนข้างเดียวของหุ่นยนต์ประกบมีข้อต่อหลายข้อ ซึ่งหลายคนเคยเห็น นอกจากนี้ยังมีหุ่นยนต์ SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) ซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายสิ่งของระหว่างระนาบคู่ขนานสองระนาบ SCARA มีความฝืดในแนวดิ่งสูงเพราะเคลื่อนไหวในแนวนอน ข้อต่อของหุ่นยนต์เดลต้าอยู่ที่ด้านล่าง ซึ่งช่วยให้แขนเบาและสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างรวดเร็ว ในที่สุด หุ่นยนต์โครงสำหรับตั้งสิ่งของหรือหุ่นยนต์คาร์ทีเซียนมีตัวกระตุ้นเชิงเส้นที่เคลื่อนที่ 90 องศาเข้าหากัน หุ่นยนต์เหล่านี้แต่ละตัวมีโครงสร้างและการใช้งานที่แตกต่างกัน แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีส่วนประกอบหลักห้าอย่างที่ประกอบกันเป็นหุ่นยนต์

ส่วนใหญ่มีหุ่นยนต์หลายประเภทที่ใช้กันทั่วไป แขนข้างเดียวของหุ่นยนต์ประกบมีข้อต่อหลายข้อ ซึ่งหลายคนเคยเห็น นอกจากนี้ยังมีหุ่นยนต์ SCARA (Selective Compliant Joint Robot Arm) ที่สามารถเคลื่อนย้ายวัตถุระหว่างระนาบคู่ขนานได้ SCARA มีความฝืดในแนวดิ่งสูงเพราะเคลื่อนไหวในแนวนอน ข้อต่อของหุ่นยนต์เดลต้าตั้งอยู่บนฐาน ซึ่งช่วยให้แขนเบาและสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างรวดเร็ว ในที่สุด หุ่นยนต์โครงสำหรับตั้งสิ่งของหรือหุ่นยนต์คาร์ทีเซียนมีตัวกระตุ้นเชิงเส้นที่เคลื่อนที่ 90 องศาเข้าหากัน หุ่นยนต์เหล่านี้แต่ละตัวมีโครงสร้างและการใช้งานที่แตกต่างกัน แต่มักจะมี 5 องค์ประกอบหลัก:

1. แขนกล

แขนหุ่นยนต์มีรูปร่างและการทำงานแตกต่างกันมาก จึงมีชิ้นส่วนต่างๆ มากมายที่ใช้ อย่างไรก็ตาม พวกมันมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นคือ พวกมันสามารถเคลื่อนย้ายหรือจัดการวัตถุ ซึ่งก็ไม่ต่างจากแขนมนุษย์! ชิ้นส่วนต่างๆ ของแขนหุ่นยนต์ยังได้รับการตั้งชื่อตามส่วนต่างๆ ของเราอีกด้วย: ข้อต่อไหล่ ข้อศอก และข้อมือหมุนและควบคุมการเคลื่อนไหวของแต่ละส่วน

2. สิ้นสุดเอฟเฟกต์

end effector เป็นอุปกรณ์เสริมที่ติดอยู่ที่ส่วนท้ายของแขนหุ่นยนต์ end effector ช่วยให้คุณปรับแต่งฟังก์ชั่นของหุ่นยนต์ตามการทำงานที่แตกต่างกันโดยไม่ต้องสร้างหุ่นยนต์ตัวใหม่ อาจเป็นกริปเปอร์ กริปเปอร์ เครื่องดูดฝุ่น หรือถ้วยดูด เอ็นด์เอฟเฟคเตอร์เหล่านี้มักจะเป็นชิ้นส่วนกลึง CNC ที่ทำจากโลหะ (โดยปกติคืออลูมิเนียม) ส่วนประกอบหนึ่งเชื่อมต่อกับส่วนปลายของแขนหุ่นยนต์อย่างถาวร กริปเปอร์ คัพดูด หรือเอนด์เอฟเฟคเตอร์ของจริงถูกจับคู่กับชุดประกอบนี้ ดังนั้นจึงสามารถควบคุมได้ด้วยแขนหุ่นยนต์ การตั้งค่านี้ด้วยส่วนประกอบที่แตกต่างกันสองส่วนทำให้ง่ายต่อการเปลี่ยน end effectors ที่แตกต่างกัน ดังนั้นหุ่นยนต์จึงสามารถปรับให้เข้ากับการใช้งานที่แตกต่างกันได้ คุณสามารถเห็นสิ่งนี้ในภาพด้านล่าง ดิสก์ด้านล่างจะถูกยึดเข้ากับแขนหุ่นยนต์ ช่วยให้คุณเชื่อมต่อท่อที่ใช้ถ้วยดูดกับอุปกรณ์จ่ายอากาศของหุ่นยนต์ ดิสก์ด้านบนและด้านล่างเป็นตัวอย่างของชิ้นส่วนกลึง CNC

(เอ็นด์เอฟเฟคเตอร์เกี่ยวข้องกับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีจำนวนมาก)

3. มอเตอร์

หุ่นยนต์ทุกตัวต้องการมอเตอร์เพื่อขับเคลื่อนการเคลื่อนไหวของแขนและข้อต่อ ตัวมอเตอร์เองมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้มากมาย ซึ่งหลายชิ้นส่วนสามารถประมวลผลด้วย CNC ได้ โดยทั่วไปแล้ว มอเตอร์ใช้ตัวเครื่องบางประเภทเป็นแหล่งพลังงาน และใช้ตัวยึดแบบกลึงที่เชื่อมต่อกับแขนหุ่นยนต์ ตลับลูกปืนและเพลามักจะกลึงด้วย CNC เพลาสามารถกลึงบนเครื่องกลึงเพื่อลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง หรือสามารถกลึงบนเครื่องกัดเพื่อเพิ่มคุณสมบัติ เช่น กุญแจหรือร่อง สุดท้าย สามารถใช้การกัด EDM หรือเฟืองเฟืองเพื่อถ่ายโอนการเคลื่อนไหวของมอเตอร์ไปยังข้อต่อของหุ่นยนต์หรือเกียร์อื่นๆ

4. ผู้ควบคุม

ตัวควบคุมนั้นเป็นสมองของหุ่นยนต์ ซึ่งควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำของหุ่นยนต์ ในฐานะที่เป็นคอมพิวเตอร์ของหุ่นยนต์ จะรับอินพุตเซ็นเซอร์และปรับเปลี่ยนโปรแกรมที่ควบคุมเอาต์พุต ต้องใช้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เพื่อจัดเก็บส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ก่อนที่จะเพิ่มส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ PCB สามารถประมวลผล CNC เพื่อให้ได้ขนาดและรูปร่างที่ต้องการ

5. เซนเซอร์

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น เซนเซอร์จะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมโดยรอบของหุ่นยนต์และป้อนกลับไปยังตัวควบคุมหุ่นยนต์ เซ็นเซอร์ยังต้องการ PCB ซึ่งสามารถประมวลผลด้วย CNC ได้ บางครั้ง เซ็นเซอร์เหล่านี้ยังถูกติดตั้งในตัวเรือนกลึง CNC ด้วย

6. ติดตั้งและอุปกรณ์คงที่

แม้ว่าจะไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของตัวหุ่นยนต์เอง แต่การทำงานของหุ่นยนต์ส่วนใหญ่ต้องการอุปกรณ์ติดตั้งและอุปกรณ์คงที่แบบกำหนดเอง เมื่อหุ่นยนต์ทำงานบนชิ้นส่วน คุณอาจต้องใช้ฟิกซ์เจอร์เพื่อยึดชิ้นส่วน คุณยังสามารถใช้อุปกรณ์จับยึดเพื่อจัดตำแหน่งชิ้นส่วนได้อย่างแม่นยำ ซึ่งโดยปกติจำเป็นสำหรับหุ่นยนต์ในการหยิบหรือวางชิ้นส่วน เนื่องจากโดยปกติแล้วจะเป็นชิ้นส่วนที่ปรับแต่งได้เพียงครั้งเดียว การตัดเฉือน CNC จึงเหมาะมากสำหรับการติดตั้ง

---------------------------------------จบ---------- -------------------------------------