Nástroj na rameno horké řezačky drátu: 8 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

V rámci své diplomové práce na KADK v Kodani jsem zkoumal řezání horkým drátem a robotickou výrobu. Abych otestoval tuto výrobní metodu, vytvořil jsem pro robotické rameno nástavec s horkým drátem. Drát musel mít 700 mm, přesto materiál odolával síle protahování drátu pěnou a byl dostatečně lehký na maximální užitečné zatížení robota 10 kg. Hliník byl vybrán kvůli vysokému poměru pevnosti k hmotnosti. Nástroj váží pouze 2,5 kg a je vyroben tak, aby byl modulární, takže pokud bude později požadována větší nebo menší šířka nebo délka, lze díly vyměnit, odšroubováním matic a šroubů, které drží pohromadě.

Krok 1: Materiály

Materiály

- Čtvercová hliníková trubka 30x30 mm, délka 2 metry

- 2mm hliníková deska, 100x300mm

- 5 mm překližka, 50 x 150 mm

- 2 x 10 mm šrouby (pro oblast, která se připevňuje k ramenu robota)

- šrouby 10 x 4 mm (pro rohové výztuhy)

- 1 x 4 mm šroub (k upevnění křídlové matice, která zajišťuje drát)

- Šroub s okem (pro připojení pružiny, která zajišťuje horký drát)

- Matice velikosti odpovídající šroubům

- Křídlová matice (k zajištění horkého drátu)

- Podložky dimenzované tak, aby odpovídaly šroubům

- Jaro

- Izolovaný měděný elektrický kabel, délka 5 metrů

-Napájení 0-30V DC / 0-16 A (nebo podobné)

- Ruční měnič nástrojů 'Schunk' (nebo jiný robotický měnič nástrojů)

Nástroje:

- Robotické rameno s více osami (ABB, KUKA atd.) S maximálním užitečným zatížením nad 2,5 kg

- Stříhací stroj na kov nebo pásová pila

- Pillar Drill (mohla by fungovat i elektrická vrtačka) s různými vrtáky od 2 mm do 10 mm

- Kotoučová pila vhodná pro řezání kovu

3D model:

- Níže naleznete stažení souboru.3dm modelu modelu, který lze otevřít v Rhino 3D nebo AutoCAD

Krok 2: Řezání

Hliníkové trubky musí být dimenzovány tak, aby odpovídaly výše uvedeným měřením, nebo si je můžete přizpůsobit pro své vlastní účely. Hadici lze řezat kotoučovou pilou, která je vhodná na kov, doporučuji použít čepel s karbidovým hrotem. Abyste usnadnili řezání, můžete svůj hliník namazat ethanolem. Chcete -li vytvořit rohové výztuhy, můžete tento tvar vystřihnout z hliníkové desky pomocí stroje na stříhání kovů nebo pásové pily vhodné na kov.

Krok 3: Vrtání

Chcete -li zjistit umístění otvorů k vrtání, můžete si prohlédnout montážní fotografii, umístění vašich otvorů a konkrétní rozměry trubek se mohou lišit podle vašeho použití. Můžete použít pilířovou vrtačku nebo běžnou vrtačku. Místo díry bych nejprve změřil a označil tužkou. Pak bych vám poradil, abyste udělali „důlek“pomocí středového razníku a kladiva, abyste vytvořili malou zarážku, která při vrtání navede vrták na správné místo. Měli byste také zvážit použití lubrikantu, jako je ethanol, aby bylo řezání snazší.

Krok 4: Sestavení

Umístění vašich otvorů a konkrétní velikost kusů se mohou lišit, ale důležité je mít alespoň dva šrouby skrz každý kus hliníkové trubky v rohových výztuhách a dva kusy trubek, které se připojují k ramenu robota. Doporučil bych použít podložky ke rovnoměrnějšímu rozložení síly, čímž bude váš nástroj robustnější a také sníží tolerance a zvýší přesnost obrábění.

Je důležité izolovat horký drát od struktury nástroje, abyste k tomu mohli použít sekvenci částí zobrazenou výše. Moje metoda zahrnovala laserové řezání překližkových zátek, ale k podobnému účinku můžete použít také zátky z láhve vína nebo jiného nevodivého materiálu. V zástrčkách je šroub s okem s pružinou na jednom konci a křídlovou maticí na druhém, které slouží k zajištění horkého drátu na místě. Při použití horké řezačky drátu se drát roztahuje, takže je důležité mít pružinu pro utažení uvolněného drátu. Kabely pro napájení horkého drátu lze úhledně umístit do hliníkové trubice, takže je před zapojením nástroje nezapomeňte protáhnout.

Krok 5: Testování

Pro drát jsem použil 0,25 mm nichromový drát kvůli jeho vysokému odporu, můžete vyzkoušet jiné dráty, jako je nerezová ocel nebo konstantan. Chcete -li otestovat řezačku horkého drátu, připojte kabely k napájecímu zdroji, zapněte jej a pomalu zvyšte napětí. Měli byste cítit zahřívání drátu, když se zdá být dostatečně horký, můžete použít kousek šrotu pěny, abyste zjistili, zda se prořízne. Pokud to funguje, pak dobře! Pokud se nepokusíte upravit nastavení napájecího zdroje, nebo zkuste použít jiný vodič.

Krok 6: Dráha nástroje

Rameno robota ABB 1600 bylo v Rhinu naprogramováno pomocí Grasshopperu pomocí zásuvného modulu „Robots“od Vicente Solera. Plug-in vám umožňuje vytvářet dráhy nástrojů, které lze načíst na hardware robota. Vytvořený skript vezme 2 křivky a rozdělí body podél křivky a nakreslí čáry mezi tyto body. Přímky mezi nimi jsou oblasti, kterými bude procházet horký drát, vyšší rozdělení bodů v křivkách vytvoří vyšší věrnost povrchu.

Krok 7: Obrábění

Poté, co je dráha nástroje exportována z Grasshopperu, ji můžeme nahrát na rameno robota pomocí RobotStudio od ABB (to se bude lišit, pokud používáte jinou značku ramene robota). Při programování dráhy nástroje bylo zjištěno, že vstupní a výstupní pohyby do a ven z pěny by měly být kolmé k povrchu, aby se vytvořil rovnoměrný řez. Bylo také zjištěno, že řezací rychlost 12 mm za sekundu s 30 volty napájející teplotu drátu vytvoří hladký a konzistentní řez, nicméně tato kombinace rychlosti a teploty drátu by byla utlumena pro různé velikosti materiálu.

Krok 8: Lisování (volitelně)

Existuje mnoho použití tohoto nástroje, ale pro účely mých studií jsem použil pěnové kusy jako formy, takže zde je představa, k čemu byste tento nástroj mohli použít. Pěnový kus byl použit jako forma k vytvoření panelu ze sádry. Tento kus pěny byl spojen svorkami MDF a G, poté byla do formy nalita sádra a ponechána uschnout. Panel se poté vyjme z formy a může se buď nechat uschnout, nebo dát do trouby, aby schl rychleji. Panel lze natřít, upravit nebo nechat tak, jak je.