Penkių ašių liejimo roboto mechaninė struktūra

Penkių ašių įpurškimo mechaninė struktūra Liejimo robotasPagrindinė tiksliosios pavaros ir efektyvaus bendradarbiavimo analizė

Šiuolaikinėje liejimo automatizavimo sistemoje penkių ašių liejimo robotai, pasižymintys lanksčiomis, daugiamačiomis veikimo galimybėmis, tapo pagrindine įranga, padedančia gerinti gamybos efektyvumą ir mažinti darbo sąnaudas. Išskirtinį jų našumą lemia kruopščiai suprojektuota mechaninė sistema – nuo ​​pavaros bloko iki galinio efektoriaus, – kur koordinuotas kiekvieno komponento veikimas lemia roboto našumą atliekant greitą griebimą, tikslų pozicionavimą ir sudėtingą trajektorinį judėjimą. Šiame straipsnyje bus pateikta išsami penkių ašių liejimo roboto pagrindinės mechaninės struktūros analizė, atskleidžiant esminį ryšį tarp įrangos našumo ir konstrukcinio projektavimo, padedant įmonėms priimti tikslesnius sprendimus dėl įrangos pasirinkimo atnaujinant automatizavimą.

Pagrindinė architektūra: penkių ašių judėjimo sistemos „skeleto sistema“

Penkių ašių liejimo roboto mechaninė struktūra pagrįsta daugiašarnių jungčių sistema. Sujungus tris tiesines ašis (X, Y ir Z) su dviem sukimosi ašimis (A ir B), pasiekiamas visas judesio diapazonas trijose dimensijose. Ši architektūra peržengia tradicinių trijų ašių judėjimo apribojimus.Ašies robotai, parodydami didelius pranašumus tvarkant neįprastos formos liejimo būdu pagamintas dalis ir išimant dalis iš sudėtingų formų.

Linijinių ašių moduliai: X ašis (šoninis judėjimas), Y ašis (prailginimas į priekį ir atgal) ir Z ašis (vertikalus pakėlimas) paprastai naudoja didelio tikslumo linijinių kreipiklių ir rutulinių sraigtų derinį. Kreipiamosios pagamintos iš grūdinto legiruotojo plieno su tiksliai šlifuotu paviršiumi. Kartu su slankikliais su reguliuojamu išankstiniu įtempimu jie užtikrina tiesiškumo paklaidas iki 0,02 mm/m judėjimo metu. Rutuliniai sraigtai yra tiesiogiai sujungti su pavaros varikliu veržlėmis, paversdami sukamąjį judesį linijiniu poslinkiu. Taip pasiekiamas didesnis nei 90 % perdavimo efektyvumas, gerokai didesnis nei tradicinių krumpliastiebinių sistemų, efektyviai sumažinant energijos nuostolius.

Sukamųjų ašių jungtys: A ašis (riešo sukimas) ir B ašis (rankos svyravimas) yra pagrindiniai elementai, skirti sudėtingam laikysenos koregavimui. Jungtyse naudojami didelio tikslumo harmoniniai reduktoriai, kurių laisvumas kontroliuojamas 1 lanko minutės tikslumu. Kartu su sukryžiuotų ritininių guolių radialine ir ašine apkrova jie užtikrina tiek standų sukimosi išvestį, tiek 0,1° padėties nustatymo tikslumą. Esant dideliam greičiui, besisukančios ašies dinaminis atsako greitis gali siekti 500°/s, o tai atitinka greito gamybos perjungimo reikalavimus.

Pavaros sistema: galios „raumeninis audinys“

Penkiaašio roboto pavaros sistema veikia kaip „raumuo“, tiksliai kontroliuojanti kiekvienos ašies judėjimo galią. Šiuo metu pagrindiniai pavaros sprendimai skirstomi į servovariklius ir žingsninius variklius. Servopavaros, pasižyminčios uždaros grandinės valdymo pranašumais, dominuoja aukščiausios klasės liejimo formų gamyboje.

Servo pavaros įrenginius sudaro servo variklis, kodavimo įrenginys ir pavara. Variklyje naudojami retųjų žemių nuolatiniai magnetai, užtikrinantys didelį sukimo momento tankį ir stabilią galią net esant mažam greičiui. Kodavimo įrenginio skiriamoji geba paprastai siekia 20 bitų (1 048 576 impulsai per apsisukimą). Kartu su pavaros PID valdymo algoritmu tai pasiekia ≤0,01 mm padėties valdymo paklaidą. Didelio greičio detalių šalinimo atvejais servo sistemos pagreičio ir lėtėjimo laiką galima valdyti 0,1 s tikslumu, o ciklo laikas viršija 120 ciklų per minutę.

Transmisijos jungties konstrukcija: Pavaros sistema ir judanti ašis sujungtos lanksčia mova arba sinchroniniu diržu. Elastinės movos gali kompensuoti montavimo netikslumus ir sumažinti smūginių apkrovų poveikį varikliui. Sinchroninės diržinės pavaros tinka dideliems atstumams perduoti energiją. Jų poliuretano diržo korpusas ir plieninės vielos šerdies konstrukcija užtikrina perdavimo tikslumą ir atlaiko nusidėvėjimą daugiau nei 10 000 valandų nepertraukiamo darbo.

Galutinis efektorius: operacinės sąveikos „ranka“

Galinis efektorius (griebtuvas) yra komponentas, kuris tiesiogiai sąveikauja su Roboto ranka ir liejimo būdu pagamintą detalę. Jos konstrukcinė konstrukcija turi būti pritaikyta pagal gaminio charakteristikas. Įprasti tipai yra pneumatiniai griebtuvai, vakuuminiai siurbtukai ir magnetiniai įtaisai. Pagrindinis dėmesys skiriamas greitam perjungimui ir stabiliam bendradarbiavimui su roboto ranka.

Galinio efektoriaus konstrukcija: Pneumatinis griebtuvas naudoja dviejų stūmoklių pavarą su reguliuojamu sugriebimo jėgos diapazonu nuo 5 iki 500 N. Jis aprūpintas silikoniniais arba poliuretano pirštais, kad galėtų sutalpinti įvairių medžiagų ir formų liejimo būdu pagamintas detales. Vakuuminis siurbimo puodelis naudoja Venturi generatorių, kad sukurtų -80 kPa neigiamą slėgį. Vienas griebtuvas gali išlaikyti daugiau nei 5 kg, todėl jis ypač tinka didelėms, plokščioms plastikinėms detalėms. Kai kurie aukščiausios klasės modeliai turi greito keitimo sąsajas, kurios sutrumpina perjungimo laiką iki mažiau nei 30 sekundžių, tenkinant didelės įvairovės ir mažos apimties gamybos poreikius.

Apkrovos balansavimo konstrukcija: apkrovos jutiklis įmontuojamas ties galinio efektoriaus ir dilbio jungtimi, kad realiuoju laiku būtų galima stebėti sugriebimo svorį. Kai apkrova viršija nustatytą ribą (paprastai 120 % vardinės apkrovos), sistema automatiškai įjungia apsaugos mechanizmą, sustabdo judėjimą ir įjungia signalizaciją, kad būtų išvengta mechaninės konstrukcijos pažeidimų dėl perkrovos. Ši konstrukcija leidžia robotui apdoroti nuo 5 iki 50 kg sveriančius krovinius, patenkindama gamybos poreikius – nuo ​​mažų elektroninių komponentų iki didelių automobilių plastikinių detalių.

Atraminė konstrukcija: „liemuo“, užtikrinantis stabilumą

Atraminę konstrukciją sudaro laikantys komponentai, tokie kaip pagrindas, kolonos ir sijos. Jos standumas ir lengvas svoris tiesiogiai veikia roboto judėjimo tikslumą ir energijos suvartojimą. Šiuolaikiniai penkių ašių robotai paprastai taiko modulinę konstrukciją, naudodami baigtinių elementų analizę, kad optimizuotų konstrukcijos įtempių pasiskirstymą.

Medžiaga ir medžiagų parinkimas: Kolonos ir sijos paprastai gaminamos iš didelio stiprumo aliuminio lydinio profilių (pvz., 6061-T6), anoduotų, kad būtų atsparūs korozijai ir dilimui. Pagrindinėse apkrovą laikančiose vietose įterpiami plieniniai armatūros elementai, kurie sumažina bendrą svorį 30 % ir užtikrina ≤0,5 mm/m statinę deformaciją. Pagrindas pagamintas iš ketaus, o sendinimo apdorojimas pašalina vidinius įtempius, užtikrindamas eksploatacinį stabilumą.

Vibraciją sugerianti ir apsauginė konstrukcija: Amortizatoriai sugeria daugiau nei 90 % aukšto dažnio vibracijų, o aplink judančias dalis sumontuoti ištraukiami apsauginiai dangčiai, pagaminti iš daugiasluoksnės nailono drobės ir metalinio rėmo kompozicinės konstrukcijos. Jie atitinka IP54 apsaugos lygį ir efektyviai apsaugo nuo dulkių ir alyvos užteršimo liejimo dirbtuvėse.

Struktūrinių pranašumų sukurta gamybos vertė

Penkių ašių liejimo mašinos roboto mechaninė konstrukcija galiausiai pagerina gamybos efektyvumą ir gaminių kokybę. Jo daugiaašė jungtis 40 % padidina detalių išėmimo kelio optimizavimo greitį, leisdama vienu metu sugriebti detales iš kelių sudėtingų formų stočių be ertmių trukdžių. Didelio tikslumo padėties nustatymas (pakartojamumas ≤±0,05 mm) sumažina detalių ir formų susidūrimo riziką, sumažindamas defektų skaičių iki mažiau nei 0,1 %.