Chapadla pro roboty z 3D tisku: prsty na míru a koncové efektory z nylonu SLS

Co tisknout pro robotickou buňku

Upínací a montážní přípravky pro stejnou buňku se řídí stejnou logikou; viz vrtací šablony, montážní a upínací přípravky.

Výhody oproti obráběným prstům

• Nízká hmotnost. Společnost EOS uvádí pro PA 2200 hustotu 0.93 g/cm³. Lehčí prsty znamenají menší hmotnost na konci ramene, což ponechává větší část nosnosti robota pro samotný díl.
• Tvary, které kopírují díl. Prst lze vymodelovat jako negativ drženého dílu, se zakřivenými kontaktními plochami, podkosy a kapsami, které by bylo obtížné obrobit.
• Integrované prvky. Kabelové kanálky, držáky senzorů, odlehčovací kapsy a žebra se vytisknou v rámci jednoho tisku.
• Rychlé změny. Když se změní produkt, prst se změní s ním: upravte CAD, nahrajte, objednejte. Náhradní sady nestojí o nic víc než ty první.
• Šetrnost k dílům. Nylon je měkčí než ocel nebo hliník, což pomáhá u lakovaných, leštěných nebo choulostivých povrchů.

Navrhování prstů, které spolehlivě uchopí

• Umístit, poté upnout. Nechte díl nejprve usadit do tvaru V, kapsy nebo proti kolíkům a upínací sílu použijte pouze k jeho přidržení. Díl, který je správně umístěn, nepotřebuje velkou sílu.
• Ponechte vůli. Použijte naše pravidlo pro navrhování ±0.3 % (nejméně ±0.3 mm) a přidejte vůli kolem dílu; viz SLS tolerance a vůle.
• Zkoste vstup. Náběhová zkosení navedou díl do prstu, když se pozice mírně liší.
• Vyztužte žebry. Dlouhé prsty se při zatížení ohýbají. Žebra a širší průřez u kořene jsou účinnější než plné bloky; udržujte rovnoměrné stěny, asi 1.5 až 3 mm, a silné části vydlabejte.
• Zaoblete vnitřní rohy. Kořen prstu nese nejvyšší napětí; zaoblení zabraňují vzniku trhlin.
• Dbejte na rovinu vrstvy. PA 2200 je nejpevnější v rovině vrstvy (EOS: 48 MPa a 18 % tažnost, ve srovnání s 42 MPa a 4 % napříč vrstvami). V kalkulátoru si můžete vybrat rovinu vrstvy pro každý díl, takže se prst bude ohýbat v rámci vrstev.

Montáž prstů

• Šrouby skrz prst do čelisti chapadla, s podložkami pro rozložení upínacího zatížení na nylon.
• Závitové vložky tam, kde šrouby vstupují do tištěného dílu a jsou často odstraňovány; viz závity a tepelně zalisované vložky v SLS PA 12.
• Středicí kolíky ve vystružených otvorech, aby prst seděl ve stejné poloze při každé výměně. Navrhněte otvory na jmenovitý rozměr a vystružte je na přesné lícování.
• Ploché kontaktní plochy na rozhraní čelisti, takže upínací sílu nese povrch a ne pouze šrouby.

Vakuové a vzduchové kanálky

Technologie SLS dokáže vytisknout vnitřní kanálky, které spojují přísavky s jedním portem, a to bez jakýchkoli podpor. Dva body vyžadují pozornost. Zaprvé, prášek musí mít možnost opustit každý kanálek, takže každý kanálek potřebuje otvory, a dlouhé, úzké kanálky se obtížně čistí. Zadruhé, slinutý PA 12 je mírně porézní a není automaticky vzduchotěsný: tenké stěny mohou propouštět. Kolem kanálků použijte dostatečně silné stěny, otestujte vakuum na prvním dílu a v případě potřeby povrchy utěsněte nebo potáhněte. Těsnicí úpravu nenabízíme; viz vodotěsné díly z SLS.

Podložky a poddajné prsty

Tiskneme pouze z materiálu PA 12, takže měkké kontaktní plochy se přidávají dodatečně: gumové podložky vlepené do kapsy nebo upnuté v drážce navržené v prstu. Další možností je prst, který se přizpůsobuje ohybem, jako je struktura fin-ray, která obepíná kulaté nebo nepravidelné díly. Ty se řídí pravidly pro ohybové prvky; viz 3D tištěné pružiny a poddajné mechanismy.

Barva a identifikace

Každý díl je otryskán skleněnými kuličkami a vyleštěn. Barvení pomáhá na první pohled odlišit sady prstů, například jedna barva pro každou variantu produktu. Černá a oranžová jsou skladem; dalších 59 barev prodlužuje dodací lhůtu o zhruba jeden měsíc (20 pracovních dnů), a to za stejnou cenu. Vystouplé číslo dílu nebo písmeno revize na každém prstu pomáhá u náhradních sad; viz text a loga na dílech SLS.

Omezení

• Teplo: EOS uvádí teplotu průhybu při zatížení 64 °C při 1,80 MPa pro PA 2200; prsty, které manipulují s horkými díly, je třeba zkontrolovat. Viz tepelná, chemická a UV odolnost PA 12.
• Vysoké upínací síly a těžké díly: zkontrolujte zatížení nebo použijte kov pro namáhané části.
• Opotřebení: prsty, které kloužou po abrazivních dílech, se opotřebovávají; naplánujte si náhradní sady.
• Bezpečnost: za bezpečnost robotické buňky odpovídá ten, kdo ji integruje a provozuje. Díly necertifikujeme pro bezpečnostní funkce.

Potřebujete navrhnout kompletní chapadlo nebo nástroj na konec ramene? Inženýři z prototype.builders jej mohou vyvinout s vámi.

Časté dotazy

Proč 3D tisknout prsty robotických chapadel?

Prsty chapadla jsou specifické pro každý díl a často se mění s produktem. SLS je tiskne z odolného PA 12 přímo z CADu, vytvarované podle dílu, lehké a bez obrábění, takže nový nebo vylepšený prst je vzdálen jen jedno nahrání.

Je PA 12 dostatečně pevný pro prsty chapadla?

Pro většinu manipulačních úloh s lehkým až středním zatížením ano. EOS uvádí pro PA 2200 pevnost v tahu 48 MPa a hustotu 0,93 g/cm³. U těžkých dílů, horkých dílů nebo prstů pod vysokými upínacími silami zkontrolujte zatížení nebo použijte kov pro namáhané části.

Jak namontuji vytištěné prsty na chapadlo?

Použijte montážní vzor chapadla s průchozími otvory pro šrouby, tepelně zalisované nebo vtlačené závitové vložky pro opakovanou montáž a vystružené otvory pro středicí kolíky. Rozložte upínací sílu pomocí podložek nebo ploché kontaktní plochy.

Lze do dílu vytisknout vakuové kanálky?

Vnitřní kanálky lze tisknout bez podpor, ale slinutý PA 12 je mírně porézní a není automaticky vzduchotěsný. Zachovejte velkorysé stěny, otestujte vakuum a v případě potřeby povrchy utěsněte. Kanálky potřebují otvory, aby bylo možné odstranit prášek.

Můžete vytisknout měkké podložky chapadla?

Tiskneme pouze PA 12. Měkké kontaktní plochy se obvykle vyrábějí nalepením nebo upnutím gumových podložek na vytištěný prst, nebo navržením flexibilních struktur z PA 12, jako jsou prsty typu fin-ray.