3D-geprinte robotgrijpers: op maat gemaakte vingers en end-of-arm tooling in PA 12

Wat te printen voor een robotcel

Opspanningen en mallen voor dezelfde cel volgen dezelfde logica; zie boorsjablonen, mallen en opspanningen.

Voordelen ten opzichte van gefreesde vingers

• Laag gewicht. EOS geeft PA 2200 een dichtheid van 0.93 g/cm³. Lichte vingers betekenen minder massa aan het uiteinde van de arm, wat meer van het draagvermogen van de robot overlaat voor het onderdeel zelf.
• Vormen die het onderdeel volgen. Een vinger kan worden gemodelleerd als het negatief van het onderdeel dat hij vasthoudt, met gebogen contactvlakken, ondersnijdingen en uitsparingen die moeilijk te frezen zouden zijn.
• Geïntegreerde kenmerken. Kabelkanalen, sensorbevestigingen, gewichtsbesparende uitsparingen en ribben komen in dezelfde print.
• Snelle wijzigingen. Wanneer het product verandert, verandert de vinger mee: bewerk de CAD, upload, bestel. Reservesets kosten niet meer dan de eerste.
• Zacht voor onderdelen. Nylon is zachter dan staal of aluminium, wat helpt bij geverfde, gepolijste of delicate oppervlakken.

Vingers ontwerpen die betrouwbaar grijpen

• Positioneren, dan klemmen. Laat het onderdeel eerst in een V-vorm, een uitsparing of tegen pennen rusten, en gebruik de klemkracht alleen om het vast te houden. Een onderdeel dat gepositioneerd is, heeft geen hoge kracht nodig.
• Laat speling. Gebruik onze ontwerprichtlijn van ±0.3 % (minimaal ±0.3 mm) en voeg speling toe rond het onderdeel; zie SLS toleranties en spelingen.
• Schuin de ingang af. Aanloopafschuiningen begeleiden het onderdeel in de vinger wanneer posities enigszins variëren.
• Verstijf met ribben. Lange vingers buigen onder belasting. Ribben en een bredere doorsnede bij de basis zijn effectiever dan massieve blokken; houd wanden gelijkmatig, ongeveer 1.5 tot 3 mm, en maak dikke secties hol.
• Rond interne hoeken af. De basis van een vinger draagt de hoogste spanning; afrondingen voorkomen scheuren.
• Let op het laagvlak. PA 2200 is het sterkst binnen het laagvlak (EOS: 48 MPa en 18 % rek, vergeleken met 42 MPa en 4 % dwars op de lagen). In de calculator kun je het laagvlak per onderdeel kiezen, zodat de vinger binnen de lagen buigt.

De vingers monteren

• Schroeven door de vinger in de grijperbek, met sluitringen om de klembelasting op het nylon te verdelen.
• Schroefdraadinserts waar schroeven in het geprinte onderdeel gaan en vaak worden verwijderd; zie schroefdraad en heat-set inserts in SLS PA 12.
• Paspennen in geruimde gaten, zodat de vinger elke keer dat hij wordt vervangen in dezelfde positie zit. Ontwerp de gaten op nominale maat en ruim ze op de exacte passing.
• Vlakke contactvlakken op de bek-interface, zodat de klemkracht door het oppervlak wordt gedragen en niet alleen door de schroeven.

Vacuüm- en luchtkanalen

SLS kan interne kanalen printen die zuignappen met één poort verbinden, zonder enig supportmateriaal. Twee punten vereisen aandacht. Ten eerste moet het poeder elk kanaal kunnen verlaten, dus elk kanaal heeft openingen nodig, en lange, smalle kanalen zijn moeilijk schoon te maken. Ten tweede is gesinterd PA 12 licht poreus en niet automatisch luchtdicht: dunne wanden kunnen lekken. Gebruik royale wanden rond kanalen, test het vacuüm op het eerste onderdeel en dicht of coat oppervlakken indien nodig. Wij bieden geen afdichtingsbehandeling aan; zie waterdichte SLS-onderdelen.

Pads en compliant vingers

Wij printen alleen PA 12, dus zachte contactoppervlakken worden achteraf toegevoegd: rubberen pads gelijmd in een uitsparing of geklemd in een groef die in de vinger is ontworpen. Een andere optie is een vinger die zich aanpast door te buigen, zoals een fin-ray structuur die zich om ronde of onregelmatige onderdelen wikkelt. Deze volgen de regels voor buigzame delen; zie 3D-geprinte veren en compliant mechanismen.

Kleur en identificatie

Elk onderdeel wordt met glasparels gestraald en gepolijst. Verven helpt om vingersets in één oogopslag uit elkaar te houden, bijvoorbeeld één kleur per productvariant. Zwart en oranje zijn op voorraad; de andere 59 kleuren voegen ongeveer een maand (20 werkdagen) toe aan de levertijd, voor dezelfde prijs. Een in reliëf aangebracht onderdeelnummer of revisieletter op elke vinger helpt bij reservesets; zie tekst en logo's op SLS-onderdelen.

Limieten

• Hitte: EOS geeft een warmtevervormingstemperatuur van 64 °C bij 1,80 MPa voor PA 2200; vingers die hete onderdelen hanteren, moeten worden gecontroleerd. Zie PA 12 hitte-, chemische en UV-bestendigheid.
• Hoge klemkrachten en zware onderdelen: controleer de belasting of gebruik metaal voor belaste delen.
• Slijtage: vingers die tegen schurende onderdelen glijden, slijten; plan reservesets.
• Veiligheid: de veiligheid van een robotcel is de verantwoordelijkheid van degene die deze integreert en bedient. Wij certificeren geen onderdelen voor veiligheidsfuncties.

Heeft u een compleet ontworpen grijper of end-of-arm tool nodig? De ingenieurs van prototype.builders kunnen deze samen met u ontwikkelen.

Veelgestelde vragen

Waarom robotgrijpervingers 3D-printen?

Grijpervingers zijn specifiek voor elk onderdeel en veranderen vaak met het product. SLS print ze in taai PA 12 rechtstreeks vanuit CAD, gevormd naar het onderdeel, licht en zonder machinale bewerking, dus een nieuwe of verbeterde vinger is slechts één upload verwijderd.

Is PA 12 sterk genoeg voor grijpervingers?

Voor de meeste handlingtaken met lichte tot matige belastingen, ja. EOS geeft PA 2200 een treksterkte van 48 MPa en een dichtheid van 0,93 g/cm³. Voor zware onderdelen, hete onderdelen of vingers onder hoge klemkrachten, controleer de belasting of gebruik metaal voor de belaste delen.

Hoe monteer ik geprinte vingers op een grijper?

Gebruik het montagepatroon van de grijper met doorlopende gaten voor schroeven, heat-set of inpers-schroefdraadinserts voor herhaalde montage, en geruimde gaten voor paspennen. Verdeel de klemkracht met sluitringen of een vlak contactvlak.

Kunnen vacuümkanalen in het onderdeel worden geprint?

Interne kanalen kunnen zonder ondersteuningen worden geprint, maar gesinterd PA 12 is enigszins poreus en niet automatisch luchtdicht. Houd wanden royaal, test het vacuüm en dicht oppervlakken af indien nodig. Kanalen hebben openingen nodig zodat het poeder kan worden verwijderd.

Kunt u zachte grijperpads printen?

Wij printen alleen PA 12. Zachte contactoppervlakken worden meestal gemaakt door rubberen pads op de geprinte vinger te lijmen of te klemmen, of door flexibele PA 12-structuren te ontwerpen, zoals fin-ray vingers.