Приходит новый захват, вы прикручиваете его к фланцу робота, а винты не совпадают точно — или они задвигаются с силой, и каждый захват слегка смещается. Это одна из наиболее частых жалоб на концевой эффектор робота, напечатанный на 3D-принтере. Сам робот имеет высокую повторяемость; крепежные отверстия на инструменте отсутствуют.
Ошибку положения отверстия обычно можно предотвратить. Вот почему это происходит, как сохранить дыры на своих местах и чего ожидать от поставщика.
Почему положение монтажного отверстия имеет значение на манипуляторе робота
Промышленные роботы обеспечивают превосходную повторяемость и соответствуют стандартным фланцам (ISO 9409-1). Когда монтажные отверстия концевого эффектора смещены, проблемы проявляются быстро:
Инструмент не закрутится без напряжения
Неравномерная нагрузка на болт ускоряет износ как инструмента, так и фланца.
Центральная точка инструмента смещается, поэтому каждый выбор или место смещены.
Повторяемость системы падает
Станции ниже по течению начинают видеть бракованные изделия
Погрешность в 0,2–0,3 мм на монтажной поверхности часто увеличивается на кончиках пальцев после добавления рычага и ориентации.
Почему отверстия перемещаются во время 3D-печати
Большинство ошибок позиционирования происходят по нескольким предсказуемым причинам:
Усадка материала по мере охлаждения детали (обычно как для нейлоновых порошков, так и для металлов)
Постройте ориентацию и расположение внутри камеры — разные зоны имеют разные температурные истории.
Неравномерная толщина стенок или большие плоские участки, которые способствуют короблению
Напечатанные отверстия меньшего размера и некруглой формы
Файлы проектирования, в которых предполагается, что окончательный размер будет соответствовать номинальному без компенсации процесса.
Типичная точность размеров нейлона MJF часто находится в диапазоне ± 0,2–0,3 мм или примерно ± 0,3 %, в зависимости от размера, ориентации и управления процессом. Металлические детали, изготовленные из порошкового слоя, имеют аналогичные изменения в исходном состоянии до какой-либо вторичной обработки.
Как держать расположение отверстий под контролем
Шаг 1. Проектирование реального процесса
Предусмотрите компенсацию ожидаемой усадки в критических местах расположения отверстий. Добавьте местные ребра или жесткость возле монтажной поверхности. Избегайте больших лысок без опоры, которые могут вывести отверстия из положения.
Шаг 2. Подберите материал и процесс в соответствии с нагрузкой
Нейлон (особенно MJF) хорошо подходит для изготовления легких захватов роботов, напечатанных на 3D-принтере, и инструментов средней нагрузки. Для более высоких нагрузок или более жестких условий металлические детали робота, напечатанные на 3D-принтере, обеспечивают лучшую жесткость и долговечность.
Шаг 3. Печать со стабильной и повторяемой настройкой
Поддерживайте постоянную ориентацию, контролируйте состояние порошка и используйте стабильные параметры машины. Вариации от партии к партии уменьшаются, когда процесс блокируется.
Шаг 4. Последующая обработка критических отверстий
Распечатайте монтажные отверстия с припуском, затем обработайте их на станке с ЧПУ. Это самый надежный способ добиться правильного положения и округлости надопуск монтажного отверстия захвата роботатребования. Последующая обработка 3D-печатных отверстий превращает приблизительную напечатанную деталь в функциональный интерфейс определения местоположения.
Шаг 5: Проверка перед отправкой детали
Проверка схемы отверстий КИМ по базовой схеме с отчетом выявляет проблемы до того, как инструмент достигнет робота.
Быстрое практическое правило
Некритичные отверстия для облегчения или зазоры часто могут оставаться в том виде, в каком они напечатаны. Схемы крепления, места расположения дюбелей и любые отверстия, через которые инструмент крепится к фланцу, должны быть обработаны после обработки.
Напечатанные отверстия и отверстия, обработанные после обработки
|
Фактор |
Напечатанные отверстия |
Постобработанные отверстия |
|
Точность позиционирования |
Обычно диапазон ±0,2–0,3 мм. |
Может достигать ±0,05 мм или лучше. |
|
Округлость и размер |
Часто низкорослые/некруглые |
Контролируемый |
|
Расходы |
Ниже |
Умеренное увеличение |
|
Время выполнения |
Быстрее |
Добавляет одну операцию |
|
Лучшее для |
Некритические функции |
Схема крепления, расположение отверстий |
Снимок случая: стабилизация схемы крепления захвата
В одном проекте захвата робота ранние печатные инструменты показали расположение монтажных отверстий, которые постоянно сбивались с места, что затрудняло установку и смещало центральную точку инструмента. В пересмотренном подходе добавлена компенсация конструкции, зафиксирована ориентация сборки, напечатаны монтажные отверстия с припуском и обработана их на станке с ЧПУ. Проверка ШМ подтвердила, что рисунок находится в пределах требуемого допуска. Затем инструменты аккуратно привинтились и заняли стабильное положение захвата на леске. Улучшение произошло благодаря тому, что печатный корпус и обработанный монтажный интерфейс рассматривались как одна управляемая система.
Что спросить у поставщика перед заказом
Полезные вопросы включают в себя:
Какой допуск на расположение отверстий вы на самом деле соблюдаете в схемах монтажа?
Предоставляете ли вы отчеты CMM вместе с деталями?
Можете ли вы сохранить одинаковый процесс и результаты для небольших партий?
Предлагаете ли вы самостоятельную или контролируемую постобработку критических отверстий?
Будете ли вы проверять дизайн на возможность печати и компенсацию перед запуском?
Опытный производитель концевых эффекторов роботов или поставщик специальных инструментов для конечного манипулятора открыто обсудит эти вопросы. Также обратите внимание на опыт работы с точностью положения отверстий при 3D-печати и возможность поддержки как прототипов, так и оптовых 3D-печатных приспособлений для роботов.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Насколько точными могут быть монтажные отверстия, напечатанные на 3D-принтере?
A: Напечатанные отверстия обычно находятся в диапазоне ±0,2–0,3 мм. После обработки на станке с ЧПУ критические схемы монтажа могут обеспечить значительно более точные результаты истинного положения.
Вопрос: Могу ли я использовать напечатанный на 3D-принтере концевой эффектор на промышленном роботе?
А: Да. На многих производственных участках уже используются роботизированные концевые исполнительные механизмы, напечатанные на 3D-принтере, при условии, что монтажный интерфейс является точным, а материал соответствует нагрузке и окружающей среде.
Вопрос: Должны ли монтажные отверстия распечатываться или обрабатываться позже?
О: Для любого отверстия, в котором инструмент находится на фланце робота, последующая обработка является более надежным способом. Некритические отверстия часто могут оставаться в напечатанном виде.
Вопрос: Как проверить положение отверстия на 3D-печатной детали?
A: Измерение схемы расположения отверстий на КИМ относительно заданных исходных данных, в идеале с отчетом о первой статье.
Вопрос: Предлагаете ли вы захваты, напечатанные на 3D-принтере, небольшими партиями?
Ответ: Правильно организованный завод по производству захватов, напечатанных на 3D-принтере, может обеспечивать как производство прототипов, так и постоянные поставки небольших партий при последовательном управлении процессом.
Положение монтажного отверстия — одна из самых важных деталей в концевом эффекторе робота, напечатанном на 3D-принтере. При сочетании конструктивной компенсации, стабильной печати и выборочной последующей обработки отверстия остаются там, где робот ожидает их видеть.
Если у вас есть чертежи или файлы STEP для захвата или инструмента на конце рычага, поделитесь ими для анализа технологичности конструкции и получения предложения. Ранняя проверка расположения отверстий, выбора материала и необходимой отделки — это самый быстрый способ избежать проблем с установкой и точностью в дальнейшем.