Hot Wire Cutter Robot Arm Tool: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Bilang bahagi ng aking proyekto sa thesis sa KADK sa Copenhagen na-explore ko ang hot wire cutting at robotic fabrication. Upang masubukan ang pamamaraan ng katha na ito gumawa ako ng isang mainit na pagkakabit ng kawad para sa braso ng robot. Kailangang umabot sa 700mm ang kawad, ngunit ang materyal ay lumaban sa lakas ng paghila ng kawad sa pamamagitan ng bula at sapat na magaan para sa 10kg maximum na kargamento ng robot. Napili ang aluminyo dahil sa mataas na lakas sa ratio ng timbang. Ang tool ay may bigat lamang na 2.5kg at itinayo upang maging modular upang kung ang isang mas malaki o mas maliit na lapad o haba ay kinakailangan sa paglaon pagkatapos ay maaaring mapalitan ang mga bahagi sa pamamagitan ng pag-unscrew ng mga nut at bolts na pinagsama-sama nito.

Hakbang 1: Mga Kagamitan

Mga Kagamitan

- 30x30mm Square Aluminium Tubing, 2 metro ang haba

- 2mm Aluminium Plate, 100x300mm

- 5mm Plywood, 50x150mm

- 2 x 10mm bolts (para sa lugar na nakakabit sa braso ng robot)

- 10 x 4mm bolts (para sa mga brace ng sulok)

- 1 x 4mm bolt (upang ikabit ang wing nut na nakakatiyak sa kawad)

- Eye bolt (para sa paglakip ng spring na nakakatiyak sa mainit na kawad)

- Nuts na may sukat upang tumugma sa mga bolt

- Wing nut (upang ma-secure ang mainit na wire)

- Mga laki ng washer upang tumugma sa mga bolt

- Spring

- Insulated tanso na de-koryenteng cable, haba ng 5 metro

- 0-30V DC / 0-16 Amp Power Supply (o katulad)

- 'Schunk' manual tool changer (o iba pang robot tool changer)

Mga tool:

- Multi Axis Robotic Arm (ABB, KUKA atbp) na may max payload na higit sa 2.5kg

- Metal Shearing Machine o band saw

- Pillar Drill (maaari ring gumana ang isang drill ng kuryente) na may iba't ibang mga drill bits mula 2mm hanggang 10mm

- Circular saw na angkop para sa pagputol ng metal

Modelo ng 3D:

- Maaari kang makahanap ng isang pag-download para sa isang modelo ng.3dm file ng disenyo sa ibaba, mabubuksan ito sa Rhino 3D o AutoCAD

Hakbang 2: Pagputol

Ang tubo ng aluminyo ay dapat na sukat upang tumugma sa mga sukat sa itaas, o maaari mo itong ipasadya para sa iyong sariling mga layunin. Ang tubing ay maaaring putulin ng isang pabilog na lagari na angkop para sa metal, inirerekumenda ko ang paggamit ng isang talim na naka-tipped na karbid. Upang gawing mas madali itong i-cut maaari mong i-lubricate ang iyong aluminyo gamit ang ethanol. Upang likhain ang iyong mga sulok na brace maaari mong i-cut ang hugis na ito mula sa iyong plato ng aluminyo gamit ang isang metal shearing machine o band saw na angkop para sa metal.

Hakbang 3: Pagbabarena

Upang mahanap ang mga lokasyon ng mga butas upang mag-drill maaari mong tingnan ang larawan ng pagpupulong, ang mga lokasyon ng iyong mga butas at tukoy na sukat ng tubing ay maaaring magkakaiba ayon sa iyong paggamit. Maaari kang gumamit ng isang drill ng haligi o regular na drill ng kuryente. Susukatin at markahan ko muna ang lokasyon ng butas ng lapis. Pagkatapos ay payuhan ko kayo na gumawa ng isang 'dimple' gamit ang isang center punch at isang martilyo upang makagawa ng isang maliit na indent upang gabayan ang drill bit sa tamang lokasyon habang nag-drill. Dapat mo ring isaalang-alang ang paggamit ng isang pampadulas tulad ng ethanol upang gawing mas madaling gupitin.

Hakbang 4: Assembly

Ang mga lokasyon ng iyong mga butas at tukoy na sukat ng mga piraso ay maaaring magkakaiba, ngunit ang mahalagang bagay ay magkaroon ng hindi bababa sa dalawang bolts sa bawat piraso ng tubing ng aluminyo sa mga sulok na brace at ang dalawang piraso ng tubing na kumonekta sa braso ng robot. Inirerekumenda ko ang paggamit ng mga washer upang madagdagan ang pamamahagi ng puwersa nang higit na pantay na gagawing mas matatag ang iyong tool at babaan din ang mga pagpapaubaya at taasan ang kawastuhan ng machining.

Mahalagang ihiwalay ang mainit na kawad mula sa istraktura ng tool upang magamit mo ang pagkakasunud-sunod ng mga bahagi na nakalarawan sa itaas upang magawa ito. Ang aking pamamaraan ay kasangkot sa pag-lasercutting ng mga plugs ng playwud, subalit maaari mo ring gamitin ang mga corks mula sa isang bote ng alak o anumang iba pang materyal na hindi pang-kondaktibo sa katulad na epekto. Ang mga plugs ay naglalaman ng isang bolt ng mata na may spring sa isang dulo at wing nut sa kabilang banda, ginagamit ito upang ma-secure ang mainit na wire sa lugar. Kapag gumagamit ng isang hot wire cutter lumalawak ang kawad kaya mahalaga na magkaroon ng isang spring upang higpitan ang maluwag na kawad. Ang mga cable para sa pagpapatakbo ng mainit na kawad ay maaaring maayos na nakalagay sa loob ng tubing ng aluminyo, kaya tiyaking itulak ang mga ito bago pa isama ang bolting ng tool.

Hakbang 5: Pagsubok

Para sa kawad na ginamit ko ang 0.25mm nichrome wire beacuse ng mataas na resistivity, maaari mong subukan ang iba pang mga wire tulad ng hindi kinakalawang na asero o Constantan. Upang subukan ang iyong hot wire cutter dapat mong ikabit ang iyong mga kable sa iyong supply ng kuryente, i-on ito at dahan-dahang i-up ang boltahe. Dapat mong maamoy ang pag-init ng kawad, kung tila sapat na mainit maaari kang gumamit ng isang piraso ng foam upang makita kung ito ay pumutok. Kung ito ay tapos na mahusay! Kung hindi subukang ayusin ang mga setting sa iyong power supply o isaalang-alang na subukan ang ibang kawad.

Hakbang 6: Toolpath

Ang ABB 1600 robot arm ay na-program sa Rhino kasama ang Grasshopper gamit ang plug-in na 'Robots' ni Vicente Soler. Pinapayagan ka ng plug-in na lumikha ng mga toolpath na maaaring mai-load sa hardware ng robot. Ang nilikha na iskrip ay tumatagal ng 2 mga kurba at hinahati ang mga puntos sa kurba at kumukuha ng mga linya sa pagitan ng mga puntong ito. Ang mga linya na nasa pagitan ay ang mga lugar kung saan dadaan ang mainit na kawad, ang mas mataas na paghahati sa mga puntos sa mga kurba ay lilikha ng isang mas mataas na katapatan ng ibabaw.

Hakbang 7: Machining

Matapos ma-export ang toolpath mula sa Grasshopper maaari naming i-upload ito sa braso ng robot gamit ang RobotStudio ng ABB (magkakaiba ito kung gumagamit ka ng ibang tatak ng robot arm). Habang pinaprograma ang toolpath nalaman na ang paggalaw ng pagpasok at exit sa at labas ng bula ay dapat na patayo sa ibabaw upang lumikha ng pantay na hiwa. Natagpuan din na ang bilis ng paggupit na 12mm bawat segundo na may 30 volts na nagpapatakbo ng temperatura ng wire ay lilikha ng isang makinis at pare-pareho na hiwa, subalit ang kombinasyong ito ng bilis at temperatura ng wire ay magpapalambing sa iba't ibang laki ng materyal.

Hakbang 8: Pagguhit (Opsyonal)

Maraming mga paggamit para sa tool na ito gayunpaman para sa mga layunin ng aking pag-aaral na ginagamit ko ang mga piraso ng foam bilang hulma, kaya narito ang isang ideya kung ano ang maaari mong gamitin ang tool na ito. Ang piraso ng bula ay ginamit bilang isang hulma upang lumikha ng isang panel mula sa dyipsum. Ang piraso ng foam na ito ay nakatali sa MDF at G-clamp, pagkatapos ang dyipsum ay ibinuhos sa hulma at iniwan upang matuyo. Pagkatapos ay i-demold ang panel at maaaring maiwan upang matuyo o ilagay sa isang oven upang matuyo nang mas mabilis. Ang panel ay maaaring lagyan ng pintura, gamutin o iwanang ganoon.