Hoje em dia, os robôs parecem estar em toda parte - em filmes, aeroportos, produção de alimentos e até mesmo trabalham em fábricas que fazem outros robôs. Os robôs têm muitas funções e usos diferentes e, à medida que sua fabricação se torna mais fácil e barata, eles estão se tornando cada vez mais comuns na indústria. Conforme a demanda por robótica aumenta, os fabricantes de robôs precisam acompanhar, e um método básico de fabricação de peças de robôs é a usinagem CNC. Este artigo aprenderá mais sobre as peças padrão dos robôs e por que a usinagem CNC é tão importante para a fabricação de robôs.
A usinagem CNC é feita sob medida para robôs
Em primeiro lugar, a usinagem CNC pode produzir peças com prazos de entrega extremamente rápidos. Quase depois de preparar o modelo 3D, você pode começar a usar máquinas CNC para fazer componentes. Isso permite a iteração rápida de protótipos e a entrega rápida de peças robóticas personalizadas para aplicações profissionais.
Outra vantagem da usinagem CNC é que ela pode fabricar peças que atendam às especificações com precisão. Essa precisão de fabricação é especialmente importante para a robótica, porque a precisão dimensional é a chave para a fabricação de robôs de alto desempenho. A usinagem CNC de precisão pode manter as tolerâncias de +/- 0,0002 polegadas, e esta parte permite que o robô execute movimentos precisos e repetíveis.
O acabamento da superfície é outra razão para usar a usinagem CNC para produzir peças robóticas. As partes interativas precisam ter baixo atrito. A usinagem CNC de precisão pode produzir peças com rugosidade superficial tão baixa quanto Ra 0,8 ¼ m, ou ainda menor após operações de acabamento, como polimento. Em contraste, a fundição sob pressão (antes de qualquer acabamento) geralmente produz uma rugosidade superficial próxima a 5 μm. A impressão 3D em metal produzirá um acabamento de superfície mais áspero.
Por fim, o tipo de material utilizado pelo robô é o material ideal para usinagem CNC. Os robôs precisam ser capazes de mover e levantar objetos de forma constante e precisam de materiais fortes e duros. Estas propriedades necessárias são melhor alcançadas processando certos metais e plásticos. Além disso, os robôs são frequentemente usados para fabricação de pequenos lotes ou personalizados, o que torna a usinagem CNC uma escolha natural para peças de robôs.
Tipos de peças de robô fabricadas por usinagem CNC
Com tantas funções possíveis, muitos tipos diferentes de robôs evoluíram. Existem vários tipos principais de robôs comumente usados. O único braço de um robô articulado tem várias articulações, que muitas pessoas já viram. Há também um robô SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm), que pode mover coisas entre dois planos paralelos. O SCARA tem uma rigidez vertical elevada porque o seu movimento é horizontal. As articulações do robô Delta estão localizadas na parte inferior, o que mantém os braços leves e capazes de se moverem rapidamente. Finalmente, robôs pórticos ou cartesianos têm atuadores lineares que se movem 90 graus entre si. Cada um desses robôs tem uma estrutura e aplicações diferentes, mas geralmente há cinco componentes principais que compõem o robô.
Existem principalmente vários tipos de robôs comumente usados. O único braço de um robô articulado tem várias articulações, que muitas pessoas já viram. Há também um robô SCARA (Selective Compliant Joint Robot Arm) que pode mover objetos entre dois planos paralelos. O SCARA tem uma rigidez vertical elevada porque o seu movimento é horizontal. As articulações do robô delta estão localizadas na base, o que mantém os braços leves e capazes de se mover rapidamente. Finalmente, robôs pórticos ou cartesianos têm atuadores lineares que se movem 90 graus entre si. Cada um desses robôs tem uma estrutura e aplicações diferentes, mas geralmente tem 5 componentes principais:
1. Braço robótico
Os braços do robô são muito diferentes em forma e função, então muitas partes diferentes são usadas. No entanto, eles têm uma coisa em comum, ou seja, podem mover ou manipular objetos - isso não é diferente de um braço humano! As diferentes partes do braço do robô recebem até mesmo o nome de nossas próprias partes: as articulações do ombro, cotovelo e punho giram e controlam o movimento de cada parte.
2. Efetora final
O efetor final é um acessório conectado à extremidade do braço do robô. O efetor final permite que você personalize as funções do robô de acordo com diferentes operações sem ter que construir um novo robô. Eles podem ser pinças, agarradores, aspiradores de pó ou ventosas. Esses efetores finais são geralmente peças usinadas CNC feitas de metal (geralmente alumínio). Um dos componentes está permanentemente conectado à extremidade do braço do robô. A pinça real, a ventosa ou outro efetor final é combinado a este conjunto para que possa ser controlado pelo braço do robô. Esta configuração com dois componentes diferentes torna mais fácil substituir diferentes efetores finais, para que o robô possa ser adaptado a diferentes aplicações. Você pode ver isso na imagem abaixo. O disco inferior será aparafusado ao braço do robô, permitindo que você conecte a mangueira que opera a ventosa ao dispositivo de fornecimento de ar do robô. Os discos superior e inferior são exemplos de peças usinadas CNC.
(O efetor final envolve muitas peças de usinagem CNC)
3. Motor
Todo robô precisa de um motor para impulsionar o movimento dos braços e articulações. O motor em si possui muitas peças móveis, muitas das quais podem ser processadas por CNC. De modo geral, o motor usa algum tipo de carcaça usinada como fonte de energia e um suporte usinado que o conecta ao braço robótico. Os rolamentos e eixos também são usualmente usinados em CNC. O eixo pode ser usinado em um torno para reduzir o diâmetro, ou pode ser usinado em uma fresadora para adicionar recursos como chavetas ou ranhuras. Finalmente, fresamento, EDM ou fresagem de engrenagem podem ser usados para transferir o movimento do motor para as juntas do robô ou outras engrenagens.
4. Controlador
O controlador é basicamente o cérebro do robô, que controla o movimento preciso do robô. Como o computador do robô, ele aceita a entrada do sensor e modifica o programa que controla a saída. Isso requer uma placa de circuito impresso (PCB) para abrigar os componentes eletrônicos. Antes de adicionar componentes eletrônicos, o PCB pode ser processado por CNC para atingir o tamanho e a forma necessários.
5. Sensor
Conforme mencionado acima, o sensor recebe informações sobre o ambiente ao redor do robô e as envia de volta para o controlador do robô. O sensor também precisa de um PCB, que pode ser processado por CNC. Às vezes, esses sensores também são instalados em caixas usinadas CNC.
6. Dispositivos elétricos personalizados e dispositivos fixos.
Embora não faça parte do próprio robô, a maioria das operações do robô requer acessórios personalizados e dispositivos fixos. Quando o robô está trabalhando na peça, pode ser necessário um acessório para fixá-la. Você também pode usar acessórios para posicionar peças com precisão, o que geralmente é necessário para os robôs recolherem ou pousarem as peças. Como geralmente são peças personalizadas únicas, a usinagem CNC é muito adequada para acessórios.
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