ロボット加工

CNC マシンのロボットコンポーネントを選ぶ理由

CNC 機械加工は、非常に短いリードタイムで部品を生産できます。 2023 年には、3D モデルの準備が整うとほぼすぐに、CNC マシンを使用してコンポーネントの作成を開始できるようになります。 これにより、プロトタイプの迅速な反復と、特殊用途向けのカスタム CNC ロボット部品の迅速な納品が可能になります。

CNC 加工のもう 1 つの強みは、仕様どおりに部品を作成できることです。 この製造精度はロボット部品にとって特に重要であり、高性能ロボットを構築するには寸法精度が鍵となります。 精密 CNC 機械加工では、公差を +/- 0.0002 インチまで厳密に保つことができ、このように厳密に作られた部品により、ロボットがよく知られ評価されている正確で再現性のある動作が可能になります。 ロボット部品設計の複雑さに関係なく、CNC 加工によってもたらされる厳しい公差の恩恵を受けることができます。

ロボット産業向けのコンポーネントを製造するために CNC 加工を使用するもう 1 つの理由は、表面仕上げです。 相互作用する部品は低摩擦である必要があり、精密 CNC 機械加工により、Ra 0.8 μm という低い表面粗さの部品を製造できます。また、研磨などの後処理操作を使用すると、さらに低い表面粗さの部品を製造できます。 比較のために、ダイカスト (仕上げプロセス前) では一般に 5 μm に近い表面粗さが生成されますが、金属 3D プリントではさらに粗い仕上げが生成されます。

最後に、ロボット工学で使用される材料の種類は、CNC 加工に適した候補です。 ロボットは安定した動きと物体を持ち上げることができる必要があり、そのためには強くて硬い素材が必要です。 これらの特性は、以下の材料セクションで概説するように、特定の金属とプラスチックを使用することで最もよく実現されます。 さらに、ロボットはカスタム目的または少量で製造されることが多いため、ロボット コンポーネントには CNC 加工が自然な選択肢となります。

ロボット工学に最適な CNC 機械加工部品

1. 構造コンポーネント

多くの種類のロボットには、頑丈で硬く、強力な構造コンポーネントが必要です。 これらのコンポーネントは多くの場合、スチール、アルミニウム、さらにはプラスチックで作られており、そのすべてが CNC 加工に適しています。 さらに、ロボットアセンブリをサポートする構造コンポーネントは複雑な形状であることが多く、CNC 加工は複雑な設計の製造に特に優れています。

CNC 加工が必要なロボット構造コンポーネントの種類には、肩関節、肘関節、手首関節、ギア、ベアリング、ハウジング部品、および特殊な留め具やブラケットなどのその他の小さなコンポーネントが含まれます。

2. 歯車

ギアは、車軸間の回転力の伝達やモーターの速度の低下に使用される重要な構造コンポーネントでもあります。 また、機械的な利点も提供します。 (キネティクスのコースを覚えていますか? Gears はとても楽しかったです!)

歯車の形状は複雑なため、CNC 加工または歯車ホブ加工のいずれかに適しています。 ホブ加工は、金属および非金属材料から歯車を切断するための特別な CNC 機械加工プロセスです。

3. モジュール式ツール

モジュール式ツールについて聞いたことも、それを使用してロボットを構築したこともない場合は、チャンスを逃していることになります。 モジュール式ツールは、ロボット アームの端にある共通の機械加工された接続に適合する一連の共通の構成ブロックで組み立てられます。 これにより、ツールを素早く簡単に切り替えることができます (ツールチェンジャーを備えた多くの CNC マシンと同様)。

私はモジュラー ツールを、指で握るツールから真空カップに素早く切り替えることができるモジュラー ツール システムなど、考えているものを素早く簡単に組み立てることができるレゴ セットのようなものだと考えています。 独自のモジュラー ツール セットを設計し、設計されたモジュラー ツール コンポーネントを CNC 加工することは、最高の品質と精度を確実に得るための最適な選択です。

4. アーム端ツール/エンドエフェクター

広い意味では、操作ロボットが利用するすべてのツールは、エンド オブ アーム ツール (EOAT) またはエンド エフェクターと呼ばれます。 これらのコンポーネントはロボット アームと周囲環境の間のインターフェイスであり、ロボットが実行するように設計された作業を実行します。 EOAT はロボットの「手首」に取り付けられ、電気機械式でも機械式でも、すべて CNC 加工の理想的な候補です。 EOAT の種類と CNC 加工 EOAT の詳細については、ここをクリックしてください。

5. 組立トレイおよびその他のカスタム治具

CNC 加工は、高精度かつ高品質のカスタム製造部品を製造するために最適化されています。 ほとんどのロボット操作には、組み立てトレイなどのカスタムの治具や固定具が必要です。 たとえば、ロボットが作業している間、部品を所定の位置に保持するための固定具が必要になる場合があります。 また、治具を使用して部品を毎回正確に配置することもできます。これは、多くの場合、ロボットが部品を持ち上げたり、置いたりするときに必要になります。

治具は 1 回限りのカスタム部品であることが多いため、CNC 加工は治具に最適です。 リードタイムは短く、治具はストック材料 (多くの場合アルミニウム) から簡単に CNC 加工されます。

6. ロボットシステムモーターコンポーネント

すべてのロボットには、アームと関節の動きを駆動するモーターが必要です。 モーター自体には多くの可動部品があり、それらの部品の多くは CNC 加工できます。 一般に、モーターには、電源用の何らかの機械加工された筐体と、モーターをロボット アームに取り付けるための機械加工されたブラケットが備わっています。 ベアリングやシャフトも CNC 加工されることがよくあります。 シャフトは旋盤で加工して直径を小さくすることも、フライスで加工してキーやスロットなどの機能を追加することもできます。 最後に、モーターの動きをジョイントやロボットの他の部分に伝達するためのギアは、フライス加工、EDM、またはギアホブ加工によって CNC 加工できます。

CNC 加工がロボット業界にとって不可欠な製造プロセスである理由がわかりました。 幅広い材料を非常に厳しい公差で CNC 加工することができ、ロボットが必要な正確な動作を確実に実行できるようになります。 また、CNC プロセスを使用すると、部品を迅速に入手できます。これは、カスタムの 1 回限りの CNC ロボット部品と大規模な構築の両方にとって重要です。

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