CNC ロボット工学と自動加工は、ここ数年で信じられないほど成長しました。 今日のロボット工学の成功に大きく貢献しているのは、ロボット工学が製造技術に組み込まれていることです。 最も著名なテクノロジーの XNUMX つは、 CNC加工.
通常、CNC 加工とロボット加工の役割は重複していますが、その境界線はますます曖昧になってきています。 ロボット工学の導入は、製造業界に信じられないほどのメリットをもたらします。 さらに、CNC 製造ロボットは産業用自動化ソリューションの主要プロバイダーとみなされています。
この記事では、CNC ロボット工学の概念を検討し、企業がこのイノベーションをどのように活用して成果を達成するかを詳しく説明します。 従来の方法と比較した CNC 製造ロボットのさまざまな利点について説明します。 さらに詳しく知りたい方は読み続けてください。
何が CNCロボティクス?
CNC ロボティクスとは、CNC 加工プロセスを支援するロボット プロセスを指します。 CNC ロボットは、機械加工のみを目的として設計された高度な機器です。 このような機器は、プログラムされたプロトコルに従って、さまざまなプロジェクトを独自に処理します。 ほとんどの場合、これらのロボットはオペレーターからの入力を必要としません。
CNC ロボティクスにより、製造における自動化の利点が増大し、さまざまな業界向けに高品質部品の大量生産と納品が保証されます。 これらの CNC マシンは、ロボットの実装から恩恵を受けるだけではありません。 CNC 加工アプリケーション ロボット部品の製造も手掛ける。
生産にCNC機械加工を選択する理由 ロボット部品?
カスタム ロボット アプリケーションにおける CNC 加工の経済的利点とは別に、ロボットの加工にこのプロセスを選択する重要な理由がいくつかあります。 それらには次のものが含まれます。
スピードアップ
CNC 加工により非常に短いリードタイムでコンポーネントを製造できることは新しいことではありません。 CNC マシンは、他の多くの製造プロセスに比べて比較的高速です。 その結果、さまざまなアプリケーション向けのカスタム ロボット部品を迅速に反復して納品できるようになります。 複雑さとサイズに応じて、CNC 機械加工では 1 ～ 3 日以内にロボット部品を作成できます。
寸法精度
CNC 機械加工では、仕様どおりにコンポーネントを作成することもできます。 製造精度はロボット工学において特に重要なニーズであり、高性能ロボットの開発には寸法精度が不可欠です。 CNC精密加工 最大 +/- 0.0002 インチの厳しい公差の部品を製造できます。 その結果、正確かつ再現可能な動きを備えたロボット コンポーネントを作成できるようになります。
材料の互換性
ロボット用 CNC 加工のもう XNUMX つの利点は、幅広い金属やプラスチックを加工できることです。 ロボット部品は安定して動き、物体を持ち上げて移送できなければなりません。 その結果、優れた強度対重量比を備えた、強くて硬い材料が必要となります。 CNC マシンはこれらの種類の材料を処理できるため、ロボット産業向けの CNC 部品の作成に最適です。
表面仕上げ
最後に、CNC 機械加工は、ロボットの端部部品の表面仕上げの制御にも影響を与えます。 相互作用するロボット部品は低摩擦である必要があり、CNC マシンは表面粗さが Ra 0.8 μm 以下の部品の作成に役立ちます。 この製造技術で作られた部品には追加の加工が施されることもあります 表面仕上げ作業 機能を向上させるため。
CNC加工 ロボット産業
前述したように、ロボット工学の実装と CNC 加工は重複しています。 製造プロセスではロボットの導入によるメリットが得られるため、ロボット アプリケーションに CNC 部品を使用できます。 ここでは両方の角度から見ていきます。
一般的なCNC ロボット部品 CNC機械加工で作られています
CNC ロボットアーム
これらは、人間の腕のように動作して操作を実行するデバイスの重要な部分です。 当初は自動化するように設計されていましたが、 ダイカストプロセス、現在、さまざまな業界で使用されている多くのデバイスで CNC ロボット アームを見つけることができます。 その用途は主に物体を移動させることであるため、その設計にはスチール、アルミニウム、特定のプラスチックなどの高強度材料が使用されます。
エンドエフェクタ
エンドエフェクタは、ロボットがさまざまなタスクを実行したり、複数のオブジェクトと対話したりできるようにするために、ロボット アームの端に取り付けられたデバイスです。 多くの場合、グリッパー、グラバー、吸引ポンプ、掃除機など、さまざまなデザインや機能があります。 ただし、デザインや機能に関係なく、CNC マシンで製造されています。
カスタム治具と治具
ほとんどのロボット操作にはカスタムが必要です 治具と固定具 ロボットがワークを作業するときに、ワークを所定の位置に保持するためです。 治具は、ワークピースを常に正確に配置するのにも役立ちます。 これらのコンポーネントはカスタム部品であり、CNC 加工はそれらを製造するための最もコスト効率の高い技術です。
センサーとコントローラー
ほとんどのロボットや自動化デバイスには、主要コンポーネントとしてセンサーとコントローラーが搭載されています。 これらのコンポーネントには、その動作に不可欠なプリント回路基板 (PCB) が含まれています。 化学エッチングは PCB の製造に使用される主な技術でしたが、CNC 機械加工ではプロセスに関連する課題が解消されます。 化学エッチングとは異なり、CNC 機械加工プロセスでは、有害な化学薬品を使用せずに、これらのコンポーネントを所定のサイズと形状に加工します。
CNC 加工で使用される一般的なロボット工学
多関節ロボット
これらは産業用に使用される最も一般的なタイプのロボットです。 これらには、一般に軸として知られる回転ジョイントが含まれています。 多関節ロボットには単純な２軸構造のものもあれば、１０軸以上の複雑な構造のものもあります。 これらのロボットのすべてのロボット軸は、そのようなロボットの独立した動作を保証する追加の自由度を提供します。
多関節ロボットの可動範囲と柔軟性の向上により、サイズに関係なくさまざまなワークのハンドリングに最適です。 これらのロボットの典型的な用途には次のようなものがあります。
- アーク溶接
- マテリアルハンドリング
- 部品の搬送と梱包
- アセンブリ
- マシンローディング
スカラロボット
選択的コンプライアンス多関節ロボット アーム (SCARA) は、高速かつ反復的な操作を処理できるように設計された XNUMX 軸ロボットです。 これらのロボットは人間の腕のように動作しますが、より高速かつ正確に動作します。 また、コンパクトな設置面積を備えているため、低いペイロードの処理に役立ちます。
その迅速性と効率性により、作業者の安全を確保しながらコストを削減し、生産性を向上させることができます。 スカラロボットは主に以下の用途に使用されます。
- 組立作業
- ピックアンドプレース
- 機械加工
- パッケージング
- 検査
デルタロボット
製造業の高速用途に使用されるパラレル型の産業用ロボットです。 名前の由来は、そのユニークな逆三角形の靴にあります。 多くの場合、これらは上部の作業エリア (通常は製品を生産ラインに移動させるコンベヤー) に取り付けられます。
このユニークな構成と機械設計により、デルタ ロボットは他のロボットに比べて大きな利点をもたらします。 デルタ ロボットの強みを利用する一般的なアプリケーションには次のものがあります。
- アセンブリ
- 分解
- パッケージング
- ピックアンドプレース
- 選別
ガントリーまたはデカルトロボット
これらのリニア産業用ロボットは、X、Y、Z デカルト座標系を使用して XNUMX 軸で動作します。 ガントリー ロボットは、構成が非常に柔軟であるため、人気のあるオプションです。 ロボットの精度、サイズ、速度、ストローク長を簡単に調整できます。
デカルトロボットはより大型で、より高い範囲と積載量を備えています。 したがって、平均よりも重いワークの作業に適しています。 そのアプリケーションには次のようなものがあります。
- アセンブリ
- 上げ下ろし
- マテリアルハンドリング
- ピックアンドプレイスシステム
- 締め付けとネジ締め
- パッケージング
- 切断 – レーザーとウォータージェット
CNC 加工にはロボットが一般的に使用されますか?
効率の向上やその他の利点を理由に、いくつかの企業が CNC ロボティクスの導入を続けています。 これらの利点には次のものが含まれます。
速い生産速度
ロボットは、一部の操作では人間よりも速い場合もありますが、他のプロセスでは遅くなる場合があります。 ただし、これらのマシンは非常に一貫性があります。 長時間同じ速度で掴み、積み込み、積み下ろしを行うことができます。
これまでは、熟練したオペレーターがいないと、生産プロセスに支障をきたすことがありました。 ただし、CNC ロボットはコンピューター プログラムを効率的に中断することなく作業できます。 これにより生産速度が向上し、製品がより早く市場に投入されるようになります。
高い製造精度
ロボットローダーは、あらゆるステップで正確な位置決めを保証するようにプログラムされています。 これには、ワークピースのピックアップ、CNC マシンへのロード、アンロード テーブルへの配置などが含まれます。ロボット アームは、ロードおよびアンロード操作中に +/-1 mm の精度に達します。
滑らかな表面仕上げ
機械に完璧なものを作るのは非常に困難です 表面粗さ。 ただし、CNC 加工はロボットと完璧に連携し、ワークピースとの最適な相互作用を生み出し、適切な表面仕上げを提供します。
複数のタスクを実行する
CNC ロボットでマルチタスクを実行できることも、メーカーが活用する大きな利点です。 CNC マシンがフライス加工、穴あけ、または旋盤加工を行っているとき、ロボット アームは他の作業を同時に行うことができます。 次の機械を搬入したり、すでに製造された製品を梱包したり、品質をチェックしたりすることもあります。
CNC マシンと CNC マシンの違い CNCロボティクス
実行できる操作とは別に、これら XNUMX つのテクノロジにはさまざまな品質とパフォーマンスの違いがあります。 XNUMX つの重要な機能を比較して、それらを分析してみましょう。
1。 精度
機械加工の精度は、機械の性能を決定するために使用される最も重要な特性の 0.1 つです。 ロボットの精度はここ数年で向上し、産業用ロボットの精度は 0.2 ～ XNUMX mm に達しています。
一方、ハイエンド CNC マシンは 0.02 mm ～ 0.05 mm の精度に達します。 スイスの旋盤の精度は最大 +/-0.0002 mm です。 ロボットの精度はキャリブレーションに依存することが多いため、ロボット業界では再現性を重視しています。
2.汎用性
ロボットの大きな利点は、汎用性が高まることです。 これらを使用すると、あるタスクから別のタスクに簡単に移動したり、さまざまなタスクを同時に実行したりできます。 CNC マシンはフライス加工、穴あけ、旋削などの特定のタスクを適切に実行できますが、CNC ロボットはこれらすべての操作を実行できます。
これらのロボットは、さまざまな複雑な経路に沿って移動することもできます。 CNC マシンには XNUMX または XNUMX の自由度があることが多く、これは通常、多くの機械加工操作に十分です。 ただし、かなり制限的なものになる可能性があります。 産業用ロボットは解決策を提供しており、中には XNUMX 自由度を超えるものもあります。 その結果、基本的に任意の形状を加工できます。
3.剛性
工作機械の剛性は精度に影響を与えることがよくあります。 剛性の低い工具は硬い材料に接触すると動く傾向があり、不正確な切断の原因となります。 ロボットの剛性は従来の CNC 工作機械よりも低く、その剛性は 1 マイクロメートルあたり 50 ニュートン未満です。 一方、CNC マシンの剛性は XNUMX ニュートン/マイクロメートルを超えます。
ロボット加工は、プラスチックや木材などの柔らかい材料を簡単に処理します。 鉄やアルミなどの材質にも対応できますが、モーターにガタが出る場合があります。 これにより、結果として得られるコンポーネントの精度が低下する可能性があります。
4。 作業領域
優れた作業スペースを備えた CNC マシンもありますが、多くの場合、CNC ロボットの作業スペースはさらに大きくなります。 中型の産業用ロボットの動作範囲は通常、最大 7 立方メートルです。 ロボットでは、外部軸を簡単に追加してワークスペースをさらに拡張することもできます。
5。 手頃な価格
ロボットと CNC マシンはどちらも高価になる場合があります。 ただし、ロボット工学には、汎用性と広い作業スペースという、これらの工作機械に比べて明確な利点がいくつかあります。 実質的にあらゆる形状、サイズ、複雑さのオブジェクトに対していくつかの操作を実行できます。 結果として、より少ないコストでより多くの価値を提供します。
ウィル CNCロボティクス CNC マシンを置き換えますか?
CNC 製造ロボットにはさまざまな製品がありますが、最新の CNC マシンの精度と速度にはまだ匹敵しません。 ロボットは汎用性が高く、さまざまな機能を実行するように適応できます。 ただし、CNC マシンは特定の種類のコンポーネントの製造に特化しています。
さらに、ロボットはまだ人間の速度と正確さに匹敵することはできません。 CNCフライス盤 機械とスイスの旋盤加工システム。 剛性や剛性が低いことも、硬い材料で達成できる精度の程度を低下させるため、大きな障害となることがわかります。
CNC ロボットの人気は高まり続けていますが、CNC ロボットが CNC マシンに完全に置き換わることは決してないことを認識しなければなりません。 しかし、現在ではいくつかの企業が両方のシステムを組み合わせて調和して動作し、生産性を向上させています。 ロボットが複雑な自動化タスクを処理する一方で、CNC マシンは反復的な加工タスクを実行します。
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CNC 加工は次の分野に最適な技術です。 カスタムロボットアプリケーション。 ただし、製造プロセスは製造会社の品質に応じて決まります。 したがって、資格のある技術者、エンジニア、CNC 機械オペレーターがいる信頼できる製造会社と協力する必要があります。 RapidDirect はこれらすべてを競争力のある料金で提供します。
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結論
CNC ロボティクスは製造業界における革新的なテクノロジーです。 CNC マシンはアプリケーションに合わせたロボットの製造に役立つため、CNC マシンとロボットを組み合わせることで、部品製造において優れた結果を達成することもできます。 両方のテクノロジーの利点と、それらのさまざまな違いと重複点について説明しました。
ロボット部品の作成には技術的な専門知識と経験が必要です。 したがって、最良の結果を得るには、信頼できる製造パートナーのサービスを受けることが重要です。 ロボット部品のコスト効率の高い CNC 加工については、今すぐ RapidDirect にお問い合わせください。
