A robótica CNC e a usinagem automatizada cresceram incrivelmente nos últimos anos. Um dos principais fatores que contribuem para o sucesso da robótica hoje é sua incorporação às tecnologias de fabricação. Uma das tecnologias mais proeminentes é usinagem CNC.
Embora os papéis da usinagem CNC e da usinagem robótica geralmente se sobreponham, as linhas estão cada vez mais confusas. A implementação da robótica oferece vantagens incríveis para a indústria de manufatura. Além disso, a robótica de fabricação CNC é vista como fornecedora líder de soluções automatizadas industriais.
Este artigo examina o conceito de robótica CNC, detalhando como as empresas utilizam essa inovação para alcançar resultados. Discutiremos as várias vantagens da robótica de fabricação CNC sobre os métodos convencionais. Leia para saber mais.
O que é Robótica CNC?
A robótica CNC refere-se a qualquer processo robótico que auxilie o processo de usinagem CNC. Um robô CNC é qualquer equipamento avançado projetado exclusivamente para fins de usinagem. Esses equipamentos cuidam de diferentes projetos por conta própria, seguindo protocolos programados. Na maioria dos casos, esses robôs não requerem nenhuma entrada de um operador.
A robótica CNC oferece maiores vantagens de automação na fabricação, garantindo produção em massa e entrega de peças de alta qualidade para vários setores. Essas máquinas CNC não se beneficiam apenas da implementação robótica; Aplicações de usinagem CNC também envolvem a fabricação de peças de robôs.
Por que escolher a usinagem CNC para produzir Peças Robóticas?
Além dos benefícios econômicos da usinagem CNC para aplicações robóticas personalizadas, existem várias razões cruciais para escolher esse processo para usinar um robô. Eles incluem o seguinte:
Maior velocidade
Não é novidade que a usinagem CNC pode produzir componentes com prazos de entrega muito curtos. As máquinas CNC são comparativamente mais rápidas do que muitos outros processos de fabricação. Como resultado, você pode ter certeza de iterações rápidas e entrega de peças robóticas personalizadas para várias aplicações. Dependendo da complexidade e tamanho, a usinagem CNC pode criar peças de robôs em 1 a 3 dias.
Precisão dimensional
A usinagem CNC também é capaz de criar componentes exatamente de acordo com as especificações. A precisão de fabricação é uma necessidade particularmente crítica em robótica, com precisão dimensional vital para o desenvolvimento de robôs de alto desempenho. Usinagem de precisão CNC pode produzir peças com tolerâncias apertadas de até +/- 0.0002 polegadas. Como resultado, ele pode criar componentes robóticos com movimentos precisos e repetíveis.
Compatibilidade de Material
Outra vantagem da usinagem CNC para robótica é a capacidade de trabalhar com uma ampla gama de metais e plásticos. As peças do robô devem ser capazes de se mover de forma constante e levantar e transferir objetos. Como resultado, eles exigem materiais fortes e rígidos com uma boa relação resistência-peso. Como as máquinas CNC podem trabalhar com esses tipos de materiais, é ideal para criar peças CNC para a indústria robótica.
Revestimento de superfície
Finalmente, a usinagem CNC também exerce controle sobre o acabamento da superfície das peças finais robóticas. As peças do robô que interagem devem ter baixo atrito e as máquinas CNC podem ajudar a criar componentes com uma rugosidade superficial de Ra 0.8 μm ou inferior. As peças feitas com esta técnica de fabricação também podem sofrer operações de acabamento de superfície para melhorar sua funcionalidade.
Usinagem CNC E a indústria de robótica
Como mencionado anteriormente, a implementação da robótica e da usinagem CNC se sobrepõem. Como o processo de fabricação se beneficia da implementação robótica, você pode usar peças CNC para aplicações robóticas. Aqui, veremos os dois ângulos.
CNC Comum Peças Robóticas Feito com Usinagem CNC
CNC Braço robótico
Essas são as partes vitais de dispositivos que funcionam como o braço humano para realizar operações. Embora tenha sido inicialmente projetado para automatizar o processo de fundição sob pressão, agora você pode encontrar um braço de robô CNC em muitos dispositivos usados em diferentes indústrias. Como sua aplicação é principalmente mover objetos, seus projetos envolvem materiais de alta resistência, como aço, alumínio e plásticos específicos.
Efetor final
Os efetores finais são dispositivos conectados ao final dos braços robóticos para ajudar o robô a executar várias tarefas e interagir com vários objetos. Eles geralmente têm designs e funções diferentes, incluindo garras, agarradores, bombas de sucção e aspiradores. No entanto, eles são produzidos com máquinas CNC, independentemente de seus designs e funcionalidades.
Gabaritos e acessórios personalizados
A maioria das operações do robô requer personalização gabaritos e acessórios porque eles seguram as peças de trabalho em lugares enquanto os robôs trabalham nelas. As fixações também ajudam a localizar as peças de trabalho com precisão todas as vezes. Esses componentes são peças personalizadas e a usinagem CNC é a tecnologia mais econômica para fabricá-los.
Sensores e controladores
A maioria dos robôs e dispositivos de automação tem sensores e controladores como seus principais componentes. Esses componentes contêm placas de circuito impresso (PCBs) que são essenciais para suas operações. Embora a corrosão química tenha sido a principal técnica usada na fabricação de PCBs, a usinagem CNC elimina os desafios associados ao processo. Ao contrário da corrosão química, o processo de usinagem CNC fabrica esses componentes em tamanho e formato sem o uso de produtos químicos nocivos.
Robótica comum usada em usinagem CNC
Robôs Articulados
Estes são os tipos mais comuns de robôs usados industrialmente. Eles contêm juntas rotativas comumente conhecidas como eixos. Alguns robôs articulados são estruturas simples de dois eixos, enquanto outros são estruturas complexas com 10 ou mais eixos. Todos os eixos robóticos nesses robôs oferecem graus adicionais de liberdade para garantir movimentos independentes de tais robôs.
A maior amplitude de movimento e flexibilidade dos robôs articulados os tornam ideais para o manuseio de várias peças de trabalho, independentemente do tamanho. Algumas das aplicações típicas desses robôs incluem:
- Soldagem a arco
- Manuseio de materiais
- Transferência e embalagem de peças
- Montagem
- Carregamento da máquina
Robôs SCARA
O braço robótico articulado de conformidade seletiva (SCARA) é um robô de quatro eixos projetado para lidar com operações repetitivas e de alta velocidade. Esses robôs funcionam como braços humanos, mas com maior velocidade e precisão. Eles também oferecem pegadas compactas para ajudá-los a lidar com cargas baixas.
Sua rapidez e eficiência ajudam a reduzir custos e melhorar a produtividade, garantindo a segurança dos trabalhadores. Os robôs SCARA são usados principalmente para:
- Operações de montagem
- Escolha e coloque
- Usinagem
- Embalagens
- Vistorias
robôs delta
Estes são robôs industriais do tipo paralelo usados em aplicações de alta velocidade na indústria de manufatura. Seu nome vem de seus sapatos triangulares invertidos exclusivos. Eles geralmente são montados nas áreas de trabalho superiores, que geralmente são transportadores que movem os produtos pelas linhas de produção.
Esta configuração única e design mecânico dão aos robôs delta vantagens significativas sobre outros robôs. Aplicações comuns que usam a força dos robôs delta incluem:
- Montagem
- desmontagem
- Embalagens
- Escolha e coloque
- Classificação
Robôs pórticos ou cartesianos
Esses robôs industriais lineares trabalham em três eixos usando o sistema de coordenadas cartesianas X, Y e Z. Os robôs Gantry são opções populares porque suas configurações são altamente flexíveis. Você pode ajustar facilmente a precisão, tamanho, velocidade e comprimento do curso do robô.
Os robôs cartesianos são maiores, com maior alcance e carga útil. Portanto, eles são adequados para trabalhar com peças de trabalho mais pesadas que a média. Algumas de suas aplicações incluem:
- Montagem
- Carga e descarga
- Manuseio de materiais
- Sistemas pick and place
- Fixação e aparafusamento
- Embalagens
- Corte – Laser e Jato de Água
A robótica é comumente usada para usinagem CNC?
Várias empresas continuam implementando a robótica CNC devido ao seu aumento de eficiência e outros benefícios. Esses benefícios incluem:
Velocidade de produção rápida
Os robôs podem ser mais rápidos que os humanos em algumas operações, mas mais lentos em outros processos. No entanto, essas máquinas são altamente consistentes. Eles podem pegar, carregar e descarregar na mesma velocidade por um longo tempo.
Antigamente, a ausência de um operador especializado pode atrapalhar o processo de produção. No entanto, um robô CNC pode trabalhar de forma eficiente e ininterrupta em programas de computador. Isso acelera a velocidade de produção, garantindo que os produtos cheguem ao mercado mais rapidamente.
Alta Precisão de Fabricação
Os carregadores robóticos são programados para garantir um posicionamento preciso em cada etapa. Isso inclui pegar a peça de trabalho, carregá-la na máquina CNC, colocá-la na mesa de descarga, etc. Um braço robótico pode atingir precisão de +/-1 mm durante as operações de carga e descarga.
Acabamento de superfície lisa
É muito difícil conseguir máquinas para criar o perfeito rigidez da superfície. No entanto, a usinagem CNC funciona perfeitamente com robôs para criar as melhores interações com as peças de trabalho e fornecer acabamentos de superfície apropriados.
Executar Múltiplas Tarefas
A capacidade de multitarefa com robôs CNC é outra grande vantagem que os fabricantes aproveitam. Como as máquinas CNC estão fresando, furando ou torneando, os braços robóticos podem fazer outras operações ao mesmo tempo. Pode ser carregar a próxima máquina, embalar os produtos já fabricados ou verificar sua qualidade.
Diferenças entre máquinas CNC e Robótica CNC
Além das operações que podem realizar, essas duas tecnologias têm várias diferenças de qualidade e desempenho. Vamos dividi-los comparando cinco características vitais:
1. Precisão
A precisão ou exatidão da usinagem é uma das principais propriedades usadas para determinar o desempenho de qualquer máquina. A precisão dos robôs melhorou nos últimos anos, com robôs industriais atingindo precisão entre 0.1 e 0.2 mm.
Por outro lado, as máquinas CNC de ponta podem atingir uma precisão entre 0.02 mm e 0.05 mm. Os tornos suíços têm uma precisão de até +/-0.0002 mm. Como a precisão dos robôs geralmente depende da calibração, a indústria de robótica se concentra mais na repetibilidade.
2. Versatilidade
Uma grande vantagem dos robôs é sua maior versatilidade. Eles permitem que você se mova facilmente de uma tarefa para outra e execute várias tarefas simultaneamente. Enquanto as máquinas CNC podem executar adequadamente tarefas específicas como fresamento, furação, torneamento, etc., a robótica CNC pode realizar todas essas operações.
Esses robôs também podem se mover por diferentes caminhos complexos. As máquinas CNC geralmente têm três ou quatro graus de liberdade, o que geralmente é suficiente para muitas operações de usinagem. No entanto, pode ser bastante restritivo. Os robôs industriais fornecem uma saída, alguns com mais de seis graus de liberdade. Como resultado, você pode usinar basicamente qualquer formato que desejar.
3. Rigidez
A rigidez das máquinas-ferramentas geralmente influencia sua precisão. Ferramentas com baixa rigidez tendem a se mover quando encontram materiais duros, causando cortes imprecisos. Os robôs têm menor rigidez do que as máquinas-ferramenta CNC tradicionais, com rigidez inferior a 1 Newton por micrômetro. Por outro lado, as máquinas CNC têm uma rigidez de mais de 50 Newtons por micrômetro.
A usinagem robótica lida facilmente com materiais mais macios, como plástico e madeira. Embora possa lidar com materiais como aço e alumínio, pode haver uma folga nos motores. Isso pode diminuir a precisão do componente resultante.
4. Workspace
Embora existam máquinas CNC com áreas de trabalho impressionantes, os robôs CNC geralmente têm áreas de trabalho maiores. Robôs industriais de médio porte normalmente têm envelopes de trabalho de até 7 metros cúbicos. Os robôs também permitem a adição fácil de um eixo externo para ampliar ainda mais seus espaços de trabalho.
5. Acessibilidade
Ambos os robôs e máquinas CNC podem ser caros. No entanto, a robótica tem algumas vantagens distintas sobre essas máquinas-ferramentas - sua versatilidade e grande espaço de trabalho. Eles podem realizar várias operações em objetos de praticamente qualquer forma, tamanho e complexidade. Como resultado, eles oferecem mais valor por um custo menor.
Vontade Robótica CNC Substituir máquinas CNC?
Apesar das várias ofertas de robótica de fabricação CNC, elas ainda não conseguem igualar a precisão e a velocidade das modernas máquinas CNC. Os robôs são altamente versáteis e podem ser adaptados para desempenhar diversas funções. No entanto, as máquinas CNC são mais especializadas na fabricação de tipos específicos de componentes.
Além disso, os robôs ainda não conseguem igualar a velocidade e a precisão de Fresagem CNC máquinas e sistemas de usinagem de torno suíço. Sua baixa rigidez ou rigidez também prova ser um grande revés, pois diminui o grau de precisão que podem alcançar com materiais duros.
Embora continuem a crescer em popularidade, devemos reconhecer que a robótica CNC pode nunca substituir completamente as máquinas CNC. No entanto, várias empresas agora combinam os dois sistemas para trabalhar em harmonia e melhorar a produtividade. Enquanto os robôs lidam com tarefas complexas de automação, as máquinas CNC realizam tarefas repetitivas de usinagem.
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Conclusão
A robótica CNC é uma tecnologia inovadora na indústria de manufatura. Como as máquinas CNC ajudam a fabricar robôs para suas aplicações, a combinação de máquinas CNC e robôs também ajuda a alcançar excelentes resultados na fabricação de peças. Discutimos as vantagens de ambas as tecnologias e suas várias diferenças e sobreposições.
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