Kaip įbrėžimams atsparus kietas lakas prailgina robotinių įrankių keitiklių eksploatavimo laiką?

Didelės spartos automobilių taškinio suvirinimo, aviacijos ir kosmoso kniedijimo, CNC staklių priežiūros ir elektronikos švariose patalpose automatizuoti robotų įrankių keitikliai (ATC) sudaro svarbiausią mechaninę jungtį tarp 6 ašių šarnyrinių svirčių ir dinaminio svirties galo įrankių (EOAT). Kas savaitę atliekant tūkstančius įrankių keitimo ciklų, įrankių keitikliai turi prijungti ir užrakinti sunkius suvirinimo pistoletus, pneumatinius griebtuvus, lazerinio pjovimo galvutes ir tikrinimo kameras per mažiau nei dvi sekundes, o padėties pakartojamumas mažesnis nei milimetras.

Tačiau greitas nenutrūkstamas prijungimas sukuria nepalankią tribologinę aplinką sujungimo pagrindo ir įrankių plokštėse: frikcinis įbrėžimas, nesuderinamumas ir abrazyvinis metalas.

Didelės spartos prijungimo metu dėl nedidelių nesutapimų lokatoriaus kaiščiai, pneumatinio kolektoriaus paviršiai ir išlygiavimo kreiptuvo gaubtai slysta į sunkųjį metalą ant metalo. Tradicinis medžiagų pasirinkimas kelia didelių gamybos kliūčių:

Įrankinio plieno arba nikeliuoto plieno keitikliai yra itin sunkūs. Pridėjus kilogramų dedvego tiesiai ant roboto riešo, labai nukenčia rankos naudingoji apkrova, padidėja servovariklio kaitinimas ir ribojamas pagreitis atliekant greitus judesius.

Aliuminio plokštėms, pagamintoms iš neapdoroto paviršiaus, trūksta paviršiaus kietumo. Esant pasikartojančiai prijungimo trinčiai, akimirksniu išryškėja aliuminio tulžiai ir įplyšimai, paliekant šiurkščius įdubimus ir aliuminio perdavimo dribsnius, kurie neteisingai išlygina tikslius elektros signalo kaiščius ir išpučia pneumatinius sandarinimo žiedus.

Įprastas paketinis anodavimas yra trapus ir mikroporėtas. Esant lokaliniam prijungimo smūgiui ir smūgiui į kraštą, kietai anoduoti sluoksniai suskaidomi išilgai aštrių kampų nuožulnų, išliedami mikroskopinius abrazyvinius keraminius grūdelius į vidinius rutulinio fiksavimo mechanizmus ir pneumatinius slydimo cilindrus.

Įbrėžimams atsparus kietai lakuotas aliuminis – didelio stiprumo, darbui grūdinto struktūrinio aliuminio lydinio šerdys (pvz., 5052-H32, 5754-H22 arba 6061-T6) derinamos su gamykloje pritaikytais, keramika užpiltais nanokompozitiniais kietaisiais lakais – tai patvirtintas inžinerinis sprendimas. Sukurta siekiant didelio paviršiaus kietumo, įmontuoto sauso slydimo tepimo ir atsparumo smūgiams, ši medžiaga stabdo sujungimą, pašalina kietųjų dalelių išsiliejimą, pagreitina įrankių keitimo ciklus ir sumažina svirties galo dedvorį daugiau nei 60 %, palyginti su plieniniais mazgais.

Struktūriniai aliuminio lydiniai, skirti didelės apkrovos įrankių keitėjams

Greitai pritvirtinamoms įrankių keitimo plokštėms reikalingas didelis mechaninis takumo stiprumas, matmenų lygiagretumas ir minimali fizinė masė:

Didelio našumo 5000/6000 serijos konstrukciniai substratai: naudojant 5052-H32, 5754 arba 6061 konstrukcines plokštes, užtikrinamas didelis takumo stiprumas (nuo 190 MPa iki 275 MPa), kad būtų galima atlaikyti nuolatines pneumatinio fiksavimo grąžulo traukimo jėgas ir staigius plokštės smūgius be avarinio sustojimo.

Riešo ašies inercija: kiekvienas papildomas kilogramas, uždėtas ant roboto įrankio flanšo, eksponentiškai padidina riešo guolių patiriamą lenkimo momentą. Esant maždaug trečdaliui plieno tankio (2,70 g/cm³ palyginti su 7,85 g/cm³), lengvi aliuminio įrankių keitiklio korpusai sumažina dinaminį inercijos momentą, todėl galima ryškesnius krypties pokyčius, greitesnį ciklo laiką ir mažesnį roboto rankų pavarų dėžių mechaninį nusidėvėjimą.

Matmenų lygiagretumas veikiant dinaminiam sukimui: didelio grynumo konstrukcinis aliuminis išlaiko plokščių plokštumą kintant darbinei temperatūrai, užkertant kelią veido deformacijai, dėl kurios atsiranda pneumatinių prievadų nesutapimas arba oro nuotėkis tarp pritvirtintų įrankio pusių.

Nanokeramika sustiprinta kieto lako architektūra

Standartiniai pramoniniai dažai suminkštėja ir braižosi dėl metalo slydimo trinties. Gamykloje naudojami kietieji lakai naudoja inžinerines paviršiaus nanotechnologijas:

Neorganinis-keraminis nano-sustiprinimas: skystas lakas yra labai apkrautas submikronų silicio dioksido, aliuminio oksido arba polisilazano keramikos dalelėmis. Kietėjant šios mikrodalelės sudaro tankų, deimantinio kieto paviršiaus sluoksnį, kuris atsparus abrazyviniams įbrėžimams, įrankių stovo slydimui ir ore sklindantiems suvirinimo taškams.

Integruoti sausos plėvelės kietieji tepalai: Mikrovaškas ir PTFE slydimo priedai, įterpti tiesiai į sukietėjusį laką, sumažina paviršiaus trinties koeficientą. Tai užtikrina įmontuotą sausą tepimą, kuris leidžia mechaninėms kreipiančioms įvorėms ir išlygiavimo kūgiams sklandžiai slysti į vietą, nereikalaujant lipnaus išorinio tepalo, kuris pritraukia dirbtuvių smėlis.

Techninis patvirtinimas ir praktinis atlikimas

Suvereni automatizavimo vizija ir B2B komercinis atsipirkimas

DUK

1 klausimas: kodėl plikas aliuminis netinka robotų įrankių keitiklio kreipiamiesiems paviršiams?

Ats.: plikas aliuminis turi natūralų polinkį į tulžį ir mikrosuvirinimą, kai yra veikiamas didelės slydimo trinties į plieną ar kitą aliuminio paviršių. Esant automatiniam prijungimo poslinkiui, aliuminis lengvai plyšta, susidaro šiurkščios nuolaužos, kurios neleidžia tinkamai užsifiksuoti, ir susidaro metaliniai dribsniai, kurie užteršia vidinius elektros ir pneumatinius prievadus.

2 klausimas: kuo kietai lakuotas aliuminis skiriasi nuo įprasto kieto anodavimo ant įrankių keitiklių?

A: Nors kietas anodavimas užtikrina gerą paviršiaus kietumą, jis savaime yra trapus ir linkęs įskilti išilgai aštrių kampų nuožulnų ir varžtų skylių kraštų mechaninio poveikio metu. Šie susmulkinti oksido dribsniai veikia kaip abrazyvinis smėlis fiksavimo mechanizmų viduje. Kietajame lake yra elastomeriškai grūdinta polimerinė matrica, kuri atspari smūgiams ir užtikrina įmontuotą slydimą.

3 klausimas: ar įrankių keitiklio svorio sumažinimas tikrai pagerina roboto veikimą?

A: Taip. Įrankių keitiklis yra pačiame roboto rankos gale (6 ašis). Bet koks perteklinis svoris šiuo metu sukuria didelį riešo variklių ir reduktorių inercinį momentą. Pjovimo įrankio keitiklio masė 65 % sumažina variklio srovės suvartojimą, leidžia didesnį svirties pagreitį, apsaugo nuo terminio išjungimo ir išsaugo vardinę roboto naudingąją apkrovą faktiniams ruošiniams.

4 klausimas: ar CNC apdirbimas ir gręžimas nuplėš iš anksto užteptą kietąjį laką?

A: Ne, su sąlyga, kad nurodyta gamykloje padengta žaliava su kovalentine nanokeramikos išankstiniu apdorojimu. Didelės spartos CNC frezavimas, gręžimas ir sriegio pjovimas švariai per dangą ir metalą kartu palieka traškius, nesubraižytus kraštus be kraštų pleiskanojimo ar dažų dilimo.

5 klausimas: ar kietas lakas gali atlaikyti karštas kibirkštis ir pjovimo aušinimo skysčius pramoninėse ląstelėse?

A: Taip. Kryžminė polimero keramikos matrica sukurta atšiaurioms pramonės aplinkoms. Jis apsaugo nuo karšto suvirinimo šlako prilipimo prie korpuso ir yra atsparus nuolatiniam vandenyje tirpių mašinų pjovimo alyvų, sintetinių tepalų ir pramoninio valymo riebalų šalinimo priemonių poveikiui.

Išvada

Norėdami sėkmingai integruoti įbrėžimams atsparų kietai lakuotą aliuminį į robotų įrankių keitiklio konstrukcijas:

Nurodykite sertifikuotą konstrukcinę 5052-H32, 5754 arba 6061 plokštę: užtikrinkite, kad pirkimo sutartyse būtų reikalaujama sertifikuotų frezavimo bandymų ataskaitų, patvirtinančių vienodas tempimo ir našumo savybes, su įtempimu išlygintu plokštumu, kad būtų užtikrintas griežtas matmenų nuokrypis penkių ašių CNC apdirbimo metu.

Privalomas nanokeramikos kietumas (≥ 5H) ir mažos trinties formulės: Užtikrinkite, kad lako specifikacijos neorganinės keramikos sutvirtinimas būtų sertifikuotas pagal ASTM D3363 pieštuko kietumą ≥ 5H su integruotais sauso slydimo priedais, griežtai vengiant minkštos bendrosios paskirties dekoratyvinės dangos.

Užfiksuokite 1 000 000 ciklų dėvėjimosi dėvėjimo patikrinimą: reikalauti, kad tiekėjai pateiktų laboratorinių tyrimų duomenis, patvirtinančius, kad po milijono slydimo kontakto dilimo ciklų danga nėra plėvelės plyšimo ir kraštų pleiskanojimas.