Robot hình người đang di chuyển từ phòng thí nghiệm đến thực tế công nghiệp, và đằng sau mỗi hành động thuyết trình hấp dẫn, có một thách thức về phần cứng đòi hỏi khắt khe như phần mềm điều khiển nó. Khi các nhà phát triển thúc đẩy sản xuất hàng loạt, làm thế nào để sản xuất hàng ngàn thành phần nhẹ, chính xác và bền một cách kinh tế bắt đầu trở nên quan trọng. ENGEL đã làm việc trong nhiều thập kỷ để hỗ trợ xử lý và tạo hình nhựa có độ chính xác cao trong các lĩnh vực điện tử, ô tô và công nghệ truyền động và sẵn sàng mang chuyên môn này vào lĩnh vực sản xuất mới nổi đòi hỏi khắt khe này.
Từ Prototype đến Batch Quantitative
Tại sao Injection Molding lại quan trọng
Các nhà phát triển robot hình người phải đối mặt với một bước ngoặt chung: các thành phần được chế tạo bằng gia công CNC hoặc in 3D sẽ trở thành nút thắt cổ chai khi nhu cầu sản xuất hàng loạt tăng lên. Và gia công khung kết cấu bằng nhôm hoặc các bộ phận vỏ đơn giản là không đạt được mục tiêu năng suất và chi phí cần thiết cho robot hình người thương mại.
Injection Molding giải quyết vấn đề này. Nó thay thế việc sản xuất chậm, tốn kém của các thành phần riêng lẻ bằng các quy trình lặp lại có thể hoàn thành các sản phẩm có hình dạng hình học phức tạp, dung sai nghiêm ngặt và tích hợp chức năng trong vài giây, với chi phí đơn vị giảm đáng kể khi sản lượng tăng lên. Sự thay đổi từ nguyên mẫu đến lượng hóa này không phải là cảnh tượng trong tương lai; Ngày nay, nó đã định hình lại các quyết định mua sắm trong toàn ngành.
Đối với các nhà phát triển robot đánh giá công nghiệp hóa phần cứng, thiết kế ban đầu được lựa chọn.
KhuônCác chương trình đối tác, vật liệu và quy trình sẽ xác định xem thành phần này có còn khả thi về mặt kinh tế khi được sản xuất hàng loạt hay không. Với kinh nghiệm phong phú trong các ngành công nghiệp, ENGEL có thể bắt đầu một cách chính xác trong lĩnh vực này.
Thiết bị truyền động, Stator và Gear
Độ chính xác là chìa khóa
Thiết bị truyền động là cơ bắp của robot hình người và là một trong những thành phần thách thức lớn nhất về chi phí và kỹ thuật trong toàn bộ hệ thống. Mỗi khớp cần một vỏ chính xác để chịu tải nhiệt, duy trì dung sai kích thước nghiêm ngặt và tích hợp vòng bi,
Cảm biếnVà các yếu tố động cơ mà không làm tăng trọng lượng không cần thiết.
Một cơ hội đặc biệt đáng chú ý tồn tại bên trong bộ truyền động: quá mức của stator và rotor. Thay vì sử dụng giấy cách nhiệt và các bước lắp ráp thủ công để cô lập lõi sắt, hãy sử dụng trực tiếp nhựa nhiệt dẻo hiệu suất cao (ví dụ:
LCP、 PPS hoặc PA46) overmolding lõi sắt dập, do đó tích hợp cách nhiệt, hướng dẫn dây, hình học giày cực và giao diện kết nối vào một thành phần duy nhất được kết hợp vĩnh viễn. Kết quả là động cơ nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn với độ dẫn nhiệt tốt hơn, mật độ cuộn dây cao hơn và ít bước lắp ráp hơn - và chính sự tích hợp chức năng này thực sự phản ánh ý nghĩa của quy mô.
Sử dụng nhựa kỹ thuật chính xác: PPS và PA46 (mỗi sợi thủy tinh được gia cố lên đến 40-50%) có thể chịu được việc sử dụng liên tục trên 150 ° C, trong khi LCP có thể đạt được hình học có kích thước ổn định, tường mỏng xung quanh các thiết bị điện tử nhạy cảm và cuộn dây.
Bánh răng là cơ hội thứ hai thường bị đánh giá thấp. Bánh răng nhựa có độ chính xác cao với POM (polyformaldehyde) kết hợp ma sát thấp, hoạt động im lặng và khả năng chống mài mòn tuyệt vời - những đặc điểm này làm cho nó trở thành một sự thay thế mạnh mẽ cho bánh răng kim loại gia công trong khớp robot. Vì hình học bánh răng đòi hỏi khả năng kiểm soát tan chảy và khả năng lặp lại tuyệt vời, ENGEL đã phát triển một khái niệm đơn vị dẻo chuyên dụng được tối ưu hóa đặc biệt cho việc xử lý POM có độ chính xác cao, cho phép hình học răng và độ chính xác kích thước phù hợp với từng lần tiêm.
Công nghệ máy của ENGEL cung cấp độ chính xác tiêm, ổn định nhiệt và lặp lại quy trình được yêu cầu chung bởi vỏ thiết bị truyền động, stator overmolding và bánh răng chính xác - cùng với khả năng tạo chèn để tích hợp chèn kim loại, ổ đỡ hoặc các yếu tố tiếp xúc trực tiếp vào quá trình đúc.
Vỏ ngoài và các thành phần bên ngoài
Trọng lượng nhẹ gặp phải bề mặt chất lượng cao
Vỏ của robot hình người xác định đặc điểm nhận dạng của nó. Vỏ bọc cơ thể, tấm vai và vỏ thân phải được cân bằng giữa trọng lượng nhẹ và kết thúc bề mặt chất lượng cao - trong khi vẫn tiết kiệm khi sản xuất với số lượng lớn. PC-ABS (hỗn hợp polycarbonate-ABS) là sự lựa chọn vật liệu tự nhiên: nó kết hợp độ dẻo dai, chất lượng bề mặt và tự do thiết kế cần thiết cho các thành phần phủ lớn.
ENGEL hỗ trợ hai kỹ thuật tạo bọt bổ sung có thể giảm trọng lượng thành phần trong khi cải thiện độ ổn định kích thước và tránh các vết co lại: Sử dụng MuCell ® Tạo bọt vật lý và tạo bọt hóa học sử dụng các tác nhân tạo bọt. Cả hai phương pháp, có thể giảm trọng lượng sản phẩm và tiêu thụ vật liệu trong khi vẫn giữ được độ cứng cần thiết cho các mảnh vỏ lớn, là lựa chọn thông minh dựa trên hình dạng, khối lượng và yêu cầu bề mặt của các thành phần.
Đối với các thành phần quan trọng đối với tính thẩm mỹ bề mặt, sự kết hợp quy trình của ENGEL cung cấp một loạt các lựa chọn xử lý bề mặt - từ công nghệ làm nóng bề mặt khuôn nhanh để đạt được bề mặt có độ bóng cao, không có vết nứt nóng chảy, đến quy trình foilmelt (ép phun nhúng phim) để tích hợp trực tiếp các bộ phim trang trí hoặc chức năng trong quá trình đúc, đến quy trình ghi nhãn trong khuôn cho các mẫu có khả năng chống trầy xước vĩnh viễn. Sự kết hợp chính xác phụ thuộc vào thiết kế cụ thể và mục tiêu sản xuất cho từng thành phần được bao phủ.
Mặt nạ và nắp cảm biến
Bảo vệ nhận thức
Đằng sau khuôn mặt của mỗi robot hình người là một phần của công nghệ cốt lõi của nó: các đơn vị LiDAR (LiDAR), camera stereo và các cảm biến quang học khác mang lại cho robot khả năng cảm nhận thế giới. Mặt nạ hoặc tấm che mặt để bảo vệ các thành phần này phải đáp ứng hai yêu cầu khác nhau cùng một lúc - đảm bảo độ trong suốt quang học và khả năng xuyên tín hiệu trong khu vực cửa sổ cảm biến, trong khi ở các khu vực khác cần có khả năng chống va đập và tạo kiểu ngoại hình tốt.
Nhu cầu kép này làm cho mặt nạ trở thành một kịch bản ứng dụng lý tưởng cho khuôn phun hai thành phần (2K). Polycarbonate (PC) cung cấp khung cấu trúc mạnh mẽ và có khả năng tạo kiểu, trong khi polymethyl methacrylate (PMMA, nghĩa là acrylic) cung cấp độ trong suốt quang học cần thiết cho cửa sổ máy ảnh và LiDAR - cả hai đều được kết hợp trong cùng một khuôn, cùng một bước quy trình mà không cần lắp ráp hoặc liên kết thứ cấp.
ENGEL hai tấm máy (duo) được trang bị bàn xoay đặc biệt thích hợp cho loại ứng dụng này: chất nền được hình thành ở trạm đầu tiên, khuôn xoay, sau đó vật liệu thứ hai được áp dụng cho cùng một đơn vị khóa khuôn, đảm bảo độ chính xác cao, yêu cầu quang học cao của sản xuất thành phần 2K lặp lại chính xác và ổn định.
Kết nối và điện tử
LCP ép phun
Bên trong mỗi robot hình người, hàng trăm đầu nối nhỏ, giá đỡ cảm biến và vỏ PCB giữ cho hệ thống được kết nối và bảo vệ. Polymer tinh thể lỏng (LCP) đã trở thành vật liệu được lựa chọn cho các đầu nối tần số cao và vỏ điện tử thu nhỏ: độ dày thành của nó thấp đến vài mm, với điện trở hàn trở lại tuyệt vời và tính toàn vẹn tín hiệu tần số cao, cho phép LCP thu nhỏ theo yêu cầu của kiến trúc robot thế hệ tiếp theo.
ENGEL đã xây dựng chuyên môn gia công LCP sâu sắc trong nhiều thập kỷ sản xuất đầu nối và điện tử. Công nghệ máy hoàn toàn bằng điện có điều khiển tốc độ phun chính xác, có thể tối ưu hóa cổng cho các bộ phận kết nối siêu mỏng, đúc chính xác cao, và khuôn đa khoang có thể đạt được sản xuất khối lượng lớn kinh tế ngay cả đối với các bộ phận thu nhỏ.
PPS, PEI và PA6T/PA9T là sự kết hợp của vỏ cảm biến, hộp phân phối và vỏ quản lý pin, tất cả đều yêu cầu khả năng chống cháy, ổn định kích thước và cách điện, trong đó nhựa kỹ thuật có hiệu suất tốt hơn so với các lựa chọn thay thế kim loại, và trọng lượng chỉ là một phần nhỏ của kim loại.
Tay, kẹp và các bộ phận mềm
Công nghệ 2K và LSR
Sự khéo léo của con người là một trong những thách thức chính trong lĩnh vực robot hình người. Khớp ngón tay, miếng đệm nắm xúc giác, khớp cổ tay linh hoạt và đầu ngón tay của cảm biến tích hợp đòi hỏi vật liệu kết hợp độ cứng kết cấu với độ linh hoạt có thể kiểm soát - và công nghệ ép phun nhiều thành phần có thể đạt được sự kết hợp này trong một bước sản xuất duy nhất.
Công nghệ ép phun hai thành phần (2K) và nhiều thành phần của ENGEL có thể kết hợp chất nền kết cấu cứng (thường là PA12, PA6 hoặc POM, vật liệu được ưa thích cho các yếu tố trượt ma sát thấp và bánh răng chính xác) với TPU mềm hoặc TPE overmolding trong một chu kỳ máy duy nhất. Quá trình này loại bỏ việc lắp ráp thứ cấp, cải thiện tính toàn vẹn liên kết và cho phép hình học phức tạp khó có được với các thành phần độc lập.
Đối với các ứng dụng đòi hỏi bề mặt tương thích sinh học và cảm ứng giống da, công nghệ cao su silicone lỏng (LSR) của ENGEL cung cấp các thành phần silicone không có cạnh bay, có độ chính xác cao. LSR kết hợp sự ổn định nhiệt, tính linh hoạt và vệ sinh sạch sẽ, làm cho nó lý tưởng cho các miếng đệm ngón tay và bề mặt nắm, đồng thời tích hợp khả năng cảm biến xúc giác trực tiếp vào các thành phần hình thành bằng cách overmolding các yếu tố cảm biến và chèn nhúng.
ENGEL là đối tác công nghiệp hóa của bạn
Điều đầu tiên làm cho ENGEL nổi bật trong lĩnh vực robot hình người là bề rộng chuyên môn liên quan đến máy móc. Ngoài thiết bị ép phun, ENGEL mang đến hàng thập kỷ chuyên môn về vật liệu, phát triển quy trình và tích hợp tự động hóa cho từng dự án, cung cấp các dịch vụ từ tư vấn ứng dụng và xác minh đầu tiên của Trung tâm Công nghệ ENGEL đến hỗ trợ sản xuất hàng loạt.
ENGEL hợp tác chặt chẽ với các nhà sản xuất khuôn mẫu có kinh nghiệm để giúp khách hàng tìm thấy sơ đồ khuôn mẫu phù hợp và theo các bộ phận cụ thể và yêu cầu số lượng lớn, giúp khách hàng kết nối với các chuyên gia phù hợp.
Hệ thống tự động hóa của ENGEL được tích hợp liền mạch với các đơn vị ép phun, bao gồm truyền sản phẩm tự động, đặt chèn, kiểm tra trực tuyến và lắp ráp hạ lưu, cho phép sản xuất kinh tế với sản lượng cao, chi phí lao động thấp theo yêu cầu của các nhà phát triển robot hình người và các nhà cung cấp linh kiện của họ. Công nghệ điều khiển quy trình thông minh liên tục điều chỉnh các thông số máy để bù đắp cho những thay đổi trong lô vật liệu, duy trì chất lượng sản phẩm phù hợp qua hàng triệu chu kỳ.
Với mạng lưới các trung tâm ứng dụng và dịch vụ trải rộng khắp châu Âu, châu Mỹ và châu Á, ENGEL đảm bảo rằng khách hàng sẽ nhận được sự hỗ trợ của địa phương trong tương lai, bất kể họ sản xuất robot ở đâu.
Thị trường robot hình người đang phát triển nhanh chóng và các doanh nghiệp hiện đang xây dựng chuỗi cung ứng tiêm đáng tin cậy, có thể mở rộng sẽ định hình cấu trúc chi phí và tiêu chuẩn chất lượng cho robot sản xuất hàng loạt trong tương lai. ENGEL cam kết trở thành một đối tác như vậy - tích hợp hàng thập kỷ kinh nghiệm trong công nghệ nhựa chính xác vào một trong những lĩnh vực sản xuất đầy thách thức của thời đại chúng ta.
Bài viết này được đăng lại từ nền tảng của bên thứ ba, mục đích của bài viết này là thúc đẩy trao đổi thông tin, không tồn tại mục đích lợi nhuận, quan điểm của bài viết này không liên quan đến lập trường của trạm, thông tin chưa được chứng minh chỉ để tham khảo, không có bất kỳ cơ sở đầu tư và giao dịch nào. Nếu không có ý định xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ của truyền thông hoặc cá nhân, xin hãy gọi điện hoặc gửi thư đến, trạm này sẽ xử lý ngay lập tức.
