Vákuový uchopovač z 3D tlačiarne stráca 60% svojej hmotnosti

Populárne sú vákuové uchopovače. Môžu byť rýchlo spojené s ramenom robota a môžu bezpečne prepravovať výrobky s hladkým povrchom. Pomocou Fraunhofer IPA sa vďaka optimalizácii topológie podarilo znížiť hmotnosť chápadla o 60%.

tlačiarne

Väčšina robotov má iba nízke užitočné zaťaženie. Ak má uchopovač vysokú vlastnú hmotnosť, robot dokáže naberať menej alebo žiadne ťažké výrobky. Ľahší komponent sa dá tiež lepšie zrýchliť, čo má pozitívny vplyv na spotrebu energie. Okrem zníženia hmotnosti chceli vedci z IPA v rámci projektu Robomotion vylepšiť aj konfiguračné úsilie. "S pôvodným chapadlom ste museli vymeniť veľa skrutiek." Chceli sme preto integrovať nový adaptér, ktorý je možné odobrať a pripojiť iba jedným pohybom, “informuje projektový manažér Jochen Burkhardt z Fraunhofer-IPA.

Výsledkom vákuových uchopovačov z 3D tlačiarne sú nižšie náklady na materiál

Na optimalizáciu topológie použili odborníci IPA na analýzu zaťaženia súčasti metódu konečných prvkov (FEM). Pri tom rýchlo rozpoznali, ktoré oblasti sú iba mierne namáhané a dajú sa zúžiť. Označili základné prvky, ako sú vzduchové a vákuové kanály a spojovacia doska pre prírubu robota, ako oblasti bez návrhu a vylúčili ich z procesu optimalizácie. Týmto spôsobom zistili, že je možné vytvoriť výrezy v mieste pripojenia chápadla - príruby - a prietokových kanálov.

Po vypracovaní optimalizovaného návrhu dizajnu vedci uskutočnili druhú analýzu FEM. „Ukázalo sa, že napätia a deformácie zostávajú konštantné aj napriek úsporám materiálu,“ hovorí Burkhardt šťastne. Nový model uchopovača bol realizovaný pomocou 3D tlače. Rovnako ako v prípade originálu bol ako stavebný materiál použitý ľahký, ale stabilný polyamid (P12). „S novým dizajnom ešte šetríme náklady na materiál,“ hovorí Burkhardt.

Nová príruba pre rýchlejšiu konfiguráciu

Nový uchopovač má teraz hmotnosť okolo 150 g, čo je o 60% menej ako v prípade predchádzajúceho modelu. Vďaka týmto úsporám boli vedci schopní integrovať o niečo ťažší adaptér na rýchlu výmenu. „Teraz stačí otvoriť svorku a nakonfigurovať chápadlo na ramene robota,“ hovorí Burkhardt. Robomotion môže tiež využiť výsledky optimalizácie topológie pre ďalšie chápadlá. „V projekte bol optimalizovaný osemnásobný uchopovač, ale opatrenia je možné implementovať aj pomocou štvornásobného uchopovača od spoločnosti,“ pokračuje Burkhardt. Podľa jeho názoru projekt s Robomotionom ukazuje, že optimalizácia topológie môže stále získať niečo z veľmi ľahkých komponentov. „Veľmi dobrý chápadlo sme ešte vylepšili,“ hovorí expert.