로봇 가공

왜 CNC 기계 로봇공학 부품인가?

CNC 가공은 매우 빠른 리드 타임으로 부품을 생산할 수 있습니다. 2023년에는 3D 모델이 준비되는 즉시 CNC 기계로 부품 제작을 시작할 수 있습니다. 이를 통해 프로토타입을 빠르게 반복하고 특수 응용 분야를 위한 맞춤형 CNC 로봇 부품을 빠르게 납품할 수 있습니다.

CNC 가공의 또 다른 강점은 사양에 정확히 맞는 부품을 제작할 수 있다는 점입니다. 이러한 제조 정밀도는 치수 정확도가 고성능 로봇을 만드는 데 핵심인 로봇 부품에 특히 중요합니다. 정밀 CNC 가공은 +/- 0.0002인치만큼 엄격한 공차를 유지할 수 있으며, 이렇게 엄격하게 제작된 부품은 로봇이 잘 알려져 있고 높이 평가되는 정확하고 반복 가능한 움직임을 허용합니다. 로봇 부품 설계의 복잡성에 관계없이 CNC 가공이 제공하는 엄격한 공차의 이점을 누릴 수 있습니다.

표면 마감은 로봇 산업용 부품을 생산하기 위해 CNC 가공을 사용하는 또 다른 이유입니다. 상호 작용하는 부품은 마찰이 낮아야 하며, 정밀 CNC 가공을 통해 표면 거칠기가 Ra 0.8μm만큼 낮은 부품을 생산할 수 있으며, 연마와 같은 후처리 작업을 통해 훨씬 더 낮은 표면 거칠기를 얻을 수 있습니다. 비교해 보면, 다이캐스팅(마무리 공정 전)은 일반적으로 표면 거칠기가 5μm에 가까우며, 금속 3D 프린팅은 훨씬 더 거친 마감을 생성합니다.

마지막으로 로봇 공학에 사용되는 재료 유형은 CNC 가공에 적합한 후보입니다. 로봇은 안정적으로 움직이고 물체를 들어올릴 수 있어야 하며, 이를 위해서는 강하고 견고한 재료가 필요합니다. 이러한 특성은 아래 재료 섹션에 설명된 대로 특정 금속 및 플라스틱을 사용하여 가장 잘 달성됩니다. 또한 로봇은 맞춤형 목적으로 또는 소량으로 제작되는 경우가 많기 때문에 CNC 가공은 로봇 구성 요소에 대한 자연스러운 선택입니다.

로봇공학을 위한 최고의 CNC 가공 부품

1. 구조적 구성요소

많은 유형의 로봇에는 견고하고 단단하며 강력한 구조적 구성 요소가 필요합니다. 이러한 구성 요소는 강철, 알루미늄 또는 플라스틱으로 만들어지는 경우가 많으며 모두 CNC 가공에 적합합니다. 또한 로봇 조립체를 지원하는 구조적 구성요소는 복잡한 형상인 경우가 많으며 CNC 가공은 특히 복잡한 설계를 제조하는 데 적합합니다.

CNC 가공해야 하는 로봇 구조 구성 요소의 유형에는 어깨 관절, 팔꿈치 관절, 손목 관절, 기어, 베어링, 하우징 부품 및 특수 패스너나 브래킷과 같은 기타 소형 구성 요소가 포함됩니다.

2. 기어

기어는 축 사이에 회전력을 전달하거나 모터 속도를 줄이는 데 사용되는 중요한 구조 구성 요소이기도 합니다. 또한 기계적 이점도 제공합니다. (운동학 강좌 기억하시나요? Gears는 정말 재미있었어요!)

기어 형상은 복잡할 수 있으므로 CNC 가공이나 기어 호빙에 적합합니다. 호빙은 금속 및 비금속 재료에서 기어를 절단하는 특수 CNC 가공 공정입니다.

3. 모듈러 툴링

모듈형 툴링을 사용하여 로봇을 만들어 본 적이 없거나 들어본 적이 없다면 놓치고 있는 것입니다. 모듈형 툴링은 공통 빌딩 블록 세트로 조립되어 로봇 팔 끝에 있는 공통 가공 연결에 적응합니다. 이를 통해 빠르고 쉽게 툴링을 전환할 수 있습니다(공구 교환 장치가 있는 많은 CNC 기계가 사용하는 것처럼).

저는 모듈러 툴링을 손가락으로 잡는 도구에서 진공 컵으로 빠르게 전환할 수 있는 모듈러 툴링 시스템과 같이 생각하는 모든 것을 빠르고 쉽게 만들 수 있는 일종의 레고 세트라고 생각합니다. 자신만의 모듈식 툴링 세트를 설계하고 설계된 모듈식 툴링 구성 요소를 CNC 가공하는 것은 최고의 품질과 정밀도를 보장하기 위한 최적의 선택입니다.

4. 팔 툴링/엔드 이펙터의 끝

넓은 의미에서 조작 로봇이 활용하는 모든 툴링은 EOAT(End of Arm Tooling) 또는 엔드 이펙터라고 할 수 있습니다. 이러한 구성 요소는 로봇 팔과 주변 환경 사이의 인터페이스이며 로봇이 수행하도록 설계된 작업을 수행합니다. EOAT는 로봇의 '손목'에 부착되며 전기 기계식 또는 기계식일 수 있습니다. 모두 CNC 가공에 이상적인 후보입니다. EOAT 유형 및 CNC 가공 EOAT에 대해 자세히 알아보려면 여기를 클릭하십시오.

5. 조립 트레이 및 기타 맞춤형 고정 장치

CNC 가공은 높은 정밀도와 품질로 맞춤형 부품을 생산하는 데 최적화되어 있습니다. 대부분의 로봇 작동에는 조립 트레이와 같은 맞춤형 지그와 고정 장치가 필요합니다. 예를 들어, 로봇이 작업하는 동안 부품을 제자리에 고정하기 위한 고정 장치가 필요할 수 있습니다. 또한 고정 장치를 사용하여 매번 부품의 위치를 정확하게 찾을 수 있는데, 이는 로봇이 부품을 집어 올리거나 내려놓는 데 종종 필요한 작업입니다.

일회성 맞춤형 부품인 경우가 많기 때문에 CNC 가공은 고정 장치에 적합합니다. 리드타임이 짧고 알루미늄과 같은 기본 재료로 고정 장치를 쉽게 CNC 가공할 수 있습니다.

6. 로봇 시스템 모터 부품

모든 로봇에는 팔과 관절의 움직임을 구동하기 위한 모터가 필요합니다. 모터에는 자체적으로 움직이는 부품이 많이 있으며 이러한 부품 중 상당수는 CNC 가공이 가능합니다. 일반적으로 모터에는 전원을 위한 일종의 가공된 인클로저와 로봇 팔에 부착하기 위한 가공된 브래킷이 있습니다. 베어링과 샤프트도 CNC 가공되는 경우가 많습니다. 샤프트는 선반에서 가공하여 직경을 줄이거나 밀에서 가공하여 키나 슬롯과 같은 기능을 추가할 수 있습니다. 마지막으로 모터의 움직임을 로봇의 관절이나 다른 부분에 전달하는 기어는 밀링, EDM 또는 기어 호빙을 통해 CNC 가공이 가능합니다.

이제 CNC 가공이 로봇 산업에 필수적인 제조 프로세스인 이유를 알 수 있습니다. 로봇이 필요한 정확한 움직임을 실행할 수 있도록 다양한 재료를 극도로 엄격한 공차로 CNC 가공할 수 있습니다. 그리고 CNC 프로세스를 사용하면 부품을 신속하게 얻을 수 있으며 이는 맞춤형 일회용 CNC 로봇 부품과 대규모 빌드 모두에 중요합니다.

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