Вакуумний захоплювач від 3D-принтера втрачає 60% своєї ваги
Популярністю користуються вакуумні захоплювачі. Їх можна швидко підключити до роботизованої руки і безпечно транспортувати продукти з гладкою поверхнею. Компанії Fraunhofer IPA вдалося зменшити вагу захоплювача на 60% завдяки оптимізації топології.
Більшість роботів мають лише низьку корисну навантаження. Якщо захоплювач має велику власну вагу, робот може забрати менше або взагалі важких продуктів. Легший компонент також можна прискорити краще, що позитивно впливає на споживання енергії. Окрім зменшення ваги, вчені IPA також хотіли покращити конфігураційні зусилля у проекті з Robomotion. «За допомогою оригінального захоплювача вам довелося відкрити багато гвинтів, щоб змінити його. Тому ми хотіли інтегрувати новий адаптер, який можна зняти і прикріпити лише одним рухом », - говорить менеджер проекту Йохен Буркхардт з Fraunhofer IPA.
Вакуумні захоплювачі від 3D-принтера призводять до менших витрат на матеріал
Для оптимізації топології експерти IPA використовували метод скінченних елементів (МКЕ) для аналізу навантажень на компонент. Роблячи це, вони швидко розпізнали, які сфери лише незначно наголошені, і їх можна звузити. Вони позначили такі важливі елементи, як повітропроводи та вакуумні канали та з'єднувальну пластину для фланця робота, як неконструктивні зони, і виключили їх із процесу оптимізації. Таким чином, вони виявили, що у точці з'єднання захоплювача - фланця - і проточних каналів можна зробити вирізи.
Після розробки оптимізованої проектної пропозиції вчені провели другий аналіз МКЕ. "Було показано, що напруги та деформації залишаються постійними, незважаючи на економію матеріалів", - радісно говорить Буркхардт. Нова модель захоплення була реалізована за допомогою 3D-друку. Як і в оригіналі, в якості будівельного матеріалу був використаний легкий і водночас стабільний поліамід (P12). "Завдяки новому дизайну ми навіть економимо матеріальні витрати", - каже Буркхардт.
Новий фланець для швидшого налаштування
Зараз новий захоплювач важить близько 150 г, що на 60% менше, ніж у попередньої моделі. Заощадивши, вчені змогли інтегрувати дещо важчий адаптер для швидкої зміни. "Тепер вам потрібно лише відкрити затискач, щоб налаштувати захоплювач на плечі робота", - говорить Буркхардт. Robomotion також може використовувати результати оптимізації топології для інших захопників. "У проекті було оптимізовано восьмикратний захоплювач, але заходи також можуть бути реалізовані за допомогою чотирикратного захоплювача від компанії", - продовжує Буркхардт. На його думку, проект з Robomotion показує, що оптимізація топології все-таки може отримати щось навіть із дуже легких компонентів. "Ми зробили дуже хороший захват ще кращим", - говорить експерт.