Analytics In Machining Techniques In Making Advanced Exoskeleton Robots

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Η τεχνολογία Analytics έχει διαταράξει σοβαρά τον κατασκευαστικό κλάδο την τελευταία δεκαετία. Σύμφωνα με τη Mordor Intelligence, η αγορά για αναλυτικά στοιχεία στην κατασκευή θα είναι αξίας 19.5 δισεκατομμυρίων δολαρίων μέχρι το 2028.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους τα analytics βοήθησαν τις κατασκευαστικές εταιρείες να βελτιώσουν τα αποτελέσματα τους. Έχουμε επισημάνει ότι μπορεί να είναι ιδανικό για την πρόβλεψη της μελλοντικής ζήτησης και την καλύτερη κατανόηση των τάσεων της αγοράς σε ένα από τα άρθρα μας σχετικά με χρήση αναλυτικών στοιχείων για τη βελτίωση του μάρκετινγκ στην κατασκευή.

Ωστόσο, υπάρχουν πολλά άλλα σημαντικά οφέλη από τη χρήση αναλυτικών στοιχείων για τη βελτιστοποίηση των επιχειρηματικών μοντέλων των επιχειρήσεων παραγωγής. Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα των αναλυτικών στοιχείων είναι ότι μπορεί να βοηθήσει τις κατασκευαστικές εταιρείες να παράγουν προϊόντα πιο αποτελεσματικά, πιο γρήγορα και με λιγότερα ελαττώματα.

Αυτό ισχύει ιδιαίτερα όταν πρόκειται για τη δημιουργία των εξωσκελετών των ρομπότ. Αναφερθήκαμε σε αυτό το όφελος στο άρθρο μας Επενδύστε στο Analytics για να βελτιώσετε τη γραμμή παραγωγής σας. Συνεχίστε να διαβάζετε για να μάθετε πώς αλλάζει αυτή η διαδικασία υπό το φως της προόδου στα αναλυτικά στοιχεία.

Σχεδιασμός και μηχανική κατεργασία ρομπότ εξωσκελετού χρειάζεται πολλή τεχνογνωσία στη μηχανική κατεργασία, τώρα με την έλευση των σύγχρονων τεχνολογιών μηχανικής κατεργασίας ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη πιο ακριβών ρομπότ εξωσκελετού είναι αρκετά εύκολο. Αυτές οι τεχνικές μηχανικής κατεργασίας επιτρέπουν στους μηχανικούς να καταλάβουν την τέλεια εκτίμηση υλικού και τη δομική σταθερότητα των ρομπότ. Με τη βοήθεια σύγχρονων εργαλείων μηχανικής κατεργασίας, οι μηχανικοί εργάζονται για το σχεδιασμό πολύπλοκων και εξαιρετικά αποτελεσματικών σχεδίων που ενισχύουν την ανθρώπινη κινητικότητα, την αύξηση της δύναμης και τη λειτουργική ευελιξία.

Οι σύγχρονες τεχνικές κατεργασίας, όπως η τρισδιάστατη εκτύπωση και η κατεργασία CNC 3 αξόνων, βοηθούν τους μηχανικούς και τους σχεδιαστές να δημιουργήσουν περίπλοκες γεωμετρίες. Αυτή η προηγμένη καινοτομία μηχανικής κατεργασίας βοηθά στη δημιουργία ελαφριών δομών, που βελτιώνουν την ευελιξία των ρομπότ. Περαιτέρω σε αυτό το άρθρο, θα εξηγήσουμε τον ρόλο και τις εκπληκτικές καινοτομίες της χρήσης προηγμένων διαδικασιών μηχανικής κατεργασίας σε διάφορες πτυχές της ανάπτυξης εξωσκελετικών ρομπότ.

Προκλήσεις μηχανικής κατεργασίας στην πρωτοτυποποίηση και τον επαναληπτικό σχεδιασμό

Η ανάπτυξη ενός πρωτοτύπου που να πληροί τις απαιτήσεις λειτουργικότητας είναι μια πολύπλοκη εργασία. Απαιτούνται πολλές επαναλήψεις και σχεδιαστικές αλλαγές για να καταλήξουμε σε ένα τέλειο σχέδιο που να πληροί όλες τις λειτουργικές και δομικές απαιτήσεις. Στις συμβατικές πρακτικές μηχανικής κατεργασίας, το στάδιο της κατασκευής πρωτοτύπων μπορεί να σας προκαλέσει σοβαρό πονοκέφαλο. Είναι γεγονός ότι η αντιμετώπιση των προκλήσεων της μηχανικής κατεργασίας είναι μια αναπόσπαστη πτυχή του σχεδιασμού και της ανάπτυξης αυτού του μηχανήματος εξωσκελετού. Ευτυχώς, η ανάλυση βοηθάει σημαντικά.

Για τους μηχανικούς και τους σχεδιαστές η επίτευξη υψηλής ακρίβειας και αυστηρής ανοχής είναι το πιο σημαντικό. Αυτός ο τύπος μηχανημάτων αποτελείται συχνά από μικρά και πολύπλοκα περίπλοκα μέρη, αυτά τα μέρη απαιτούν υψηλή ακρίβεια για να διασφαλιστεί η βέλτιστη απόδοση. Για να αποκτήσουν αυτή την υψηλή ακρίβεια, οι μηχανικοί πρέπει να κάνουν μερικές επαναληπτικές προσαρμογές για να βελτιώσουν τη σχεδίαση με βάση τα σχόλια απόδοσης.

Η προηγμένη μηχανική κατεργασία CNC και η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης βοηθούν πολύ στην απόκτηση αλλαγών σχεδιασμού και δίνουν την ευκαιρία να δοκιμάσετε διαφορετικά υλικά και σχέδια. Το κύριο κίνητρο των μηχανικών είναι να αναπτύξουν ένα δομικό πλαίσιο που να είναι ελαφρύ και να έχει ανθεκτική δομική αντοχή. Σε αυτή την προοπτική, οι μηχανικοί πρέπει να δοκιμάσουν διαφορετικά υλικά και να βρουν τους βέλτιστους συνδυασμούς για αντοχή, βάρος και ανθεκτικότητα.

Η εφαρμογή αυτών των προηγμένων τεχνικών μηχανικής κατεργασίας βοηθά στην ανάπτυξη εξωσκελετικών ρομπότ που έχουν υψηλή λειτουργικότητα, δομική αντοχή, προσαρμοστικότητα του ασθενούς και άνεση χρήστη σε αυτόν τον ταχέως εξελισσόμενο τομέα.

Διαχείριση ανοχής στη μηχανική κατεργασία για εξωσκελετικούς αρθρικούς μηχανισμούς

Ο βασικός σκοπός της δομής του εξωσκελετού είναι να αναπτύξει μηχανήματα που μπορούν να βοηθήσουν τις καθημερινές κινήσεις του σώματος του χρήστη και να βελτιώσουν τον τρόπο ζωής τους. Αυτό το ύψιστο μπορεί να επιτευχθεί μόνο εάν οι κατασκευαστές εξασφαλίσουν αυστηρή ανοχή στον εξωσκελετικό μηχανισμό άρθρωσης. Η διαχείριση ανοχής είναι μια κρίσιμη πτυχή για τη διασφάλιση αξιόπιστης λειτουργικότητας σε μηχανήματα εξωσκελετού, έτσι ώστε να διευκολύνει τις φυσικές ανθρώπινες κινήσεις. Η κατεργασία CNC είναι ο κύριος παίκτης σε αυτήν, αυτό το υψηλό επίπεδο ακρίβειας μπορεί να επιτευχθεί μόνο μέσω προηγμένης μηχανικής κατεργασίας αριθμητικού ελέγχου σε υπολογιστή.

Για καλύτερη κατανόηση της σημασίας της ανοχής σε περίπλοκες αρθρώσεις, ας εξετάσουμε το παράδειγμα του Εξωσκελετού Ισχίου Κάτω Νευρών. Ο εξωσκελετός είναι η δομή της άρθρωσης του ισχίου του ανθρώπινου σώματος, η άρθρωση του ισχίου αποτελείται από μια διεπαφή μπάλας και υποδοχής και επιτρέπει την κάμψη, την έκταση, την απαγωγή και την προσαγωγή. Λόγω του βάρους του σώματος, η άρθρωση του ισχίου χρειάζεται μεγάλη δομική σταθερότητα. Αυτός ο σύνδεσμος χρειάζεται μια αυστηρή ανοχή και μπορεί να επιτευχθεί μόνο με την κατεργασία CNC. Η κατεργασία CNC μαζί με τη μοντελοποίηση CAD επιτρέπει την τέλεια σχεδίαση για το τμήμα υποδοχής της άρθρωσης για βέλτιστη απόδοση.

Τώρα για το εξάρτημα μπάλας αυτού του μηχανισμού άρθρωσης, το οποίο είναι επιθυμητό να αρθρωθεί μέσα στην υποδοχή. Για ομαλή κίνηση εντός της δομής υποδοχής, η μπάλα πρέπει να είναι τέλεια ακριβής και η ανοχή να είναι ελάχιστη. Η κατεργασία CNC επιτρέπει την κατασκευή ενός τέλειου εξαρτήματος μπάλας σύμφωνα με τις επιθυμητές ανοχές τόσο σφιχτές όσο λίγα μικρόμετρα. Και για την πρίζα, η οποία θα είναι κατεργασμένη για να καθρεφτίζει, αυτές οι ανοχές θα είναι μια άνετη εφαρμογή που ελαχιστοποιεί κάθε παιχνίδι στην άρθρωση.

Με αυτόν τον τρόπο, γίνεται διαχείριση ανοχής στην κατεργασία εξωσκελετών, ώστε οι μηχανικοί να μπορούν να εξασφαλίσουν μια τέλεια εμβιομηχανική δομή, που βοηθά τον χρήστη με τέλειο εργονομικό σχεδιασμό.

Ενσωμάτωση μηχανικής επεξεργασίας για εξωσκελετό με ενσωματωμένο αισθητήρα

Τα συστήματα αισθητήρων και προσαρμοστικής ανάδρασης είναι κρίσιμες πτυχές για τη βελτίωση της λειτουργικότητας και της απόδοσης σε ρομπότ εξωσκελετού. Η ακριβής ανάγνωση μέσω αυτών των αισθητήρων επιτρέπει στους σχεδιαστές να συνεχίσουν να βελτιώνουν την εμβιομηχανική δομή αυτών των ρομπότ. Το σύστημα αισθητήρων μαζί με μια μονάδα ελέγχου χρειάζονται έναν επιθυμητό συγκεκριμένο χώρο για την εγκατάστασή του και τον τρόπο στο ρομπότ για καλωδίωση ή σύστημα ανάδρασης. Οι τεχνικές κατεργασίας ακριβείας επιτρέπουν τη δημιουργία ακριβούς περιβλήματος μαζί με περίπλοκες διαδρομές. Αυτά τα μονοπάτια εξασφαλίζουν τακτοποιημένη και αποτελεσματική ενσωμάτωση των αισθητήρων.

Για καλύτερη κατανόηση των προκλήσεων μηχανικής κατεργασίας σε αυτά τα ρομπότ, δώστε παράδειγμα την εγκατάσταση ενσωματωμένου συστήματος πίεσης σε εξωσκελετούς. Οι αισθητήρες πίεσης τοποθετούνται κάτω από τα πόδια για να κρίνουν την κίνηση του σώματος. Για καλύτερη ανάδραση από αυτούς τους αισθητήρες πρέπει να τοποθετηθούν με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να διαβάζουν ακόμη και μια ελαφριά κίνηση και θα είναι δυνατή μόνο εάν κατανέμονται ομοιόμορφα. Για το λόγο αυτό δημιουργείται ένα περίπλοκο μονοπάτι μέσω της κατεργασίας CNC που ενισχύει την απόκριση του εξωσκελετού στην κίνηση του χρήστη.

Στους εξωσκελετούς με ενσωματωμένο αισθητήρα, μια άλλη σημαντική πτυχή είναι τα προστατευτικά στρώματα. Οι αισθητήρες και η μονάδα ελέγχου είναι πολύ ευαίσθητα στις περιβαλλοντικές συνθήκες, μπορεί να καταστραφούν ή να αρχίσουν να δίνουν λάθος ένδειξη στις μονάδες ελέγχου εάν υγρανθούν. Για το λόγο αυτό, τα προστατευτικά στρώματα κατασκευάζονται με τη βοήθεια προηγμένης μηχανικής κατεργασίας ακριβείας, κυρίως μέσω μηχανών πολλαπλών αξόνων, έτσι ώστε να εξασφαλίζουν ομαλή λειτουργία στους αισθητήρες. Αυτά τα προστατευτικά στρώματα είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο και κράματα πολυμερών και κατασκευάζονται με μηχανική επεξεργασία σύμφωνα με το συγκεκριμένο σχήμα των αρμών.

Φινίρισμα επιφάνειας για ενισχυμένη αντίσταση στη φθορά

Καθώς τα ρομπότ εξωσκελετού αποτελούνται από πολλά περίπλοκα ενωμένα μέρη, ως επί το πλείστον αυτά τα μέρη είναι αρθρώσεις με σφαιρίδια και καρφίτσες. Είναι γεγονός ότι αυτοί οι τύποι αρμών κάτω από πολλές συνθήκες ρουλεμάν φορτίου συχνά αντιμετωπίζουν προβλήματα φθοράς και τριβής. Εάν αυτά τα ζητήματα εμφανίζονται σε αυτά τα ρομπότ, προκαλούν καθυστέρηση στην κίνησή τους.

Για να ξεπεραστούν αυτά τα προβλήματα, χρησιμοποιείται μια κατάλληλη τεχνική επίστρωσης και επιφανειακής επεξεργασίας για την ενίσχυση της ευελιξίας και της διάρκειας ζωής αυτών των μηχανημάτων. Αρκετές τεχνικές φινιρίσματος όπως η φυσική εναπόθεση ατμών, η χημική εναπόθεση ατμών, η στίλβωση και η μηχανική κατεργασία ακριβείας συμβάλλουν στην εξάλειψη αυτών των προβλημάτων. Το γυάλισμα με φινίρισμα καθρέφτη, το οποίο επιτυγχάνεται μέσω μηχανικής κατεργασίας ακριβείας και λειαντικής διαδικασίας βοηθά στη μείωση των ανωμαλιών της επιφάνειας.

Συμπέρασμα

Συνοψίζοντας, οι τεχνικές μηχανικής κατεργασίας παίζουν καθοριστικό ρόλο στη διατήρηση του εμβιομηχανικού σχήματος των εξωσκελετικών ρομπότ. Οι τεχνικές βοηθούν στη διατήρηση της αυστηρής ανοχής μεταξύ των αρθρώσεων και στις ακριβείς κινήσεις των εξαρτημάτων του εξωσκελετού, έτσι ώστε να μπορούν να διασφαλίζουν εργονομικές κινήσεις σύμφωνα με την ανθρώπινη φύση. Οι τεχνικές μηχανικής κατεργασίας που εφαρμόζονται σε εξωσκελετούς χρειάζονται ειδικούς μηχανικούς και σχεδιαστές για την κατεργασία των σύνθετων μερών τους, επομένως θα πρέπει να γνωρίζει κανείς καλά την ικανότητα μηχανικής κατεργασίας του επιλεγμένου μηχανουργείου.