Alat Lengan Robot Pemotong Kawat Panas: 8 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2025-01-23 14:49

Sebagai bagian dari proyek tesis saya di KADK di Kopenhagen, saya telah menjelajahi pemotongan kawat panas dan fabrikasi robot. Untuk menguji metode fabrikasi ini saya telah membuat attachment kawat panas untuk lengan robot. Kawat harus membentang 700mm, namun materialnya menahan gaya menarik kawat melalui busa dan cukup ringan untuk muatan maksimum 10kg robot. Aluminium dipilih karena rasio kekuatan dan beratnya yang tinggi. Alat ini hanya berbobot 2,5kg dan dibuat modular sehingga jika nanti diperlukan lebar atau panjang yang lebih besar atau lebih kecil, suku cadang dapat diganti dengan membuka mur dan baut yang menahannya.

Langkah 1: Bahan

Bahan:

- Tabung Aluminium Persegi 30x30mm, panjang 2 meter

- Plat Aluminium 2mm, 100x300mm

- Kayu Lapis 5mm, 50x150mm

- Baut 2 x 10mm (untuk area yang menempel pada lengan robot)

- Baut 10 x 4mm (untuk penyangga sudut)

- Baut 1 x 4mm (untuk memasang mur sayap yang menahan kawat)

- Baut mata (untuk memasang pegas yang menahan kawat panas)

- Ukuran mur agar sesuai dengan baut

- Wing nut (untuk mengamankan hot wire)

- Ukuran ring agar sesuai dengan baut

- Musim semi

- Kabel listrik tembaga terisolasi, panjang 5 meter

- Catu Daya 0-30V DC / 0-16 Amp (atau yang serupa)

- Pengubah alat manual 'Schunk' (atau pengubah alat robot lainnya)

Peralatan:

- Lengan Robot Multi Sumbu (ABB, KUKA dll) dengan muatan maksimal di atas 2.5kg

- Mesin Geser Logam atau gergaji pita

- Bor Pilar (bor listrik juga bisa bekerja) dengan berbagai mata bor dari 2mm hingga 10mm

- Gergaji bundar yang cocok untuk memotong logam

Model 3D:

- Anda dapat menemukan unduhan untuk model file.3dm dari desain di bawah ini, ini dapat dibuka di Rhino 3D atau AutoCAD

Langkah 2: Memotong

Pipa aluminium harus berukuran agar sesuai dengan pengukuran di atas, atau Anda dapat menyesuaikannya untuk tujuan Anda sendiri. Pipa dapat dipotong dengan gergaji bundar yang cocok untuk logam, saya sarankan menggunakan pisau berujung karbida. Untuk memudahkan pemotongan Anda dapat melumasi aluminium Anda menggunakan etanol. Untuk membuat kawat gigi sudut, Anda dapat memotong bentuk ini dari pelat aluminium menggunakan mesin geser logam atau gergaji pita yang cocok untuk logam.

Langkah 3: Pengeboran

Untuk menemukan lokasi lubang yang akan dibor, Anda dapat melihat foto perakitan, lokasi lubang Anda dan ukuran pipa tertentu dapat bervariasi sesuai penggunaan Anda. Anda dapat menggunakan bor pilar atau bor listrik biasa. Saya akan mengukur dan menandai lokasi lubang dengan pensil terlebih dahulu. Kemudian saya akan menyarankan Anda untuk membuat 'lesung pipit' menggunakan pukulan tengah dan palu untuk membuat lekukan kecil untuk memandu mata bor ke lokasi yang benar saat mengebor. Anda juga harus mempertimbangkan untuk menggunakan pelumas seperti etanol agar lebih mudah dipotong.

Langkah 4: Perakitan

Lokasi lubang Anda dan ukuran potongan tertentu dapat bervariasi, tetapi yang penting adalah memiliki setidaknya dua baut melalui setiap potongan pipa aluminium di penyangga sudut dan dua potong pipa yang terhubung ke lengan robot. Saya akan merekomendasikan menggunakan washer untuk meningkatkan distribusi gaya secara lebih merata yang akan membuat alat Anda lebih kuat dan juga akan menurunkan toleransi dan meningkatkan akurasi pemesinan.

Penting untuk mengisolasi kabel panas dari struktur alat sehingga Anda dapat menggunakan urutan bagian yang diilustrasikan di atas untuk melakukannya. Metode saya melibatkan pemotongan laser sumbat kayu lapis, namun Anda juga bisa menggunakan gabus dari botol anggur atau bahan nonkonduktif lainnya untuk efek serupa. Colokan memiliki baut mata dengan pegas di satu ujung dan mur sayap di ujung lainnya, ini digunakan untuk mengamankan kawat panas di tempatnya. Saat menggunakan pemotong kawat panas, kawat mengembang sehingga penting untuk memiliki pegas untuk mengencangkan kawat yang longgar. Kabel untuk memberi daya pada kawat panas dapat ditempatkan dengan rapi di dalam tabung aluminium, jadi pastikan untuk mendorongnya sebelum memasang alat bersama-sama.

Langkah 5: Pengujian

Untuk kawat saya menggunakan kawat nichrome 0.25mm karena resistivitasnya yang tinggi, Anda bisa mencoba kabel lain seperti stainless steel atau constantan. Untuk menguji pemotong kawat panas Anda, Anda harus memasang kabel Anda ke catu daya Anda, nyalakan dan perlahan-lahan naikkan voltase. Anda harus bisa mencium bau kawat yang memanas, ketika tampaknya cukup panas, Anda bisa menggunakan potongan busa untuk melihat apakah kabelnya terpotong. Jika tidak maka dilakukan dengan baik! Jika tidak, coba sesuaikan pengaturan pada catu daya Anda atau pertimbangkan untuk mencoba kabel lain.

Langkah 6: Jalur alat

Lengan robot ABB 1600 diprogram di Rhino with Grasshopper menggunakan plug-in 'Robots' oleh Vicente Soler. Plug-in memungkinkan Anda membuat jalur alat yang dapat dimuat ke perangkat keras robot. Script yang dibuat mengambil 2 kurva dan membagi titik-titik di sepanjang kurva dan menggambar garis di antara titik-titik tersebut. Garis di antaranya adalah area di mana kawat panas akan melewatinya, pembagian titik yang lebih tinggi pada kurva akan menciptakan fidelitas permukaan yang lebih tinggi.

Langkah 7: Pemesinan

Setelah toolpath di-export dari Grasshopper kita bisa menguploadnya ke lengan robot menggunakan RobotStudio by ABB (ini akan berbeda jika Anda menggunakan merek lengan robot yang berbeda). Saat memprogram jalur pahat, ditemukan bahwa gerakan masuk dan keluar dari busa harus tegak lurus dengan permukaan untuk membuat potongan yang rata. Ditemukan juga bahwa kecepatan potong 12mm per detik dengan 30 volt memberi daya pada suhu kawat akan menghasilkan pemotongan yang halus dan konsisten, namun kombinasi kecepatan dan suhu kawat ini akan dilemahkan untuk ukuran material yang berbeda.

Langkah 8: Cetakan (Opsional)

Ada banyak kegunaan alat ini, namun untuk keperluan studi saya, saya telah menggunakan potongan busa sebagai cetakan, jadi inilah ide untuk apa Anda bisa menggunakan alat ini. Potongan busa digunakan sebagai cetakan untuk membuat panel dari gipsum. Potongan busa ini diikat dengan MDF dan G-klem, kemudian gipsum dituangkan ke dalam cetakan dan dibiarkan kering. Panel tersebut kemudian dibongkar dan dapat dibiarkan kering atau dimasukkan ke dalam oven agar lebih cepat kering. Panel dapat dicat, dirawat atau dibiarkan apa adanya.