Вакуумният грайфер от 3D принтера губи 60% от теглото си
Популярни са вакуумните грайфери. Те могат бързо да бъдат свързани към роботизирана ръка и могат безопасно да транспортират продукти с гладка повърхност. Fraunhofer IPA успя да намали теглото на грайфера с 60% чрез оптимизиране на топологията.
Повечето роботи имат само малък полезен товар. Ако грайферът има голямо мъртво тегло, роботът може да вземе по-малко или никакви тежки продукти. По-лекият компонент също може да се ускори по-добре, което има положителен ефект върху консумацията на енергия. В допълнение към намаляването на теглото, учените от IPA също искаха да подобрят усилията за конфигуриране в проекта с Robomotion. „С оригиналния грайфер трябваше да отворите много винтове, за да го смените. Затова искахме да интегрираме нов адаптер, който може да бъде премахнат и прикрепен само с едно движение “, информира ръководителят на проекта Йохен Буркхард от Fraunhofer-IPA.
Вакуумните грайфери от 3D принтера водят до по-ниски материални разходи
За да оптимизират топологията, експертите на IPA използваха метода на крайните елементи (МКЕ) за анализ на натоварванията върху компонента. По този начин те бързо разпознават кои области са само леко натоварени и могат да бъдат стеснени. Те са маркирали основни елементи като въздуховодите и вакуумните канали и свързващата плоча за фланца на робота като непроектирани зони и са ги изключили от процеса на оптимизация. По този начин те откриха, че могат да се направят изрези в точката на свързване на грайфера - фланеца - и поточните канали.
След като беше разработено оптимизирано предложение за дизайн, учените извършиха втори анализ на МКЕ. „Доказано е, че напреженията и деформациите остават постоянни въпреки икономиите на материали“, казва Буркхард с радост. Новият модел грайфер е реализиран с 3D печат. Както при оригинала, като строителен материал е използван лекият и въпреки това стабилен полиамид (P12). „С новия дизайн дори спестяваме материални разходи“, казва Буркхард.
Нов фланец за по-бърза конфигурация
Сега новият грайфер тежи около 150 g, 60% по-малко от предишния модел. Със спестяванията учените успяха да интегрират малко по-тежък адаптер за бърза смяна. „Сега трябва само да отворите скоба, за да конфигурирате грайфера на рамото на робота“, казва Буркхард. Robomotion може също да използва резултатите от оптимизацията на топологията за други грайфери. „В проекта беше оптимизиран осемкратен грайфер, но мерките могат да бъдат приложени и с четирикратен грайфер на компанията“, продължава Буркхард. Според него проектът с Robomotion показва, че оптимизацията на топологията все още може да извлече нещо дори от много леки компоненти. „Направихме много добър грайфер още по-добър“, казва експертът.