焊接機器人如何實現納米級的運動？
機器人能(néng)否實現以100nm為單位的坐個運動？難以想象，考慮到(dào)人類的頭發(fā)厚度是其700倍而已。Nan影說osystec的一款焊接機器人證明上述運動是可能(néng)的，它的高樹又精度是來自于背後(hòu)線性運動專家區資hepcomotion的支持。
每天有數十億人通過(guò)email和電路關話進(jìn)行溝通交流，全球所有的數據通常都(dōu)是通問公過(guò)光纖以光速來傳輸—這(zhè)是現在大家都(dōu)比道的較熟悉的慨念，另一方面(miàn)大家不是很了解的是E/O轉化器，這(在爸zhè)些部件，隻有方糖大小的尺寸，通過(技到guò)激光二極管使數據傳輸由電話話筒費下的電磁脈沖轉化成(chéng)光脈沖明工并傳輸到(dào)光纖中，他們是精密焊接的傑作。這業雨(zhè)需要特殊的設備來完成(chéng)，世界開上上隻有少數幾家制造商能(néng)設計，Nanosyst員新e就(jiù)是其中之一。這(z請看hè)家公司總部位于法蘭克福附近的Groß-Umstad器火t，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了名為Nanoweld的謝醫焊接機器人，主要市場在美國(guó)和遠東。
高精密定位 ：機器人能(néng)實現100nm級的運動
在設備的中心是一個可調整的載重闆，能(néng)使激光二極管和光纖互相精呢相密匹配，因為光纖10nm的直徑和激光二極管必須準确的射中在中心的爸電目标，這(zhè)就(jiù)産生了100納米級的運動。通過吃厭(guò)對(duì)比：1nm的鐵塊就(j唱土iù)是或多或少等同于一排4個原子的長(cháng)度。刀電換句話說(shuō)，人類頭發(fā)絲是100n見相m的700倍厚。
一旦匹配好(hǎo)了，兩(liǎng)個激光焊下高接頭就(jiù)會(huì)開(kāi)始固定光纖包裹在金屬襯套黑金中，并在兩(liǎng)側焊接密封住。這(zhè能我)裡(lǐ)的高精度起(qǐ)到(dào少劇)了決定性的作用。“NanoWel森懂d概念的挑戰之一就(jiù)是識别一個控制系統。。。。。”Nanosyste船城c技術總監Gunter Hummelt說(shu區還ō)到(dào)，“為了節省空間來建造一個更複雜的裝置，我們不想通藍車過(guò)X-Y系統來工作，而是弧形導軌”
Hepco系統控制的激光運動
Hummelt求助于線性運動專家he又地pcomotion 和它的PRT2環形導軌和節段。此系統包鐵議含優質的鋼材和多樣(yàng)的直徑的環形和節段，也能(néng)與直線導軌合木時并成(chéng)開(kāi)環和閉環的導軌。Na知工noweld系統用了4個環形導軌：2pcs寬度為44這看的90度弧形節段在載重闆的上方，另外兩(liǎn商黑g)個寬度76mm的90度弧形節段在底部。“這(zhè)些導軌強度非匠店常好(hǎo)和非常耐用”，Hummelt說(shuō)到(dào)，“見兵這(zhè)給了我們很大的競争優勢，它能(néng)降低系統的維護成(ché你通ng)本”。
Nanosytec為此導軌系統開(kāi)發(fā)了一個特殊的滿足激光就看運動的小車。這(zhè)裡(lǐ)PRT2的另一個部件被(bèi)排上用費可場—V型導軌技術，小車上的軸承分為同心和偏心的。這(z玩了hè)些輪子接觸淬火的上面(miàn)和下面(miàn)，這(村文zhè)能(néng)保證V型導軌非常耐磨。“導軌是研磨過(g了制uò)的，小車滾輪的預載能(néng)通過(guò地厭)偏心軸承實現精密調整”，hepcomotion的顧數服問工程師Carl-Christian Baumg市電arten補充道(dào)。運動是通過西為(guò)hepco小齒輪接觸齒的外部然後器村(hòu)傳遞小車上電機的力到(dào)導軌上提供的。“這(放動zhè)能(néng)滿足激光焊接頭從劇很垂直方向(xiàng)折向(xiàng)下到(dào)70度。”Hum校兵melt解釋道(dào)。也為了滿足水平方向(xiàng)的定位，根據客亮事戶要求，工程師能(néng)在一個更寬的小車上組裝這(zhè)個系統，花費它能(néng)在被(bèi)安裝在底部的76mm寬的自土節段上運動。即使經(jīng)過(guò)很長(cháng)的時(sh我雜í)間，也能(néng)實現精密運動，隻需要保持潤滑即可。
控制系統确保有害的焊接變形減小到(dào)最少程度
Nanoweld達到(dào)了最優的精度：可再生的定位角度精度小于100n吧秒m。Hummelt補充道(dào)“如果用還技戶想每天焊接不同的部件，這(zhè)個設備必須能(néng事現)調整焊接角度精度到(dào) 0.1°”，他也解釋為什麼(m見志e)部件的功能(néng)在其他方日農面(miàn)會(huì)受到(dào)損害。“一旦開(kāi)始焊接，一個算可小的溫度為1600度的融化焊接池就(jiù)形成(chéng)了謝可，如果凝結的話，就(jiù)有焊接變形的風險，這(zhè)會(huì票路)導緻激光二極管和光纖定位失效”。隻有最優的焊接角度才能(né著匠ng)保證變形量是在可接受的範圍内。He白票pcomotion系統的優勢在于焊接角對動度能(néng)通過(guò)機動小車進(jìn)行調整。導軌自身也能但鄉(néng)運送焊
接頭而無需額外的機械支撐。Hummelt最後(hòu著秒)說(shuō)道(dào)“對(duì)我們而木書言，hepcomotion系統是最劃算和可靠的解決方案來業家實現激光的環形導軌運動系統，其他的都(dōu)被(bèi)證明太有林大，太複雜或太貴。
高精密激光焊接：Nanoweld焊接機器人焊接10um直就森徑的光纖。激光運動精度為100nm内。
小車上偏心滾輪的預載能(néng)在nm級的定位信媽精度下進(jìn)行調整。
Hepcomotion優質鋼材環形節段非常堅固耐用。
