Một tấm chắn va chạm đúc có thể bảo vệ vỏ robot khỏi trầy xước và hấp thụ một phần năng lượng va chạm, nhưng chỉ riêng bề mặt mềm không làm cho robot di động trở nên an toàn. Đúc phủ tấm chắn va chạm robot là một lựa chọn thiết kế khi một khung cứng cần một lớp tiếp xúc đàn hồi; nó phải được đánh giá cùng với cảm biến, hành vi dừng, lắp đặt và các biện pháp kiểm soát mối nguy của robot. Quyết định then chốt là tấm chắn va chạm được kỳ vọng làm gì—và những gì nó không bao giờ được nhầm lẫn với.
Xác định chức năng của tấm chắn va chạm—và các giới hạn của nó
“Tấm chắn va chạm” có thể có nghĩa là một tấm bảo vệ cạnh thẩm mỹ, một dải chống mài mòn có thể thay thế, một bề mặt tiếp xúc đàn hồi, hoặc một phần của hệ thống phát hiện tiếp xúc. Những chức năng đó không nên bị hòa trộn vào một yêu cầu mơ hồ. Một tấm bảo vệ thẩm mỹ có thể được đánh giá bằng ngoại quan và khả năng chống trầy xước. Một lớp đàn hồi có thể cần tránh làm hỏng robot hoặc thiết bị lân cận trong quá trình tiếp xúc ngẫu nhiên. Một tấm chắn va chạm có cảm biến có thêm các yêu cầu về điện, cơ khí và cấp hệ thống.
Ghi lại các vị trí tiếp xúc, các hướng va chạm có khả năng xảy ra, các loại vật thể, dải tốc độ vận hành, mức độ phơi nhiễm môi trường và cách xe được kỳ vọng phản ứng. Nếu tấm chắn va chạm là một phần của chức năng an toàn, hiệu năng của nó phải được đánh giá trong toàn bộ hệ thống robot theo quá trình phân tích rủi ro và xác nhận áp dụng. Bản thân việc đúc phủ không thiết lập xếp hạng an toàn hay đảm bảo khoảng cách dừng an toàn.
Đối với bối cảnh ứng dụng, trang ngành robot của trang web đề cập đến các linh kiện đúc được sử dụng xung quanh các hệ thống robot. Ở đây trọng tâm hẹp hơn: cách một lớp vỏ đàn hồi và khung đỡ cứng của nó tương tác với nhau.
Chọn kiến trúc khung đỡ và lớp vỏ có thể được kiểm tra
Một giá đỡ cứng có thể định vị cản trên khung gầm và cung cấp các đặc điểm lắp đặt, trong khi một lớp đúc mềm hơn tạo ra bề mặt tiếp xúc. Hai vật liệu có thể được liên kết bằng kết dính hóa học, khóa cơ học, hoặc cả hai. Chọn chiến lược giao diện dựa trên chất nền và cấp độ elastomer chính xác, tải trọng dự kiến, và cách hư hỏng sẽ xuất hiện trong quá trình kiểm tra.
Không dựa vào giả định rằng vật liệu mềm sẽ vẫn bám dính vì nó bao quanh giá đỡ. Bong tróc ở mép, xoay quanh chất nền, hoặc tách rời sau lão hóa có thể để lộ một mép cứng mà thiết kế dự định che phủ. Các lỗ xuyên và rãnh cắt ngầm có thể cải thiện khả năng giữ cơ học, nhưng chúng ảnh hưởng đến việc điền đầy khuôn, thoát khí, dòng chảy vật liệu, đẩy phôi, và độ bền của giá đỡ. Hình học phù hợp phải được xác nhận trên chi tiết đúc.
Khi đang xem xét phương án hai vật liệu, hãy đánh giá nó như một thiết kế đúc phủ, bao gồm định vị chất nền, các bề mặt ngắt dòng, chuẩn bị giao diện, và độ lặp lại của quá trình. Một tấm đệm thay thế được lắp ráp cơ học có thể thích hợp hơn khi việc thay thế tại hiện trường là ưu tiên hoặc khi cặp vật liệu không hỗ trợ giao diện đúc vững chắc.
Định hình vùng tiếp xúc xung quanh tác động dự kiến
Độ dày và biên dạng của cản ảnh hưởng đến cách nó biến dạng, nhưng “làm cho nó dày hơn” không phải là một quy tắc thiết kế hoàn chỉnh. Một mặt phẳng rộng có thể phân tán tiếp xúc trên một diện tích lớn hơn; một môi nhô ra có thể bảo vệ một đường nối nhưng tập trung biến dạng tại chân của nó. Các góc, lỗ bắt vít, và chuyển đổi độ dày đột ngột có thể trở thành điểm khởi đầu rách, đặc biệt khi cản bị nén hoặc cọ xát lặp đi lặp lại.
Xem xét chuyển động của cản cũng như hình dạng tĩnh của nó. Kiểm tra xem lớp mềm có thể chạm đáy vào giá đỡ không, giá đỡ có thể tiếp xúc với vật thể trước không, và cản bị nén có thể chặn cảm biến hoặc cửa không. Bao gồm độ cứng của giá lắp: một lớp da đàn hồi trên một giá đỡ linh hoạt có thể di chuyển xa hơn dự kiến và tạo ra va chạm ở nơi khác.
- Đánh dấu các vùng và hướng tiếp xúc đầu tiên có khả năng xảy ra trên mô hình CAD.
- Giữ ranh giới mềm-cứng tránh xa mép tiếp xúc nhạy cảm với bong tróc nhất khi có thể.
- Cung cấp khe hở cho biến dạng mà không cản trở cảm biến, bánh xe, hoặc lối tiếp cận bảo trì.
- Thiết kế các đặc điểm giữ và kiểm tra để có thể phát hiện sự tách rời một phần.
Tránh để cảm biến và độ đàn hồi xung đột lẫn nhau
Một số cản robot hoạt động cùng với cảm biến tiệm cận, công tắc tiếp xúc, hoặc phần tử nhạy áp. Lớp da đúc không được vô tình che chắn đường cảm biến, tạo tải trước cho công tắc, kẹp dây, hoặc thay đổi điểm kích hoạt khi vật liệu lão hóa. Nếu điện tử được tích hợp vào cụm lắp, hãy xác định tuyến đi dây của đầu nối và giảm căng trước khi bố cục khuôn được hoàn thiện.
Tách biệt bảo vệ vật lý khỏi logic phát hiện trong các yêu cầu. Một cản đàn hồi có thể giảm hư hỏng bề mặt trong quá trình tiếp xúc nhẹ, nhưng nó không thể thay thế các biện pháp cảm biến, điều khiển, phanh, hoặc giảm thiểu rủi ro theo yêu cầu của thiết kế hệ thống robot. Xác minh toàn bộ cụm lắp ở vị trí lắp đặt thực tế, bao gồm trường nhìn của cảm biến và phản ứng của robot đối với tiếp xúc.
Kiểm tra cản đã lắp đặt, không chỉ một mẫu vật liệu
Mẫu vật liệu có thể giúp so sánh các ứng viên, nhưng chúng không tái tạo giao diện đế mang, hình học mép đúc, các chi tiết kẹp xiết hoặc biến dạng khi lắp đặt. Hãy xác nhận các cụm lắp ráp đúc đại diện bằng phương pháp gắn kết thực tế. Xác định các điều kiện năng lượng hoặc lực tiếp xúc thông qua quy trình kỹ thuật và an toàn của hệ thống, sau đó quan sát biến dạng, độ hồi phục, liên kết gắn, phản hồi cảm biến và mọi tiếp xúc giữa đế mang và vật thể bên ngoài.
Tuổi thọ và môi trường có vai trò quan trọng. Nhiệt độ, hóa chất tẩy rửa, dầu, phơi nhiễm UV và nén lặp lại có thể làm thay đổi hành vi của polymer. Hãy sử dụng các điều kiện phơi nhiễm phù hợp với môi trường vận hành của robot, và lặp lại các kiểm tra tiếp xúc và cảm biến liên quan sau đó. Tiêu chí kiểm tra nên xác định tình trạng bong mép, nứt, biến dạng dư vĩnh viễn, chi tiết kẹp xiết bị lỏng và thay đổi trong hành vi chuyển mạch.
| Hạng mục xác nhận | Những gì nó tiết lộ | Kiểm tra sau khi xử lý điều kiện? |
|---|---|---|
| Duy trì giao diện | Bong tróc, xoay hoặc tách cục bộ | Có, sau quá trình lão hóa và chu kỳ liên quan |
| Biến dạng tiếp xúc | Chạm đáy hoặc lộ đế mang cứng | Có, ở nhiệt độ đại diện |
| Phản hồi cảm biến | Đường bị chặn, tải trước hoặc thay đổi điểm kích hoạt | Có, trước và sau chu kỳ vận hành |
| Độ bền gắn kết | Chi tiết kẹp xiết bị lỏng hoặc giá đỡ bị xê dịch | Có, sau khi rung động hoặc tiếp xúc lặp lại |
Những gì kỹ thuật cần chỉ định trước khi làm khuôn
Chia sẻ CAD của giá đỡ và cản va, vật liệu ứng viên chính xác nếu đã biết, chi tiết lắp đặt, vùng tiếp xúc dự kiến, tốc độ robot và môi trường vận hành, mức độ tiếp xúc với quy trình vệ sinh, hành vi cảm biến yêu cầu, sản lượng hàng năm, và chiến lược bảo trì hoặc thay thế. Xác định xem chi tiết là tấm chắn thẩm mỹ, bộ phận chịu mài mòn, giao diện tuân thủ, hay một thành phần trong chức năng liên quan đến an toàn.
Sự phân biệt đó định hướng hình học, sàng lọc vật liệu, giao diện khuôn, kế hoạch kiểm tra và phạm vi xác nhận. Nếu tiêu chí chấp nhận vẫn chưa được quyết định, hãy bắt đầu bằng việc xác định các kịch bản tiếp xúc ở cấp hệ thống thay vì yêu cầu nhà đúc chọn vật liệu chỉ dựa trên “độ mềm.”
Những câu hỏi người mua thường đặt ra
Liệu một cản va đúc phủ mềm có làm cho robot di động an toàn hơn không?
Không chỉ tự nó. Nó có thể bảo vệ bề mặt hoặc cung cấp khả năng tuân thủ, nhưng an toàn hệ thống phụ thuộc vào cảm biến, điều khiển, phản ứng dừng, môi trường sử dụng của robot và các biện pháp giảm thiểu rủi ro đã được xác nhận.
Cản va có nên được đúc cố định vĩnh viễn lên giá đỡ không?
Đúc phủ vĩnh viễn có thể giảm các bước lắp ráp riêng biệt khi giao diện vật liệu và tuổi thọ sử dụng phù hợp. Một tấm đệm có thể thay thế có thể tốt hơn khi dự kiến có mài mòn, việc sửa chữa tại hiện trường quan trọng, hoặc cặp vật liệu không thể được xác nhận để tạo liên kết bền lâu.
Cản va có thể bao gồm cảm biến tiếp xúc không?
Có thể, nhưng cảm biến, dây dẫn, lớp vỏ đúc và phản ứng điều khiển phải được thiết kế và thử nghiệm như một cụm lắp ráp. Lớp đúc phủ không được tạo tải trước, cản trở hoặc cô lập phần tử cảm biến theo cách làm thay đổi phản ứng dự định của nó.