为什么CNC加工对机器人行业至关重要

如今，机器人似乎无处不在——在电影、机场、食品生产中工作，甚至在制造其他机器人的工厂中工作。机器人有许多不同的功能和用途，而且随着它们的制造变得更容易和更便宜，它们在工业中也变得越来越普遍。随着对机器人技术需求的增加，机器人制造商需要跟上，制造机器人部件的一种基本方法是CNC 加工。继续阅读以了解有关机器人标准部件、合适的机器人材料以及为什么CNC加工对机器人制造如此重要的更多信息。

在工厂环境中使用的机器人。手臂末端的附件有许多加工部件。

CNC加工是为机器人量身定制的

一方面，CNC加工能够以极快的交货时间生产零件。几乎一旦您准备好3D模型，您就可以开始使用CNC机器制造组件。这允许快速迭代原型并快速交付用于特殊应用的定制机器人部件。

CNC 加工的另一个优势是它能够完全按照规格制造零件。这种制造精度对于机器人技术尤其重要，其中尺寸精度是构建高性能机器人的关键。精密CNC加工可以保持 +/- 0.015mm的严格公差，并且这种精心制作的零件允许机器人进行众所周知和重视的精确和可重复的运动。

表面光洁度是使用CNC加工生产机器人部件的另一个原因。相互作用的零件需要具有低摩擦力，精密CNC加工可以生产出表面粗糙度低至Ra 0.8 μm的零件，通过抛光等后处理操作甚至更低。相比之下，压铸（在任何精加工工艺之前）通常会产生接近 5 μm 的表面粗糙度。金属3D打印产生更粗糙的表面光洁度。

最后，机器人中使用的材料类型是 CNC加工的理想选择。机器人需要能够稳定移动和提升物体，这需要坚固、坚硬的材料。这些必要的特性最好通过加工某些金属和塑料来实现，如下面的材料部分所述。此外，机器人通常用于定制目的或小批量生产，这使得 CNC 加工成为机器人部件的自然选择。

CNC加工制造的机器人零件类型

有了这么多可能的功能，许多不同类型的机器人已经进化。有几种主要类型的机器人是常用的。铰接式机器人的单臂带有多个关节，这是很多人都见过的。还有SCARA（Selective Compliance Articulated Robot Arm）机器人，它可以在两个平行平面之间移动东西。SCARA 具有很高的垂直刚度，因为它们的运动是水平的。Delta 机器人的关节位于底部，这使得手臂保持轻便且能够快速移动。最后，龙门或笛卡尔机器人具有相互成 90 度移动的线性致动器。这些机器人中的每一个都有不同的构造和不同的应用，但通常有五个主要组成部分组成机器人(机械臂/末端执行器/马达/控制器/传感器)。

机械臂

机械臂在形式和功能上都有很大差异，因此可以使用许多不同的组件。然而，它们的一个共同点是它们能够移动物体或对物体执行操作——与人类手臂不同！机器人手臂的不同部分甚至以我们自己的名字命名：肩关节、肘关节和腕关节旋转并控制其间各部分的运动。

机器人手臂的结构部件需要坚硬且坚固，以便它们可以举起物体或施加力。由于用于满足这些要求的材料（钢、铝和某些塑料），CNC加工是正确的选择。较小的部件，例如关节中的齿轮或轴承，或围绕手臂的外壳部分，也可以进行CNC加工。

末端执行器

末端执行器是连接到机器人手臂末端的附件。末端执行器允许您针对不同的操作自定义机器人的功能，而无需构建全新的机器人。它们可以是抓手、抓取器、吸尘器或吸盘。这些末端执行器通常具有由金属（通常是铝）CNC加工而成的部件（稍后将详细介绍材料选择）。其中一个组件永久连接到机器人手臂的末端。实际的抓手、吸盘或其他末端执行器（或末端执行器阵列）与该组件配合，因此它可以由机器人手臂控制。这种具有两个不同组件的设置可以更轻松地更换不同的末端执行器，因此机器人可以适应不同的应用。您可以在下图中看到这一点。底部圆盘将用螺栓固定在机器人手臂上的配合部件上，使您可以将操作吸盘的软管连接到机器人的供气装置上。顶部和底部圆盘是CNC加工零件的示例。

该末端执行器涉及许多CNC加工部

马达

每个机器人都需要电机来驱动手臂和关节的运动。电机本身有许多运动部件，其中许多部件都可以通过CNC加工。通常，电机具有某种用于电源的机加工外壳，以及用于将其连接到机械臂的机加工支架。轴承和轴也经常采用数控加工。轴可以在车床上加工以减小直径，也可以在铣床上加工以增加键或槽等特征。最后，将电机运动传递到机器人关节或其他部分的齿轮可以通过铣削、EDM或滚齿机进行CNC加工。

伺服电机可用于为机器人运动提供动力。

控制器

控制器基本上是机器人的大脑，它会做你认为它会做的事情——它通常控制机器人的精确运动。作为机器人的计算机，它从传感器获取输入并修改控制输出的程序。这需要印刷电路板 (PCB) 来容纳电子元件。在添加电子设备之前，该 PCB 可以通过CNC加工成所需的尺寸和形状。

传感器

如上所述，传感器接收有关机器人周围环境的信息并将其反馈给机器人的控制器。传感器还需要可以通过CNC加工的 PCB。有时，这些传感器也安装在CNC 机加工外壳中。

定制夹具和固定装置

尽管不是机器人本身的一部分，但大多数机器人操作都需要定制夹具和固定装置。当机器人在零件上工作时，您可能需要一个固定装置来固定零件。您还可以使用夹具每次精确定位零件，这通常是机器人拿起或放下零件所必需的。因为它们通常是一次性的定制零件，所以CNC加工非常适合夹具。交货时间很短，数控加工通常很容易在一块库存材料上完成，通常是铝。