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Farason Corporation 应用亮点:带定制卡圈的机械夹爪
三十多年来,Farason Corporation 一直为制造商设计并制作定制的自动化和机器人系统,现已向北美、亚洲、南美和欧洲运送了 900 多台机器。为了助力设计和生产,Farason 团队购置了 Markforged 3D 打印机,这与 Farason 一直以来的宗旨相一致,那就是针对客户面临的具体挑战提供独一无二的解决方案。Farason Corporation 团队为机器人包装自动化应用设计了一种带有定制卡圈的机械夹爪。
挑战
这个自动化设计包括一个带有双向机械夹爪的机械臂,用于抓取塑料桶的桶颈,对准螺纹区域并扣住。然后提起塑料桶,将其摆动到位,并将桶内物品倒入下一阶段进行产品分拣。
夹爪的初步设计始于 3D 模型的制作,该模型包括用于锁定目标收集器运输桶颈部的卡爪,其中包括卡爪底部用于对准螺纹的特征。然而,在测试该工具时,他们发现了提高性能和成功率的机会。
原理验证用原型可以抓起塑料桶并将其交给机器人,以便倾倒里面的物品,但是他们发现总有几个袋子会掉落在桶口和接收容器漏斗之间。
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解决方案
“我们能够快速地进行迭代,额外增加这种定制的卡圈法兰,协助袋子落入容器中”,设计支持工程师 Christian 说道,“原本通常不可能做到这一点”。他解释说,如果没有 Markforged 3D 打印机,就不可能发现如此轻便却耐用的材料并且快速制造出这种形状,对于量小的此类定制解决方案来说更是如此。
设计方案确定后,他们还需要完成另一阶段才能准备好随时可生产的最终零件。该项目的设计师、Farason 研发支持工程师 Richard Cook 指出,用 Onyx 打印的原理验证用原型可用于测试,但是即便是使用高强度的基础材料,光靠 3D 打印还是不可行。Richard 说:“这样制作出来的零件与橡胶类似,太有弹性。但实际应用中,在悬臂和零件长度之间,要靠一块小垫片固定住这么大一块材料,再用几个小螺栓将其连接到夹爪机构本身。”最后,他们通过加入 Markforged 的连续纤维增强来解决这个问题。
Farason 团队使用 Markforged X7 打印机以连续纤维材料打印出待准备发送给客户的量产零件。“我们只用了几层碳纤维,就向团队证明了使用这种材料是对的”,Richard 说道,“在螺钉下面增加支撑,添加垫圈片夹紧零件,再用一段手指长的碳纤维来保持稳定和强度,这样它就不会扭曲。我们打印了一套,团队非常满意”。最终生产出的 EOAT 也没让客户失望:足够耐用,可以微弯以便平滑移动和定位,也够坚固,可以完成所需的工作。
Markforged 的优势
- 降低零件成本,只需数小时而不是数天即可交付。
- 实现无法在现场以低价制作的复杂特征(不对称卡圈漏斗)。
- 3D 打印技术使团队能够在测试的同时优化增材制造的生产解决方案。
- 连续纤维增强 (CFR) 可在需要的位置增大强度,同时保持零件的轻巧、坚固和适合部署的特性。
– Farason Corporation 设计支持工程师 Christian Weder“我们能够快速地进行迭代,额外增加这种定制的卡圈法兰,协助袋子落入容器中。原本通常不可能做到这一点”。
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