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，随着它们的制造变得更容易、更便宜，它们在工业中也变得更加普遍。作为对机器人学技术进步，机器人制造商需要跟上，制造机器人部件的一个基本方法是数控加工. 继续阅读，了解更多关于机器人标准部件、合适的机器人材料以及为什么数控加工对机器人制造如此重要的信息。
数控加工是为机器人量身定做的
对于一个，CNC加工能够产生具有极快的交货时间的部件。几乎一旦您就准备好了3D模型，就可以开始使用CNC机器进行组件。这允许对特种应用进行原型和快速交付定制机器人零件的快速迭代。
数控加工的另一个优点是它能够精确地制造出符合规格的零件制造精度这对于机器人技术尤其重要，因为尺寸精度是制造高性能机器人的关键。精密CNC加工可将公差保持在+/-0.0002英寸以内，并且这种精心制作的零件允许机器人进行已知且具有价值的精确且可重复的运动。
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，精密数控加工可以生产表面粗糙度低至Ra 0.8μm的零件，或者通过抛光等后处理操作甚至更低的零件。相比之下，压铸（在任何精加工之前）通常会产生接近5μm的表面粗糙度。金属3D打印可产生更粗糙的表面光洁度。
最后，用于机器人的材料类型是CNC加工的良好候选材料。机器人需要能够稳定移动和提升物体，需要坚固、坚硬的材料。这些必要的性能最好通过加工某些金属和塑料来实现，如下文材料部分所述。此外，机器人通常用于定制或小批量制造，这使得CNC加工成为机器人部件的自然选择。
采用数控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发展出来了。常用的机器人有一些主要类型的机器人。铰接式机器人具有单臂，其中有多个关节。还有Scara（选择性合规性铰接式机器人手臂）机器人，可以在两个平行的平面之间移动东西。疤痕具有高垂直刚性，因为它们的运动是水平的。Delta Robots有位于底座的关节，使手臂轻巧，能够快速移动。最后，龙门架或笛卡尔机器人具有线性致动器，彼此以90度移动。这些机器人中的每一个都是不同的并且具有不同的应用，但是有五个主要组件通常弥补机器人。
- 机械臂
- 末端效应器
- 马达
- 控制器
- 传感器
机械臂
机器人手臂在形式和功能上都有很大的不同，因此可以使用很多不同的部件。然而，它们有一个共同点，那就是它们能够移动物体或对物体进行操作——这和人类手臂没什么两样！机器人手臂的不同部分甚至以我们自己的部分命名：肩部、肘部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和坚固，以便它们能够举起物体或施加力。由于使用的材料满足这些要求（钢、铝和某些塑料），因此数控加工是正确的选择。较小的部件，如接头中的齿轮或轴承，或包围臂的外壳零件，也可以进行数控加工。
末端效应器
末端效应器是连接到机器人手臂末端的附件。末端效应器允许您根据不同的操作自定义机器人的功能，而无需构建一个全新的机器人。它们可以是夹持器、抓取器、真空吸尘器或吸盘。这些末端执行器通常具有由金属（通常为铝）数控加工而成的部件（稍后将详细介绍材料选择）。其中一个组件永久性地连接到机器人手臂的末端。实际的夹持器、吸盘或其他末端执行器（或末端执行器阵列）与该组件匹配，因此它可以由机器人臂控制。这种带有两个不同组件的设置允许更容易地更换不同的末端执行器，因此机器人能够适应不同的应用。您可以在下图中看到这一点。底部圆盘将通过螺栓连接到机器人手臂上的配套部件上，允许您将操作吸盘的软管连接到机器人的空气供给装置上。顶部和底部圆盘是数控加工零件的示例。
马达
每个机器人都需要马达驱动手臂和关节的运动。电机本身有许多运动部件，其中许多部件可以进行数控加工。一般来说，电机具有某种机械加工外壳作为电源，以及机械加工支架以将其连接到机械臂。轴承和轴也通常采用数控加工。轴可以在车床上加工以减小直径，也可以在铣床上加工以添加键或槽等特征。最后，可以通过铣削、电火花加工或滚齿加工将电机运动传递到机器人的关节或其他部分的齿轮。
控制器
控制器基本上是机器人的大脑，它做你认为它做的事情——它控制着机器人通常精确的运动。作为机器人的计算机，它接受传感器的输入（见下文），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。在添加电子元件之前，可以对该PCB进行CNC加工，使其达到所需的尺寸和形状。
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控制器。传感器还需要PCB，可以进行数控加工。有时，这些传感器也安装在数控加工的外壳中。
定制夹具
虽然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。当机器人在零件上工作时，您可能需要一个夹具来固定零件。您还可以使用夹具每次精确定位零件，这通常是机器人拾取零件或放下零件所必需的。因为它们通常是一次性定制零件，所以CNC加工非常适合于夹具。交付周期短，数控加工通常很容易在一块库存材料（通常是铝）上完成。
加工机器人零件的首选材料
对于机器人而言，材料考虑至关重要。零件必须坚固耐用，能够承受冲击、提升或支撑物体，并执行重复性任务。它们还需要足够轻，以便由电机操纵，并且有一些材料特别适合这些要求。
铝
铝是加工机器人部件的最佳选择。这种金属易于加工，强度重量比高。铝还具有耐腐蚀性，可以承受各种环境。它适用于中小型机器人，因为大型机器人需要更坚固的材料来完成重物搬运。
钢
18beplay下载 它的密度比铝高，但坚固耐用，是大型重型机器人的理想选择。它具有高抗冲击性和高刚度，再次使其成为重型起重作业的良好选择。合金钢4340是一个很好的选择，因为它具有特别高的硬度和强度，屈服强度为72 kpsi。
聚甲醛（POM）
18beplay ，也称为delrin或acetal，是一种易于加工的聚合物。它有一个低摩擦系数，这使得它非常适合齿轮和衬套。它还具有高刚度和良好的尺寸稳定性，这两个特性都是构建具有精确运动的机器人的关键。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）
防抱死制动系统是另一种可加工的塑料；它甚至可以是螺纹的。它坚固耐用，屈服强度约为5000 psi。它的密度比铝和钢要低，而且耐冲击。这些特性使其成为执行重复任务的小型机器人上的组件的良好选择。
结论
希望你现在能明白为什么数控加工是机器人生产过程中不可或缺的一部分。广泛的材料可以数控加工到非常严格的公差，以确保您的机器人将能够执行您需要的精确运动。使用CNC工艺，您可以快速获得零件，这对于定制一次性和大规模构建都至关重要。
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