La tecnología analítica ha alterado gravemente la industria manufacturera durante la última década. Según Mordor Intelligence, el mercado de la analítica en la fabricación tendrá un valor de 19.5 millones de dólares en 2028.

Hay varias formas en que la analítica ha ayudado a las empresas manufactureras a mejorar sus resultados. Hemos señalado que puede ser ideal para pronosticar la demanda futura y comprender mejor las tendencias del mercado en uno de nuestros artículos sobre Uso de análisis para mejorar el marketing en la fabricación.

Sin embargo, existen muchos otros beneficios importantes al utilizar la analítica para optimizar los modelos de negocio de las empresas manufactureras. Una de las principales ventajas de la analítica es que puede ayudar a las empresas manufactureras a producir bienes de forma más eficaz, más rápida y con menos defectos.

Esto es especialmente cierto cuando se trata de crear exoesqueletos de robots. A este beneficio nos referimos en nuestro artículo. Invierta en análisis para mejorar su línea de producción. Continúe leyendo para saber cómo está cambiando este proceso a la luz de los avances en análisis.

Diseñando y mecanizado de robot exoesqueleto Necesita mucha experiencia en mecanizado; hoy en día, con la llegada de las tecnologías de mecanizado modernas, diseñar y desarrollar robots exoesqueletos más precisos es bastante fácil. Estas técnicas de mecanizado permiten a los ingenieros determinar la consideración perfecta del material y la estabilidad estructural de los robots. Con la ayuda de herramientas de mecanizado modernas, los ingenieros están trabajando en el diseño de diseños complejos y altamente efectivos que mejoran la movilidad humana, el aumento de la fuerza y ​​la versatilidad funcional.

Las técnicas de mecanizado modernas, como la impresión 3D y el mecanizado CNC de 5 ejes, ayudan a los ingenieros y diseñadores a crear geometrías complejas. Esta innovación de mecanizado avanzado ayuda a crear estructuras livianas que mejoran la agilidad de los robots. Más adelante en este artículo, explicaremos el papel y las sorprendentes innovaciones del uso de procesos de mecanizado avanzados en diferentes aspectos del desarrollo de robots exoesqueleto.

Desafíos del mecanizado en la creación de prototipos y el diseño iterativo

Desarrollar un prototipo que cumpla con los requisitos de funcionalidad es una tarea compleja. Se necesitan muchas repeticiones y modificaciones de diseño para encontrar un diseño perfecto que cumpla con todos los requisitos funcionales y estructurales. En las prácticas de mecanizado convencionales, la etapa de creación de prototipos puede causarle un fuerte dolor de cabeza. Es un hecho que afrontar los desafíos del mecanizado es un aspecto integral del diseño y desarrollo de esta maquinaria de exoesqueleto. Afortunadamente, La analítica está ayudando significativamente.

Para los ingenieros y diseñadores, lograr una alta precisión y una tolerancia estricta es lo más importante. Este tipo de maquinaria a menudo consta de piezas pequeñas y complejas e intrincadas; estas piezas requieren una alta precisión para garantizar un rendimiento óptimo. Para obtener esta alta precisión, los ingenieros deben realizar algunos ajustes iterativos para refinar el diseño en función de los comentarios sobre el rendimiento.

El mecanizado CNC avanzado y la tecnología de impresión 3D ayudan mucho a lograr modificaciones en el diseño y brindan la oportunidad de probar diferentes materiales y diseños. El motivo principal de los ingenieros es desarrollar un marco estructural que sea liviano y tenga una resistencia estructural duradera. Desde esta perspectiva, los ingenieros tienen que probar diferentes materiales y encontrar combinaciones óptimas de resistencia, peso y durabilidad.

La implementación de estas técnicas de mecanizado avanzadas ayuda a desarrollar robots exoesqueletos que tengan alta funcionalidad, durabilidad estructural, adaptabilidad del paciente y comodidad del usuario en este campo que avanza rápidamente.

Gestión de tolerancia en el mecanizado de mecanismos de articulación de exoesqueleto

El propósito básico de la estructura del exoesqueleto es desarrollar maquinaria que pueda ayudar a los movimientos corporales diarios del usuario y mejorar su estilo de vida. Esto sólo podrá lograrse si los fabricantes garantizan una estricta tolerancia en el mecanismo de la articulación del exoesqueleto. La gestión de la tolerancia es un aspecto crucial para garantizar una funcionalidad confiable en la maquinaria de exoesqueleto de modo que facilite los movimientos humanos naturales. El mecanizado CNC es un actor principal; este alto nivel de precisión solo se puede lograr mediante un mecanizado avanzado de control numérico por computadora.

Para comprender mejor la importancia de la tolerancia en articulaciones intrincadas, consideremos el ejemplo del exoesqueleto de la costilla inferior de la cadera. El exoesqueleto es la estructura de la articulación de la cadera del cuerpo humano, la articulación de la cadera consta de una interfaz esférica y permite la flexión, extensión, abducción y aducción. Debido al peso del cuerpo, la articulación de la cadera necesita mucha estabilidad estructural. Esta unión necesita una tolerancia estricta y solo se puede lograr mediante mecanizado CNC. El mecanizado CNC junto con el modelado CAD permite un diseño perfecto de la parte del casquillo de la junta para un rendimiento óptimo.

Pasemos ahora al componente esférico de este mecanismo de articulación, que se desea articular dentro del casquillo. Para un movimiento suave dentro de la estructura del encaje, la bola debe ser perfectamente precisa y la tolerancia debe ser mínima. El mecanizado CNC permite fabricar un componente de bola perfecto según las tolerancias deseadas, tan ajustadas como unos pocos micrómetros. Y para el casquillo, que se mecanizará en forma de espejo, estas tolerancias serán un ajuste perfecto que minimizará cualquier juego en la junta.

De esta manera, la gestión de la tolerancia en el mecanizado de exoesqueletos se realiza para que los ingenieros puedan garantizar una estructura biomecánica perfecta, que ayude al usuario con un diseño ergonómico perfecto.

Integración de mecanizado para exoesqueleto con sensores integrados

Los sistemas de sensores y retroalimentación adaptativa son aspectos críticos para mejorar la funcionalidad y el rendimiento de los robots exoesqueletos. La lectura precisa a través de estos sensores permite a los diseñadores seguir mejorando la estructura biomecánica de estos robots. El sistema de sensores junto con una unidad de control necesita un espacio específico deseado para su instalación y una vía en el robot para el cableado o el sistema de retroalimentación. Las técnicas de mecanizado de precisión permiten crear carcasas precisas junto con caminos intrincados. Estas vías garantizan una integración ordenada y eficiente de los sensores.

Para comprender mejor los desafíos de mecanizado en estos robots, ejemplifique la instalación de un sistema integrado de presión en exoesqueletos. Los sensores de presión se colocan debajo de los pies para juzgar el movimiento del cuerpo. Para una mejor retroalimentación de estos sensores se deben colocar de tal manera que sean capaces de leer incluso un ligero movimiento y sólo será posible si se distribuyen uniformemente. Por esa razón, se crea un camino intrincado mediante el mecanizado CNC que mejora la capacidad de respuesta del exoesqueleto al movimiento del usuario.

En los exoesqueletos con sensores integrados, otro aspecto importante son las capas protectoras. Los sensores y la unidad de control son altamente sensibles a las condiciones ambientales, pueden dañarse o comenzar a dar lecturas incorrectas a las unidades de control si se humedecen. Por esa razón, las capas protectoras se fabrican con la ayuda de un mecanizado de precisión avanzado, principalmente a través de máquinas de múltiples ejes, para garantizar un funcionamiento fluido en los sensores. Estas capas protectoras están hechas de aleaciones de aluminio y polímeros y mecanizadas según la forma específica de las juntas.

Acabado de superficies para mayor resistencia al desgaste

Como los robots exoesqueletos constan de muchas piezas unidas intrincadas, la mayoría de estas piezas son rótulas y pasadores. Es un hecho que este tipo de juntas bajo varias condiciones de carga a menudo enfrentan problemas de desgaste y fricción. Si estos problemas ocurren en estos robots, causan retrasos en su movimiento.

Para superar estos problemas, se utiliza una técnica adecuada de recubrimiento y tratamiento de superficies para mejorar la agilidad y la vida útil de esta maquinaria. Varias técnicas de acabado, como la deposición física de vapor, la deposición química de vapor, el pulido y el mecanizado de precisión, contribuyen a eliminar estos problemas. El pulido con acabado de espejo, que se logra mediante un mecanizado de precisión y un proceso abrasivo, ayuda a reducir las irregularidades de la superficie.

Conclusión

En resumen, las técnicas de mecanizado desempeñan un papel fundamental a la hora de mantener la forma biomecánica de los robots exoesqueleto. Las técnicas ayudan a mantener una estrecha tolerancia entre las articulaciones y movimientos precisos de las partes del exoesqueleto para que puedan garantizar movimientos ergonómicos según la naturaleza humana. Las técnicas de mecanizado implementadas en exoesqueletos necesitan ingenieros y diseñadores expertos para mecanizar sus piezas complejas, por lo que se debe conocer bien la capacidad de mecanizado del taller de mecanizado elegido.

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• Fuente: https://www.smartdatacollective.com/analytics-in-machining-techniques-in-making-advanced-exoskeleton-robots/