Hai semua, jika anda pernah membina atau memprogramkan robot, anda tahu bahawa bunyi bising boleh menjadi titik kesakitan yang menyeluruh—sama ada anda sedang menguji prototaip di garaj anda, menjalankan persediaan industri kecil atau menggunakan robot pengguna di rumah. Minggu lepas, saya mendapat DM daripada pelajar robotik yang sedang menyelesaikan masalah robot mudah alih yang mereka bina dengan casis plastik, dan mereka terus berhadapan dengan bunyi decitan pelik yang menyukarkan merekod data penderia. Perbualan itu membuatkan saya berfikir: Saya pembekal Casis Robot Aluminium, dan saya selalu ditanya tentang tahap hingar berbanding bahan lain. Hari ini saya merungkai dengan tepat berapa banyak bunyi yang anda boleh jangkakan daripada casis robot aluminium, mengapa ia berlaku, dan bagaimana ia dibandingkan dengan bahagian robot biasa yang lain. Tiada jargon kaku, hanya maklumat sebenar dan praktikal daripada seseorang yang bekerja dengan bahagian ini setiap hari.
Mula-mula, mari kita perbetulkan satu perkara: "bunyi" di sini bukan hanya bunyi bip kuat yang dibuat oleh telefon anda. Untuk robot, hingar merujuk kepada kedua-dua bunyi yang boleh didengar (bahan yang anda boleh dengar) dan getaran mekanikal (dengung atau bunyi yang mungkin anda rasai melalui meja kerja atau lantai)—kedua-duanya adalah sangat penting. Bunyi yang boleh didengar boleh menjengkelkan untuk kegunaan dalaman, dan getaran boleh menghilangkan penentukuran penderia, merosakkan gear dengan lebih cepat dan juga menyebabkan masalah struktur dari semasa ke semasa. Apabila saya bekerja dengan pelanggan, sama ada mereka penggemar atau pasukan pembuatan kecil, kami sentiasa bercakap tentang pilihan bahan kerana itu adalah salah satu pemacu bunyi yang terbesar.
Mari kita mulakan dengan soalan teras: apakah tahap hingar bagi casis robot aluminium? Saya telah menguji beratus-ratus ini selama bertahun-tahun, dalam makmal dalaman kami dan dalam kes penggunaan dunia sebenar. Kebanyakan casis aluminium adalah mesin CNC, bukan? Dan saya tahu sesetengah daripada anda mungkin biasa dengan bahagian Lengan Robot Mesin CNC, kerana ia menggunakan pemotongan ketepatan yang sama yang kami gunakan untuk casis. Untuk casis robot mudah alih standard (fikirkan pacuan 6 roda atau pacuan berbeza, yang paling biasa untuk robot kecil hingga sederhana), bunyi yang boleh didengar apabila bergerak pada kelajuan biasa (katakan 1–2 meter sesaat) biasanya antara 55 dan 65 desibel (dB). Sebagai rujukan, itu kira-kira sama dengan perbualan biasa, atau bunyi dari mesin basuh pinggan mangkuk yang berjalan—cukup kuat untuk diperhatikan, tetapi tidak begitu kuat sehingga menggembirakan dalam ruang yang kecil.
Tetapi tunggu, nombor itu tidak ditetapkan. Banyak faktor mengubahnya. Jika casis anda terlalu berat untuk motor anda, anda akan mendapat lebih banyak geseran antara roda dan rangka casis, yang menambah bunyi berderit atau mengisar yang boleh menolaknya sehingga 70 dB atau lebih. Jika anda tidak mengetatkan bolt dengan betul, panel aluminium individu mungkin bergegar, menambah bunyi decitan nada tinggi yang anda pasti tidak mahu. Walaupun roda penting—roda getah pada konkrit licin berbanding roda plastik pada asfalt kasar akan mengubah bunyi keseluruhan, tetapi casis itu sendiri adalah sebahagian besar daripada aras asas.
Sekarang, mari kita bandingkan dengan pilihan lain, kerana di situlah perkara menjadi menarik. Saya sering ditanya mengapa tidak menggunakan Cangkerang Robot Plastik atau bahagian keluli tahan karat sahaja? Mari kita pecahkan mereka. Casis plastik lebih ringan, bukan? Jadi tahap hingar asas mereka adalah lebih rendah—biasanya 50–55 dB, yang lebih senyap daripada aluminium. Tetapi inilah tangkapannya: plastik lebih fleksibel, jadi ia lebih bergetar, terutamanya pada kelajuan yang lebih tinggi. Getaran itu sebenarnya boleh menjadikan data sensor kurang tepat, dan dari masa ke masa, casis plastik mungkin mengalami retakan kecil yang menghasilkan bunyi baharu semasa robot bergerak. Saya mempunyai pelanggan tahun lepas yang menukar daripada aluminium kepada casis plastik untuk robot penghantaran kecil, dan dalam masa 3 bulan, casis mereka berderak teruk sehingga terpaksa menggantikannya. Melekat dengan aluminium mengelakkan kerumitan itu untuk pelanggan lain dalam industri yang sama, yang telah menggunakan Casis Robot Aluminium kami selama 2 tahun sekarang.
Bahagian Robot Logam Keluli Tahan Karat adalah satu lagi alternatif biasa, terutamanya untuk robot industri tugas berat. Tahap hingar mereka adalah serupa dengan aluminium—sekitar 58–62 dB untuk kegunaan standard—tetapi keluli tahan karat adalah lebih tumpat, jadi ia menghantar lebih banyak getaran ke komponen dalaman robot. Ini bermakna jika anda mempunyai penderia yang halus (seperti LiDAR atau kamera), casis keluli tahan karat boleh menyebabkan lebih banyak gangguan daripada aluminium, kerana ia tidak menyerap getaran juga. Aluminium sebenarnya cukup bagus dalam meredam getaran kecil, itulah sebabnya ia menjadi pilihan saya untuk kebanyakan pelanggan yang mengimbangi bunyi, berat dan ketahanan.
Tunggu, tetapi saya harus menyebut dari mana bunyi itu datang pada casis itu sendiri, bukan hanya keseluruhan sistem robot. Ramai orang berpendapat bahawa motor atau roda adalah satu-satunya sumber bunyi, tetapi casis adalah sebahagian besar daripadanya. Apabila anda mempunyai casis aluminium mesin CNC, jahitan antara panel, titik pelekap untuk motor dan roda, malah kemasan permukaan semuanya memainkan peranan. Jika bahagian tepi yang dimesin tajam, ia mungkin menimbulkan lebih banyak geseran apabila bahagian bergesel, yang membawa kepada bunyi berdecit itu. Itulah sebabnya di kedai kami, kami sentiasa menyahburkan bahagian tepi dan menambah pelincir nipis pada titik pelekap untuk pelanggan yang mahukan tahap hingar yang lebih rendah—penyesuaian kecil yang membuat perbezaan besar.
Perkara lain yang perlu dipertimbangkan ialah tempat anda menggunakan robot. Jika ia adalah robot industri yang bekerja di gudang, 65 dB adalah baik-baik saja—gudang sudah kuat, jadi sedikit bunyi tambahan tidak penting. Tetapi jika ia adalah vakum robot rumah atau robot pendidikan untuk bilik darjah, bunyi yang lebih rendah adalah lebih baik. Untuk kes tersebut, saya mengesyorkan gabungan: casis aluminium berkualiti tinggi, roda getah dengan lapisan dalam yang lembut, dan pemasangan motor yang betul pada casis dengan peredam getah. Kami menjual sekumpulan Aksesori Robot seperti peredam dan pelincir di kedai kami, jadi mudah untuk menyusun persediaan bunyi rendah tanpa bermula dari awal.
Saya juga ingin menangani mitos biasa yang saya dengar sepanjang masa: "aluminium sentiasa lebih bising daripada plastik." Itu hanya benar jika anda membandingkan casis plastik yang murah dan dibuat dengan buruk dengan aluminium berketepatan tinggi. Saya telah menguji casis plastik bercetak 3D yang murah pada bulan lepas, dan ia mencecah 62 dB pada 1 m/s, yang hampir sama dengan casis aluminium peringkat pertengahan. Tetapi plastik mula meleding selepas 2 jam penggunaan berterusan, jadi menjelang akhir ujian, ia adalah sehingga 70 dB. Casis aluminium yang saya gunakan dalam ujian yang sama? Ia kekal pada 60 dB sepanjang masa, tiada meledingkan, tiada bunyi tambahan. Jadi kualiti bahan dan bina jirim ketepatan lebih daripada sekadar bahan asas.
Bagaimana pula dengan robot yang perlu benar-benar senyap—seperti robot perubatan yang berfungsi berhampiran pesakit, atau robot pengguna yang berjalan pada waktu malam? Bagi mereka, walaupun 55 dB mungkin terlalu banyak. Penyelesaian di sini bukan beralih kepada plastik, ia mengubah suai casis aluminium. Menambah penebat getah pada bahagian bawah casis, menggunakan kurungan pelekap berlapik untuk motor, malah menutup casis dengan lapisan buih akustik nipis boleh menurunkan bunyi sebanyak 5–10 dB. Saya mempunyai pelanggan robotik perubatan melakukannya tahun lepas, dan robot mereka berubah daripada 62 dB kepada 53 dB—cukup senyap untuk digunakan di klinik tanpa mengganggu sesiapa. Itu adalah pilihan yang lebih baik daripada plastik, kerana casis aluminium masih memberikan ketahanan dan ketegaran struktur yang mereka perlukan, manakala mod akustik menyelesaikan masalah bunyi.
Mari kita bercakap tentang contoh dunia sebenar untuk membuat konkrit ini. Suku lalu, kami menghantar pesanan Casis Robot Aluminium kepada syarikat permulaan kecil yang membuat pemotong rumput autonomi. Mereka bimbang tentang bunyi bising kerana pelanggan mereka mengadu tentang mesin pemotong yang kuat menakutkan haiwan peliharaan. Apabila mereka menguji casis kami, bunyi asas ialah 61 dB, yang lebih rendah daripada kebanyakan mesin pemotong rumput di pasaran. Mereka menambah peredam roda getah kami dan lapisan buih nipis pada casis, menurunkannya kepada 54 dB. Itu lebih senyap daripada perbualan biasa dan pelanggan mereka menyukainya. Sebaliknya, pelanggan lain menggunakan casis keluli murah untuk robot kilang mereka, dan mereka berakhir dengan hingar 68 dB kerana keluli menghantar getaran yang begitu banyak ke kamera penglihatan mesin mereka, menjadikannya mustahil untuk mendapatkan imej yang jelas. Bertukar kepada casis aluminium kami menyelesaikan masalah itu juga.
Sekarang, saya tahu sesetengah daripada anda berfikir: "Bagaimana pula dengan robot yang bergerak sangat pantas, seperti robot lumba itu?" Untuk robot berkelajuan tinggi (3+ m/s), bunyi dari casis aluminium melonjak sedikit—biasanya kepada 65–72 dB. Tetapi walaupun pada kelajuan itu, aluminium adalah lebih baik daripada plastik, kerana plastik akan bergetar begitu banyak pada kelajuan tinggi sehingga robot akan menjadi tidak stabil. Ketegaran aluminium membantu memastikan robot stabil, walaupun bunyi bising naik sedikit. Untuk robot perlumbaan, itu adalah pertukaran yang wajar, kerana kestabilan adalah jauh lebih penting daripada beberapa desibel bunyi tambahan.
Saya juga harus menyebut bahawa apabila kita mengukur tahap hingar, kita menggunakan meter tahap bunyi standard pada jarak 1 meter dari robot, yang merupakan standard industri. Banyak ujian hingar rawak dalam talian dilakukan dengan lebih dekat atau lebih jauh, jadi nombor menjadi condong. Itulah sebabnya saya sentiasa mempercayai ujian makmal dalaman kami, kerana kami mengikut piawaian itu. Apabila anda melihat spesifikasi casis, pastikan tahap hingar diukur dengan cara yang sama—jika tidak, anda mungkin membandingkan epal dengan oren.
Jadi, apa yang boleh dibawa pulang di sini? Tahap hingar casis robot aluminium bukanlah satu nombor—ia bergantung pada kualiti binaan, aksesori dan bekas penggunaan. Secara amnya, anda melihat 55–65 dB untuk kegunaan standard, yang setanding dengan casis logam lain, lebih senyap daripada keluli tahan karat untuk tugas sensitif getaran dan lebih tahan lama daripada plastik. Jika hingar menjadi keutamaan, pengubahsuaian kecil seperti peredam atau buih boleh menurunkannya dengan ketara, tanpa mengorbankan kekuatan yang anda perlukan untuk robot yang boleh dipercayai.
Jika anda berada di pasaran untuk casis robot aluminium, atau anda tertanya-tanya bagaimana untuk merendahkan bunyi persediaan semasa anda, kami sedia membantu anda. Kami telah membekalkan bahagian robot mesin CNC berkualiti tinggi selama bertahun-tahun, jadi sama ada anda memerlukan Casis Robot Aluminium standard, alat ganti tersuai atau Aksesori Robot untuk mengubah suai bunyi robot anda, kami boleh membantu. Jangan teragak-agak untuk menghubungi pasukan kami untuk bersembang tentang projek khusus anda—kami sentiasa gembira untuk berkongsi nasihat daripada pengalaman praktikal, bukan hanya spesifikasi generik.
Kini, bagi sesiapa yang ingin mendalami sains getaran dan bunyi bising dalam casis robot, berikut ialah beberapa rujukan yang saya harapkan untuk ujian makmal dan perundingan pelanggan kami:
- International Organization for Standardization (ISO) 10816: Getaran mekanikal – Penilaian getaran mesin dengan pengukuran pada bahagian tidak berputar
- Laporan Persatuan Industri Robotik (RIA) mengenai Bunyi dan Getaran dalam Robot Perindustrian, 2022
- Jurnal Sistem Robotik: "Pemilihan Bahan untuk Mengurangkan Getaran dalam Casis Robot Mudah Alih", Vol. 38, No. 4, 2021
- Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan (NIST) Nota Teknikal: Pengukuran Tahap Bunyi untuk Robot Pengguna dan Industri, 2020
