Сякаш роботиката е символ на това как нещата непрекъснато се променят в нашия свят днес. Древногръцкият философ Аристотел е измислил идеята за роботи още през 322 г. пр.н.е. Замисляли ли сте се някога каква комбинация от технологии вдъхва живот на тези творения с човешки интелект? Те варират от прости тенекиени човечета до „андроиди“, чиито движения са почти същите като на истинските хора.
Защо CNC обработката е гръбнакът на прецизното производство на роботи
Представете си производствен робот, който извършва една и съща заварка хиляди пъти на ден. Нужно ни е това движение да бъде перфектно, всеки път. Но тази прецизност не е само въпрос на програмиране. Всичко е въпрос на физически части вътре в самото роботно рамо. Ако вътрешните зъбни колела се клатят малко или скобата на корпуса се огъне, когато има натиск върху нея, тази малка грешка се увеличава в края на рамото.
Ключови CNC процеси за Critical Robot Mпроизводство
Създаването на високопроизводителен робот означава използването на набор от специализирани CNC обработващи процеси, всеки от които е избран за специфични геометрии на детайлите и функционални нужди.
CNC фрезоване
Казано по-просто, CNC фрезоването е процес, при който държите детайла на място, завъртате режещ инструмент, за да го обработите, и след това правите всякакви сложни елементи като канали, прорези и монтажни повърхности. Този процес често се използва при производството на корпуси на задвижващи механизми на роботи и структурни рамки.
CNC завъртане
Така че, за разлика от CNC фрезоването, ако видите части да се въртят много бързо, но режещият инструмент е неподвижен, вероятно се извършва CNC струговане.
Както може да се очаква, той е чудесен за изработка на прецизни, ротационно симетрични части, като свързващи щифтове с тесни допустими отклонения в диаметъра вътре в корпусите на роботи, лагерни пръстени и валове на двигатели.
CNC швейцарска обработка
Швейцарското струговане е чудесно за задълбочаване в детайлите. При CNC швейцарското струговане както детайлът, така и режещият инструмент се движат, което означава, че можете да изработвате много тънки, сложни части наистина прецизно. Тук говорим за микророботни пръстови задвижващи механизми и сензорни сонди.
CNC шлифоване
Абразивният диск премахва минимални количества материал, за да постигне ултрафини повърхностни обработки и възможно най-малки допуски, което е от решаващо значение за втвърдяване на повърхностите на трансмисионните зъбни колела и осигуряване на перфектно уплътняване на компонентите на хидравличните клапани.
5-осна обработка
Както подсказва името му, 5-осната обработка позволява едновременно движение по пет различни оси, което позволява цялостна обработка на сложни форми – всичко това в една настройка. Тя е особено подходяща за производство на роботизирани рамена и изрязване на сложни крайни ефекти за роботизирани рамена.
| CNC процес | Най-добър за | Ключови приложения на роботите |
| CNC фрезоване | Сложни 3D форми, структурни части | Раменни връзки, тела на захващащи устройства, основни рамки, стойки за сензори |
| CNC завъртане | Цилиндрични, ротационно симетрични части | Корпуси на двигатели, сачмени винтове, щифтове, втулки |
| CNC швейцарска обработка | Много малки, тънки, високопрецизни части | Хирургически роботизирани инструменти, миниатюрни конектори, корпуси за сензори |
| CNC шлифоване | Ултрафини повърхностни обработки върху закалена стомана | Зъбни колела за редуктори, лагерни релси и прецизни валове |
| 5-осна обработка | Сложни, органични геометрии в една настройка | Топологично оптимизирани рамена, сложни шарнирни корпуси |
Предимства на CNC обработката в производството на роботи
Изборът как да се направи робот е важно решение, което има пряко влияние върху това колко добре ще работи, колко дълго ще издържи и колко надежден е. CNC обработката има редица предимства, които я правят предпочитан избор за важни части за роботи.
Универсалност на материала
Роботите се използват във всякакви индустрии и среди, така че материалите, използвани за производството им, също трябва да бъдат разнообразни. Прецизните производствени процеси на NOBLE са доказани с всички стандартни и екзотични материали за роботи. Когато произвеждаме структурни рамки за роботи, обикновено използваме леки алуминиеви сплави (като 6061) или изключително високоякостни алуминиеви сплави 7075. Работим с издръжливи стомани, включително 4140 и различни марки неръждаема стомана, за зъбни колела и валове. За максимално съотношение якост-тегло в ръцете, вдъхновени от аерокосмическата индустрия, ние прецизно обработваме титан.
NOBLE предлага и инженерни пластмасови решения: Предлагаме PEEK за електрически изолационни компоненти и полиетилен с ултрависоко молекулно тегло за износоустойчиви сглобки. Именно това прави нашите услуги за CNC обработка по поръчка за производствени роботи толкова добри.
Прецизност и повторяемост
Това е неоспоримото ядро на роботизираната функция. CNC обработката е единственият метод, който постоянно осигурява точност от подмилиметрово до микронно ниво, необходима на роботите да изпълняват задачи надеждно, цикъл след цикъл. Разликата между успешен заваръчен път и сблъсък често е няколко стотни от милиметъра. Протоколите за CNC обработка на NOBLE гарантират, че всеки корпус на задвижващия механизъм и всеки монтаж на сензор се произвеждат не само по печат, но и с високия стандарт на повторяемост, от който се нуждае автоматизацията с голям обем. Това е основата на нашата работа като професионален партньор за машинна обработка.
Сила и издръжливост
За разлика от адитивното производство, където понякога могат да възникнат вътрешни напрежения и проблеми с анизотропията, CNC обработваните части се изрязват от твърди, хомогенни материални блокове. Ако говорим за лагери на роботизирани съединения, които са подложени на голямо налягане, компонентите трябва да бъдат наистина здрави и способни да издържат на износване.
Произвежданите от NOBLE части са нещо повече от просто форми; те са изработени от материали с доказани металургични процеси, което гарантира, че могат да се справят с непрекъснатите изисквания на 24/7 производствени линии.
Консолидация
Разполагаме с доста напреднала CNC обработка, особено що се отнася до 5-осната технология, което ни позволява напълно да препроектираме сглобки. Можем да консолидираме това, което биха били множество изработени и сглобени части, в един единствен монолитен компонент. Това елиминира слабите места на частите, като крепежни елементи и заварки, и ускорява сглобяването.
маткато of Производство на роботи: От сила към интелигентност
Когато избирате материали за производство на роботи, е трудно да намерите едно решение, което винаги е най-доброто. Честно казано, целият този процес е свързан с правенето на компромиси. Окончателният избор ще бъде малко компромисен, но ще си заслужава. Ще получим необходимата здравина, ще бъде леко и ще е на добро съотношение цена-качество.
Не можем да имаме всичко: по-тежките компоненти може да са по-издръжливи, но се нуждаят от по-мощни двигатели, които да ги задвижват; по-евтините материали може да намалят първоначалните разходи, но биха могли да се повредят преждевременно.
Метални сплави
Металите осигуряват основния скелет и мускулна маса за по-голямата част от роботизираните системи, ценени заради тяхната структурна цялост и издръжливост.
Алуминиеви сплави (6061, 7075): Това са безспорните шампиони за структурни компоненти. Основното им предимство е, че са супер здрави за малкото си тегло. 6061 предлага отлична всестранна обработваемост и е най-често срещаният ни избор за рамки и корпуси на роботи. Когато даден дизайн трябва да бъде изключително здрав, нашият инженер използва 7075, който е почти толкова здрав, колкото стоманата, но много по-лек. Това е основен материал, с който работим ежедневно в нашата фабрика за прецизно производство на критични части.
Стомана (4140, неръждаема стомана) : Когато частите на роботите трябва да могат да издържат на екстремни сили, ударни натоварвания или непрекъснато износване, ние избираме стомана.
Легираната стомана 4140 е идеална за изработка на тежкотоварни зъбни колела, оси и хидравлични компоненти. Ако вашият робот работи в корозивни среди, като например в хранително-вкусовата промишленост или медицински заведения, гамата от неръждаеми стомани на NOBLE може да ви помогне. Тя е здрава и устойчива на корозия, което я прави идеална за валове и съединения, които се нуждаят от изключително издръжливост.
Титаниеви сплави: Що се отнася до максимална производителност в екстремни ситуации, титанът е предпочитаният материал. Той има невероятно съотношение якост-тегло и е наистина устойчив на корозия. Но е доста труден за машинна обработка, така че са ви необходими специализирани техники и параметри за CNC обработка.
Пластмаси и полимери
ABS и поликарбонат: ABS и PC са предпочитаните материали за удароустойчиви външни корпуси, защитни капаци и за бързо създаване на функционални прототипи. Те са здрави, рентабилни и лесни за персонализиране.
POM (Ацетал/Делрин): Полиоксиметиленът (POM), известен като „инженерна пластмаса“, е изключително надежден – отличаващ се с ниско триене, висока твърдост и отлична размерна стабилност. Инженерите на NOBLE често го използват за производството на зъбни колела с ниско триене, издръжливи втулки и сложни стойки за сензори, които предотвратяват износването, причинено от директен контакт метал-метал.
PEEK: Това е високоефективен полимер за най-взискателните среди. PEEK запазва механичните си свойства при високи температури, химически е устойчив и може да се стерилизира. Използваме го за компоненти в автоматизацията на чисти помещения, високотемпературни крайни ефектори и други сложни приложения за прецизно производство.
Композити
Композитните материали представляват авангарден етап, комбинирайки ги, за да постигнат свойства, които отделните материали не могат.
Въглеродни влакна: Понякога клиентите искат въглеродни влакна. Тези композитни материали са идеални за компоненти, които трябва да бъдат леки, но и наистина твърди. Обикновено извършваме прецизно рязане и пробиване на конструкции от въглеродни влакна, добавяйки точки за монтаж и хардуер към усъвършенствани роботизирани рамена и рамки, което наистина намалява теглото.
Силикон и каучук: Те не се обработват с CNC в традиционния смисъл, но са от решаващо значение за създаването на съвместими захващащи елементи, които могат да боравят с деликатни обекти, както и за виброизолиращи стойки в цялата роботизирана система.
Повърхностни облицовки за части за роботи
Не е въпросът дали, а кога, когато става въпрос за повърхностна обработка. Правилната повърхностна обработка предпазва компонентите на робота от суровите фабрични условия, гарантира надеждността на електрическите връзки, намалява съпротивлението на триене и дори подобрява публичния имидж на робота.
Функционални завършвания:
Анодиране (за алуминий): Това е нашето стандартно и най-препоръчително покритие за алуминиеви компоненти. Чрез електрохимично образува твърд, порест оксиден слой върху повърхността. Нашите инженери обикновено използват анодиране тип II за производство на роботи, но за части, които трябва да бъдат наистина устойчиви на износване, като роботизирани захващащи устройства, използваме твърдо анодиране тип III.
Твърдо покритие: Ако частите на вашия робот работят в тежки условия, където е вероятно да се износят, препоръчваме да нанесете твърдо покритие. Тази обработка създава наистина дебел и плътен оксиден слой върху повърхността на детайла, което го прави много по-твърд.
Никелиране/позлатяване: В производството на роботи е наистина важно сигналите да са надеждни. Използваме тънък слой злато върху никелова основа за електрически конектори и комуникационни портове.
Пасивация (за неръждаема стомана): Неръждаемата стомана може естествено да устои на корозия, но си струва да се отбележи, че CNC машинните процеси понякога могат да увредят защитния ѝ оксиден слой. Пасивацията е химическа баня, която премахва свободното желязо от повърхността и възстановява защитния слой хромов оксид. Това е ключова стъпка, която няма да струва много, за да се възползвате максимално от естествената устойчивост на корозия на валовете и корпусите от неръждаема стомана.
Естетични и защитни покрития:
Прахово боядисване: Това е нашият най-добър избор за здраво, цветно и издръжливо покритие върху външните части, капаците и структурните рамки на роботите. Праховите покрития прилепват към повърхностите чрез електростатично пръскане и образуват дебело, еластично покритие след термично втвърдяване. В сравнение с традиционните бои, това покритие предлага превъзходна устойчивост на лющене, надраскване и химическа корозия. Наличните цветове и текстури са практически неограничени.
Бластиране и четкане: Това са механични процеси, които използваме, за да създадем равномерна, матова естетика. Четкането създава насочена, сатенена шарка. И двата метода са отлични за придаване на чист, професионален вид на видимите алуминиеви или неръждаеми компоненти и често се използват като предварителна обработка преди други покрития, като анодиране.
Управление на разходите CNC обработка в Производство на роботи
В NOBLE смятаме, че разходите трябва да бъдат намалени чрез по-добро планиране и проектиране. Ако искаме да поддържаме ниски разходи, без да се отразяваме на качеството на крайния продукт, трябва да се запитаме: какво точно е причината за тези високи разходи?
Основни фактори за разходите:
Избор на материал: Има голяма разлика в цената на суровините. Въпреки че изборът на алуминиева сплав 7075 пред 6061 струва повече, допълнителната здравина, която тя осигурява, често я прави добра сделка. Най-доброто решение е свойствата на материала да се съчетаят точно с функционалните изисквания на детайла – нито твърде много, нито твърде малко, а точно както трябва.
Сложност на детайлите: Сложността е второто голямо нещо, което увеличава разходите. Дълбоките канали, тънките стени и сложните контури означават, че инженерите трябва да отделят повече време за програмиране, както и специализирани инструменти и повече време за обработка.
Количество: Единичната цена силно зависи от обема. Един прототип струва толкова, колкото програмирането и настройката. Когато произвеждаме много бройки, разпределяме тази цена върху хиляди бройки, което прави цената на бройка много по-ниска.
Съвети за DFM за робот:
Опростете геометрията: Просто се запитайте: Мислите ли, че би било възможно да разделите тази сложна част на два или три по-прости компонента? Често е по-евтино да се направи проста част, отколкото сложна. Този подход също така улеснява бъдещата поддръжка и ремонти.
Избягвайте остри вътрешни ъгли: Можете да избегнете остри вътрешни ъгли, като използвате ротационен фрезер. Ако зададете радиуса да съответства на стандартните размери на крайната фреза (напр. 3 мм, 5 мм), инструментът може ефективно да завърши обработката по траекторията с един проход. Така че, ако проектирате нещо, си струва да използвате тези стандартни радиуси на инструмента, за да спестите време и да избегнете използването на малки инструменти, които не са толкова ефективни. Проектирането с тези стандартни радиуси на инструмента елиминира необходимостта от бавни, малки инструменти, които увеличават времето за обработка.
Задайте реалистични толеранси: Инженерите на NOBLE препоръчват да прилагате строги толеранси към критични характеристики и носещи повърхности. За некритични декоративни повърхности или отвори с хлабина, толерансите обикновено могат да бъдат смекчени до стандартни диапазони. Това не само ускорява процеса на обработка, но и облекчава голяма част от финансовия натиск. Докато работите по проекта си, ние ще работим с вас, за да разберем кои размери са наистина важни за функцията и кои могат да бъдат променени малко.
Проектиране за производствения процес: Детайл, предназначен за CNC обработка, трябва да може лесно да се фиксира. Можете да направите настройката на вашия дизайн по-сигурна и повторяема, като използвате временен езиче или голяма, плоска базова повърхност. Опитайте се да избягвате елементи, които изискват сложни, персонализирани фиксатори или изискват многократно препозициониране на детайлите, тъй като всяка настройка може да причини грешки и да струва повече.
Специализирани решения: Роботизирани части за различни индустрии
Хирургически роботи в стерилни операционни зали, роботизирани рамена на линии за преработка на храни и роботи в заводи за сглобяване на аерокосмически продукти – роботите са се превърнали в ключова част от операциите на първа линия в много индустрии.
Медицински/хирургически роботи
В тази област провалът не е опция. Изискванията за прецизност, надеждност и биосъвместимост са несравними.
Материали: Изборът на материали се основава на необходимостта от биосъвместимост и многократна стерилизация. Често използваме неръждаема стомана (316L), защото е много устойчива на корозия, титан, защото е много здрав и биосъвместим за импланти, и високоефективни пластмаси като PEEK за компоненти, които трябва да бъдат съвместими с ЯМР и автоклавиране при висока температура. Работим дори с усъвършенствана керамика заради нейната изключителна износоустойчивост и електрическа изолация.
Процеси: Компонентите често са изключително малки и сложни. Ние разчитаме на високопрецизна CNC обработка и специализирана CNC швейцарска обработка, за да произвеждаме малките, сложни части за хирургически инструменти. Допуските са изключително строги, а повърхностните обработки трябва да са безупречни, за да се улесни почистването и да се предотврати задържането на бактерии.
Роботи за храни и напитки
Тук враговете са корозия, замърсяване и постоянна нужда от миене. Най-важните неща за клиентите са издръжливост и хигиена.
Материали: Много е важно да е устойчив на корозия. Използваме предимно неръждаема стомана клас 304 и 316 за всички структурни и контактни компоненти. За частите, които не са метал, избираме одобрени от FDA пластмаси за хранителни цели, а тези пластмаси могат да издържат на сериозни натоварвания от силни почистващи химикали, без да се разрушат.
Покрития: Наистина е важно да имате гладка повърхност, която не позволява на бактериите да се размножават. Ние не сме просто обикновени инженери; ние полагаме допълнителни усилия с висококачествени полирани покрития на всички важни повърхности. Това ги прави лесни за почистване и спира растежа на вредни микроби, като гарантира, че отговарят на строгите стандарти за безопасност на храните.
Аерокосмически и отбранителни роботи
В тази област всеки грам добавено тегло може да струва много, така че компромисът със здравината просто не е вариант.
Материали: Ключът към избора на правилния материал е да се уверите, че е възможно най-здрав за теглото си. Инженерите обикновено предлагат използването на високоякостни алуминиеви сплави като 7075 за рамката, но титановите сплави стават все по-популярни за критични части, които са подложени на голямо натоварване. Материалите от въглеродни влакна са идеални за рамена и структурни елементи, които трябва да бъдат леки, но все пак здрави.
Процеси: Сложните, органични форми, необходими за намаляване на теглото, са идеално подходящи за 5-осна CNC обработка, което ни позволява да обработваме детайл от почти всеки ъгъл с една настройка.
Изберете NOBLE за най-добрата CNC обработка в производството на роботи
NOBLE предоставя бързи и надеждни услуги за производство на роботи, насърчава научноизследователската и развойна дейност и пускането на пазара на иновативни продукти в индустрията за производство на роботи, избира съвременни технологии и материали за производство на прототипи или части за роботи и гарантира, че вашите продукти ще навлязат на пазара възможно най-скоро.
- Съвременно оборудване и рентабилна цена
- Толеранс от 0.001 мм
- 10+ години опит в производството на роботи
- Сертифицирана фабрика по ISO 9001 и ISO13485
- Безплатен и професионален DFM доклад
- 24/7 инженерна поддръжка
Работете с нас само в 4 прости стъпки
С дългогодишен опит в производството, NOBLE предлага най-добрите решения за всички нужди, свързани с бързо прототипиране и производство с малки обеми. Ние сме създали иновационния цикъл в четири прости стъпки, които наистина работят.
Качете своя дизайн
Просто качете вашите CAD файлове и изпратете онлайн заявки за оферти (RFQ) с ясна информация.
↓
Получаване на анализ на дизайна
Ще ви изпратим проект за анализ на производствените възможности и прозрачно ценообразуване.
↓
Започнете производство
Нашите експерти ще произведат вашите части с необходимите технологии и материали.
↓
Получете вашите части
Вашите части ще бъдат доставени директно до вашата врата в строги срокове.
Често задавани въпроси
Трябва да намалим теглото на роботното ни рамо. Кой е най-добрият материал за подобрение от алуминий?
За директно подобрение, като същевременно се запазва технологичността, алуминият 7075 предлага значително по-висока якост с минимално увеличение на теглото. Ако искате да свалите няколко килограма на правилните места, титановата сплав е правилният избор. Тя е супер здрава, но все пак много лека, въпреки че разходите за материали и обработка могат да бъдат малко високи.
ЗащоCNC обработката е толкова важна в роботиката?
Що се отнася до производството на роботи, прецизността и повторяемостта са неоспорими стандарти. CNC обработката е единственият процес, който може надеждно да произвежда високопрецизни сложни вътрешни компоненти, като корпуси на задвижващи механизми и скоростни кутии.
Може ли външната част на роботите да бъде направена от пластмаса?
Абсолютно. Роботите обикновено имат метална рамка, но често използват издръжливи пластмаси като ABS или поликарбонат за външните си обвивки, капаци и корпуси. Пластмасата е чудесна за изолиране на електричеството, поради което се използва толкова много в електротехниката. За функционални компоненти като зъбни колела с ниско триене и втулки може да попаднете и на инженерни пластмаси като POM (полиоксиметилен, известен също като Delrin).
Нашият дизайн има остри вътрешни ъгли. Това проблем ли е за CNC обработката?
Да. Ротационен фрезер не може да създаде идеално остър вътрешен ъгъл; той винаги ще остави радиус. Ако проектирате с определен вътрешен радиус, който съответства на стандартен размер на крайната фреза, можете да получите по-бърза, по-ефективна обработка и по-висококачествен резултат. Ако наистина се нуждаете от остри ъгли, можем да извършим EDM услуги, но това ще струва повече и ще отнеме повече време.
Каква е разликата между анодиране и прахово боядисване на части за роботи?
Анодирането е обработка на твърда повърхност, която прави алуминия по-здрав и по-устойчив на износване и корозия. То е тънко и запазва точни размери. Така че, праховото покритие е като дебел слой, който се нанася, за да предпази външната част на робота от избледняване на цвета и повреди от химикали. Понякога обаче може да повлияе на строгите допуски.
