Компонентите на сервизните роботи се изработват чрез CNC обработка, шприцоване, обработка на ламарина, 3D печат, леене и коване. Инженерите използват алуминий, стомана, инженерни пластмаси и композити. Изборът на правилната комбинация от компоненти на сервизните роботи балансира здравината, теглото, цената, прецизността и обема. Този баланс е от значение в роботиката. Производителността зависи от качеството на компонентите на сервизните роботи. Например, компонентите на сервизните роботи, като например ставите, се нуждаят от внимателно проектиране. Производствените процеси влияят върху крайния продукт.
Общи производствени процеси за компоненти на сервизни роботи
Четири основни процеса изграждат повечето части за AMR роботи: CNC обработка, шприцване, производство на листов метал и готови компоненти. Всеки един от тях е подходящ за различна задача. CNC обработката се занимава с метални и пластмасови части с високи толеранси. Шприцването поема ролята, когато имате нужда от хиляди еднакви корпуси. Производството на листов метал изгражда рамки и шасита. Готовите части запълват празнините за стандартни лагери, крепежни елементи и двигатели. 3D печатът работи като дигитален процес за създаване на прототипи и производство в малки обеми. Той напълно пропуска инструменталната екипировка, така че можете бързо да държите детайла в ръцете си.
CNC обработка на компоненти за сервизни роботи
Прецизни метални и пластмасови части
CNC обработката отстранява материал с контролирани режещи инструменти. Процесът поддържа строги допуски както за метали, така и за инженерни пластмаси. Алуминият 6061 и 7075 са често срещан избор за корпуси на задвижващи механизми, където допуските са около ±0.02 мм. Системите за съединяване често използват титан или неръждаема стомана с ±0.01 мм. Това ниво на точност поддържа движението плавно и повторяемо. Прецизната обработка също така обработва малки партиди без инвестиции в инструменти. Можете да настройвате дизайна между сериите и да видите промяната в следващата част.
Съединителни елементи, скоби и стойки за сензори
Няколко компонента на сервизни роботи разчитат по подразбиране на CNC обработка. Крайните ефектори и захващащите устройства са начело в списъка. Устройствата за смяна на инструменти може да се нуждаят от повторяемост от 0.015 мм. Паралелните захващащи устройства често задържат 0.02 мм, докато миниатюрните захващащи устройства работят с ±0.2 мм. Сензорните стойки за зрение, сила-въртящ момент и енкодери се нуждаят от плътна плоскост и коаксиалност. Корпусите на двигателите се нуждаят от прецизни отвори за тялото на двигателя и лагера на изходния вал. Тук се побират и персонализирани приспособления, фиксиращи устройства и монтажни тави. Обикновено те са единични или малкосерийни алуминиеви части. Кратките срокове за изпълнение и постоянната точност са от значение за повторяемото местоположение на частите.
Шприцване за компоненти на сервизни роботи
Пластмасови корпуси с голям обем
Шприцването блести в производството на големи обеми пластмасови корпуси. ABS и PC/ABS корпуси за роботизирани глави, капаци на сензори и корпуси на дисплеи излизат от стоманени форми. След като инструменталната екипировка е готова, циклите са бързи и цената на детайлите намалява. Детайл от търговски клас може да издържи ±0.25 мм. Прецизната работа стяга това до ±0.05 мм. Дебелината на стената струва повече, отколкото повечето хора очакват. За ABS, 1.2 мм е практически минимум. Времето за охлаждане се мащабира с квадрата на дебелината на стената. Стена от 2 мм, която се охлажда за 10 секунди, се охлажда за приблизително 40 секунди при 4 мм. Конформното охлаждане може да намали пиковата температура на кухината с около 50% и да намали деформацията с до 85% в сравнение с каналите с право пробиване.
Разходи за инструменти и ограничения на дизайна
Цената на инструменталната екипировка за шприцване варира от 1,000 до 100 000 долара или повече. Плъзгачите, повдигачите и механизмите за развиване добавят от 2,000 до 15 000 долара. Форма от стомана S136 с огледално покритие струва с 30–50% повече от обикновената инструментална екипировка. Преминаването от стомана P20 към стомана H13 за стъклонапълнени смоли добавя 15–25% към цената на стоманата. Ограниченията на дизайна също имат значение. Ребрата трябва да останат на 50–60% от дебелината на стената, за да се избегнат следи от потъване. Ъгълът на наклон от 1° е стандартен, а 2° работи по-добре при дълбоки сърца. Охлаждащите канали обикновено са с диаметър 8–10 мм, разположени на 15–20 мм от повърхността на кухината. Дълбочината на вентилационния отвор е между 0.02 и 0.05 мм. Недостатъчно вентилираните форми изгарят части и повишават скрапа. Общата цена на притежание следва една проста идея: инструментална екипировка плюс цената на детайлите, умножена по обема, плюс престой, брак и риск от инженерни промени.
Листов метал, 3D печат, леене и коване
Рамки и шасита от ламарина
Производството на листов метал изгражда структурната основа на много роботизирани системи. Огъването, щанцоването и заваряването превръщат плоска стомана или алуминий в рамки, скоби и шасита. Процесът е бърз и евтин при умерени обеми. Той се съчетава добре и с CNC обработка за монтажни плочи и армировка.
3D печат, леене и коване на роли
3D печатът е водещ по скорост. Производството на отпечатана част може да започне в рамките на 24 часа, без да е необходима инструментална екипировка. Последващата обработка може да добави време, но свободата на проектиране е трудно да се надмине. CNC машинната обработка обикновено отнема 1-2 дни за функционални части. Шприцването отнема седмици за T1 проби поради изработката на инструментална екипировка. Леенето и коването обслужват различни нужди. Леенето оформя сложна геометрия с едно отливане. Коването подравнява потока на зърната за високоякостни части, като например вътрешните части на скоростната кутия. Заедно тези производствени процеси обхващат създаването на прототипи до масовото производство. Партньор с пълно обслужване като NOBLE, водеща производствена компания в Китай, може да извършва CNC машинна обработка, формоване и обработка на ламарина под един покрив. Тази настройка помага на клиентите да преминат от прототип към масово производство, без да жонглират с доставчици.
Материали за компоненти на сервизни роботи
Изборът на материал означава балансиране между здравина, тегло и цена за производството му. Всеки грам добавя натоварване към двигателя и изтощава батерията по-бързо. Всяка опция има цена, базирана на суровината и колко е трудно да се произведе. Композитните материали са нова опция, която съчетава метали и пластмаси.
Метали за компоненти на сервизни роботи
Алуминиеви сплави за леки рамки
Алуминият 6061 е предпочитаният избор за рамки, скоби и стойки за сензори. Плътността му е около 2.7 g/cm³. Границата на провлачване на 6061-T6 е около 275 MPa. Модулът на обемна еластичност е близо до 70 GPa. Тази смес осигурява добра твърдост без много тегло. При същата форма, алуминиевата част тежи с около 65% по-малко от стоманата. Неговата топлопроводимост помага, когато стойките работят и като радиатори. Алуминият 7075 достига над 500 MPa за скоби и стойки за съединения, които издържат по-тежки товари. Плътността остава близо до 2.7 g/cm³, така че все пак спестявате много тегло.
Стомана и неръждаема стомана за здравина
Стоманата издържа на тежки товари в малки пространства. Плътността ѝ е около 7.8 g/cm³. Модулът на еластичност е около 200 GPa. Това я прави три пъти по-твърда от алуминия със същата форма. Стоманата е предпочитаният избор за вътрешни части на скоростни кутии, болтове с високо натоварване и други части. Легираната стомана 4140 е подходяща за валове и зъбни колела. Неръждаемата стомана 304 и 17-4 PH е устойчива на ръжда и остава здрава. Недостатъкът е теглото. Роботизираната ръка се справя добре със стомана в къси, високо напрегнати звена. По-дългите структурни части работят по-добре с алуминий.
Инженерни пластмаси за компоненти на сервизни роботи
Корпуси от ABS и PC/ABS
ABS и PC/ABS са често срещани за корпуси и капаци на роботи. ABS има добра ударна якост. Смесите от PC/ABS добавят устойчивост на топлина, здравина и по-добра устойчивост на студ от обикновения ABS. Огнеупорните класове отговарят на UL 94 V-0 за електрически корпуси. Плътността е около 1.1 до 1.4 g/cm³. Това ги прави с 80-85% по-леки от стоманата и с 40-70% по-леки от алуминия за същата част. Дизайнерите могат да използват по-дебели стени. Твърдостта е ограничението. Ненапълненият PEEK има модул от около 3.6-4.0 GPa. ABS е по-нисък. Корпусите се нуждаят от ребра и опори. UV светлината и химикалите могат да ги разрушат, освен ако не са покрити.
Износващи се части от найлон и POM
Найлонът и POM се справят с роли, при които частите се докосват и движат. Зъбните колела, втулките и гърбичните релси се нуждаят от ниско триене и добра износоустойчивост. POM запазва добре формата си. Найлонът е по-здрав, но набъбва, когато абсорбира вода. PA66-GF30 намалява разликата в теглото с алуминия, като същевременно добавя твърдост. Тези полимери заместват метала при плъзгащи приложения и работят по-тихо. Температурата и пълзенето са границите. Над 80-100°C повечето ненапълнени полимери омекват. Избраният от вас клас трябва да съответства на работния цикъл.
Съчетаване на материали с компонентите на сервизния робот
Компромиси между здравина, тегло и цена
Всеки материал идва с компромиси. Ето сравнение на свойствата:
| Имот | стомана | Алуминий 6061 | Инженерни пластмаси |
| Плътност (g / cm³) | ~ 7.8 | ~ 2.7 | 0.93-1.4 |
| Еластичен модул (GPa) | ~ 200 | ~ 68 | 3.6-4.0 |
| Якост на опън (MPa) | До ~689 | 240–310 (6061-T6) | 90–100 (незапълнен PEEK) |
| Спестяване на тегло в сравнение със стомана | - | ~ 65% | 80-85% |
| Спестяване на тегло в сравнение с алуминий | - | - | 40-70% |
Стоманата е с най-голяма твърдост, но тежи най-много. Алуминият е по средата. Полимерите са най-леките, но и най-малко твърди. Стоманата е по-евтина, но отнема повече време за обработка от алуминия. Колко добре работи зависи от съчетаването на материала с работата.
Коефициент на запълване и фактори на околната среда
Материал, който работи в лаборатория, може да се повреди в полеви условия. Температурните промени влияят на работата му. Повишаване с 10°C може да намали наполовина живота на смазката в лагерите. Двигателите, номинално работещи при околна температура от 40°C, трябва да бъдат намалени над тази стойност. Частите на рамката трябва да се разширяват по предвидим начин. Влажността кара найлона да се подува, а стоманата да ръждясва. ПХБ субстратите в сензорите се нуждаят от водопоглъщане под 0.2%. Химическото излагане изисква план. Селскостопанските машини са изправени пред пестициди. Морските устройства са изправени пред солена вода. Покритията, уплътненията и сплавите трябва да съответстват на роботизираната среда. Работният цикъл също е от значение. Машина, работеща 24/7, се нуждае от устойчиви на пълзене материали. Робот, използван от време на време, може да използва по-леки опции. Съчетаването на материалите с режима на работа спестява пари, без да се нарушава надеждността. За компонентите на сервизни роботи, тези избори определят колко дълго ще издържат.
Съображения за проектиране на компоненти на сервизни роботи
Добрият дизайн за технологичност (DFM) ръководи всеки избор. Той спестява пари, ускорява работата и намалява грешките. Основната идея е лесна: формата на детайла да се съобрази с най-добрия метод за производство. Това правило важи за производството на роботи от самото начало.
Оптимизация на геометрията в компонентите на сервизния робот
Дебелина на стената, радиуси и наклон
Дебелите профили причиняват повече вреда, отколкото полза. При шприцването, дебелата стена добавя време за охлаждане и разходи за детайл. Острите вътрешни ъгли в обработения джоб изискват по-малък резец и повече проходи. Това увеличава времето за обработка. Простите промени в DFM (Detachable Face Line - гъвкаво формоване) - като по-големи радиуси, по-малко тесни допуски, стандартни размери на материала и по-прости дълбоки джобове - могат да намалят разходите за CNC обработка с 20% до 50%. Ъглите на наклон улесняват отстраняването на детайлите при шприцване. Стандартните радиуси на огъване подобряват точността на огъване при ламарините.
Намаляване на времето за обработка
Използвайте граници на толеранс въз основа на това как частите пасват, а не само на навика. По-строгите ограничения увеличават времето за обработка, специалните инструменти и отпадъците. Изборът на материал също е от значение. Най-евтиният клас, който работи, намалява разходите за материали, износването на инструментите и времето. По-малкото настройки и стандартните инструменти намаляват разходите за настройка. По-простите форми намаляват отпадъците и ремонтите, като по този начин се спазват графиците.
Структурно проектиране на компоненти на сервизен робот
Ребра, клинове и пътища на натоварване
Ребрата правят частите по-твърди, като преместват материала далеч от центъра. Това увеличава втория момент на инерция. 3-милиметрова обвивка без ребра с тегло 1.25 кг получава 2.3 пъти по-голяма якост на огъване с три ребра и същото тегло. Добавянето на напречно укрепване я увеличава до 2.9 пъти при 1.35 кг. Ребрата помагат само ако следват пътя на натоварването. Ребрата, които преминават през опорите, намаляват значително огъването. Ребрата по протежение на опорите не дават почти никаква полза. Поддържайте дебелината на ребрата на 50–60% от дебелината на стената, а височината на ребрата до 3 пъти дебелината на стената.
Твърдост и амортизация на вибрациите
Първата естествена честота на роботната част се увеличава с твърдостта. По-голямата твърдост означава по-малко трептене по време на промени в скоростта. Това повишава точността и живота на детайлите. Ниската твърдост води до шум и клатушкане. Напречните ребра подобряват якостта на усукване. Решетъчните модели разпределят добре напрежението. Радиусите на заобляне R2–R4 мм в основите на ребрата предотвратяват натрупването на напрежение.
Компоненти за сервизен робот, лесни за сглобяване
Самонасочващи се функции и крепежни елементи
Функциите за самопозициониране и еднопосочното поставяне спестяват работно време. Стандартните крепежни елементи улесняват проверката на наличностите. Частите Poka-yoke предотвратяват грешен монтаж. Тези решения увеличават броя на качествените части и намаляват ремонтите в роботизираните системи.
Щракващи се сглобки и модулен монтаж
Щракващите сглобки премахват необходимостта от крепежни елементи в големи партиди. Ъгли на въвеждане от 25–35° позволяват на частите да щракнат плавно с малко усилие. Ъгли на връщане от 60–90° създават фиксирани съединения; 20–45° работят за части, които се свалят. Силата на задържане трябва да бъде от 1.5 до 3 пъти силата на вмъкване. Напрежението при максимално огъване трябва да остане на или под 60–70% от точката на счупване на материала. Коефициент на безопасност от 1.5 до 2.5 предотвратява счупването. Модулните конфигурации ви позволяват да сглобявате части и да намалявате броя на парчетата. Това намалява разходите за детайл и улеснява проверката.
Избор на процеси за производство на части за роботи
Изборът на правилния процес за изработка на части за роботи зависи от три неща: какво прави детайлът, колко прецизна трябва да бъде и колко са ви необходими. Ръководство на системно ниво помага при този избор. Прецизността прави CNC обработката най-добра за корпуси на задвижващи механизми и съединения. Функцията решава дали даден детайл трябва да бъде по поръчка или готов. Обемът ви показва кога методи като шприцване имат смисъл. Инструменти като AHP и TOPSIS помагат на инженерите да преценят тези компромиси по ясен начин.
Функция на детайлите и изисквания за прецизност
Толеранси за движение и сензори
Частите за движение и сензори изискват строги допуски. Общите допуски са около ±0.05 мм. Критичните характеристики често изискват ±0.01–0.02 мм. Допускът за позиция е ±0.01–0.03 мм. Тези ограничения поддържат точността на робота стабилна. Прецизните интерфейси, като например леглата на лагерите и релсовите опори, се държат в рамките на ±0.01–0.05 мм. Превишаването на тези граници води до вибрации или пропуснати позиции. По-строгите допуски от необходимото често повишават разходите, без да подобряват производителността.
Повърхностна обработка и износване
Грапавостта на повърхността на движещите се части обикновено е между Ra 0.8–3.2 μm. Необходими са контролирани повърхностни обработки навсякъде, където частите се плъзгат или въртят. Грубите повърхностни обработки увеличават триенето и износването. Това скъсява живота на компонентите на сервизните роботи. Прецизната машинна обработка осигурява необходимата повърхностна обработка на метал и пластмаса. За роботизирани системи, които работят много, качеството на повърхността влияе пряко върху производителността и времето за поддръжка.
Обем, цена и време за изпълнение
Прототипиране срещу масово производство
Създаването на прототипи се фокусира върху скоростта и обучението. 3D печатът се извършва за часове до дни без инструментална екипировка. Толерансите са по-свободни и ръчната обработка е често срещана. Производството се фокусира върху перфектно повторение. При шприцването се използват сертифицирани материали и строги допуски. Обработката отнема седмици или месеци, защото трябва да се изработи инструментална екипировка. За малък брой части 3D печатът е евтин. За хиляди части високата цена на инструменталната екипировка при шприцването се компенсира от ниските разходи за детайл с нарастването на обема.
Инвестиции в инструменти и единична цена
Инструменталната екипировка за шприцване може да струва от 1,000 до 100 000 долара или повече. Тази цена има смисъл само при производство с голям обем. При малки обеми цената на детайл остава висока. CNC обработката напълно избягва инструменталната екипировка, така че е подходяща за производство на мостове и поръчкова работа. Общата цена включва инструментална екипировка плюс цената на детайлите, умножена по обема, плюс времето за престой, брака и риска от инженерни промени.
Фактори, свързани с веригата за доставки и снабдяването
Вътрешно срещу задгранично производство
Местното производство съкращава сроковете за изпълнение и улеснява комуникацията. Опциите за чужбина често намаляват цената на единица, но добавят време за доставка и риск от координация. За частите за AMR роботи изборът зависи от спешността и обема. Партньор с пълно обслужване, който извършва CNC обработка, формоване и ламарина под един покрив, намалява жонглирането с доставчици.
Балансиране на скорост, цена и качество
Скоростта, цената и качеството са в противоречие. По-бързата доставка обикновено струва повече. По-ниската цена може да означава по-дълги срокове за изпълнение или по-слаб контрол на качеството. Правилният баланс зависи от етапа на програмата. Прототипите се нуждаят от скорост. Производствените серии се нуждаят от постоянно качество на конкурентна цена. Съчетаването на процеса с функцията, обема и нуждите от прецизност на детайла държи и трите под контрол.
Компоненти за сервизни роботи по поръчка срещу готови компоненти
Всеки проект за робот е изправен пред избор. Дали да направите част от нулата или да купите нещо стандартно? Отговорът влияе върху бюджета, сроковете и колко добре ще работи роботът. Персонализираните части осигуряват точно пасване и функционалност. Стандартните части осигуряват скорост и по-малък риск. Повечето успешни проекти за роботи използват и двете.
Когато компонентите на персонализиран сервизен робот имат смисъл
Патентована геометрия и производителност
Някои задачи изискват част, която никой друг не произвежда. Инструменти за край на рамото, изработени за специфични полезни товари, са отличен пример. Следват персонализирани зъбни колела и съединители за специални модели на движение. Списъкът се допълва от стойки, скоби и сензори, създадени за средата на робота. Тези части често се нуждаят от висока прецизност, за да останат безопасни и повтаряеми. Стандартните опции просто не могат да съответстват на това.
Сложните форми понякога налагат персонализиран подход. Един аерокосмически екип се нуждаеше от детайл, твърде голям за директен печат. Те комбинираха 3D печат с пясъчна леярска форма. Екипът преработи системата за литници, използвайки спираловидна леярска форма и кръгли повдигащи елементи. Тези характеристики поддържаха потока на разтопен метал под критичната граница от 0.5 м/с. Традиционните модели за леене не могат да направят такава инструментална екипировка.
„Единственият начин да се направи толкова голяма и сложна част е чрез използване на усъвършенствано производство.“ — Д-р Райън О'Хара, директор на аерокосмическото инженерство в nTop
Дългосрочни ползи за обема и разходите
Изработката на персонализирани инструменти струва пари предварително. Тази инвестиция се изплаща, когато обемът нарасне. Персонализирана шприцформа може да струва 50 000 долара, но цената на детайл спада рязко при голям мащаб. Персонализираните части също така избягват компромисите, които идват с адаптирането на стандартните части. Пропускате допълнителни скоби, подложки и преработка. В продължение на многогодишен производствен цикъл тези спестявания се натрупват. Ключът е да се съобразят персонализираните инвестиции с реалистичните данни за обема.
Когато готовите компоненти за сервизни роботи печелят
Стандартни лагери, крепежни елементи и двигатели
Не всяка част се нуждае от персонализиран дизайн. Лагерите, крепежните елементи и двигателите се предлагат в хиляди стандартни размери. Те са доказани, тествани и идват от много доставчици. Стандартният двигател може да струва много по-малко от персонализиран. Освен това се доставя за дни, а не за седмици. За частите за роботи AMR, стандартните части за задвижване намаляват времето за проектиране и улесняват управлението на резервните части.
По-бързо време за излизане на пазара и по-нисък риск
Скоростта е от значение в роботиката. Готовите части ви позволяват да изграждате и тествате по-бързо. Пропускате прегледи на дизайна, време за изработка на инструменти и проверки на първите изделия. Стандартните части също имат известни данни за надеждност. Това намалява техническия риск. Стартъп може да достави работещ прототип за месеци, вместо за години. Компромисът е по-малък контрол върху точните спецификации.
Рамка за хибридно снабдяване
Критични части по поръчка, стандартни стоки
Умните екипи разделят своите спецификации за материали. Критичните части получават персонализирано третиране. Стоките остават стандартни. Ето как изглежда тази рамка на практика:
| Тактика за снабдяване | Персонализирани / критични части | Стандартни стоки |
| Модел на инвентара | Поддържайте резервни запаси за високоценни артикули с дълъг срок на годност | Използвайте поръчки „точно навреме“ |
| Съкращение на доставчици | Поддържайте поне два одобрени доставчика за всяка критична част | Един доставчик е приемлив за нискорискови артикули |
| Място на снабдяване | Източник наблизо или в същия регион, за да се намали времето за изпълнение | Източници в световен мащаб за по-ниски единични разходи |
| договарящ | Задайте клаузи за дерогация и обещания за срокове | Фиксирайте цената с многогодишни договори |
Проучване на Goel & Bhramhabhatt от 2024 г. установи, че използването на двама доставчици подобрява силата и гъвкавостта на веригата за доставки.
Оценка на капацитета на доставчика
Не всеки доставчик се справя добре както с поръчкови, така и със стандартни работи. Потърсете партньор със собствени умения за машинна обработка, формоване и работа с ламарина. Тази настройка намалява смяната на доставчици и ускорява производството. Попитайте за сертификати за качество и проследимост. Доставчик, който познава както поръчковите части, така и стандартните стоки, носи повече стойност от този, който се занимава само с едно.
Контрол на качеството на компонентите на сервизния робот
Контролът на качеството поддържа всяка част в рамките на спецификациите. Един лош компонент може да спре робот по средата на работа. Това губи време и пари. И така, как да се уверите, че всяка част е правилна?
Методи за проверка на компоненти на сервизни роботи
CMM, оптично и функционално тестване
Няколко инструмента измерват части. Координатните измервателни машини (CMM) сондират повърхности с малък връх. Те достигат толеранси до ±0.0005 инча. Това ниво на точност е от значение за леглата на лагерите и отворите на съединенията. Синята светлинна система ATOS Triple Scan отива още по-далеч. Тя улавя структурирана светлина до 5–6 микрона. Това помага при сложни форми със свободна форма. Метрологията, базирана на машинно зрение, проверява много измерения едновременно. Алгоритмите с изкуствен интелект решават дали е успешно или не. Това съкращава времето за проверка. Роботизирани ръце с визуално позициониране на частите за щателни проверки. Коботите SCARA добавят гъвкавост към работния процес.
Геометричното оразмеряване и толериране (GD&T) определя кои размери са най-важни. Характеристиките, критични за качеството (CTQ), са с приоритет. Калибрирането следва стандартите на Националния институт за стандарти и технологии (NIST). Това осигурява проследимост, на която можете да се доверите. Датчиците за преминаване/не преминаване дават незабавен резултат при голямо производство. Прецизните ръчни инструменти извършват общи проверки. Оптичните компаратори проверяват 2D профили на малки части. Всеки метод има своето място в производството.
Първият артикул и проверките в процеса на производство
Първата проверка на изделието проверява първата част от поточната линия. Тя потвърждава, че машината и инструментите работят правилно. Проверките по време на процеса поддържат нещата в правилната посока след това. Сондирането на машината отчита отклоненията рано. Вземането на проби и контролът на производителността (SPC) откриват тенденции, преди частите да бъдат извадени от производствената линия. Ясният план за проверка посочва какво да се провери, как и какво задейства корекция.
Стандарти и проследимост
Сертификати за материали и проследяване на партиди
Проследимостта започва със сертификати за материали. Всяка партида алуминий, стомана или пластмаса се предлага със сертификат. Той показва сплавта, термичната обработка и механичните свойства. Проследяването на партидите свързва всяка част обратно със суровината ѝ. Ако нещо се повреди, вие знаете източника. Отчитането по формуляр 3 на AS9102 подкрепя това за регулирана работа. За компонентите на сервизни роботи, сертификатите за материали намаляват риска.
Документиране на допустимите отклонения и довършителни работи
Всеки чертеж трябва да изброява допустимите отклонения и видове обработки. Това включва GD&T спецификации за критични характеристики. Спецификации за обработка на повърхността за плъзгащи се части. Размерни допуски за пресови сглобки. Този документ ръководи инспекцията и помага при бъдещи производствени серии. Той също така помага, когато сменяте доставчици. Ясната спецификация предотвратява объркване.
Често срещани клопки в качеството
Размерен дрейф при големи обеми на тиражи
Размерното отклонение е бавното изместване на размера на детайлите в продължение на дълъг производствен цикъл. Износването на инструментите го причинява. Същото важи и за термичните промени, износването на приспособленията и вариациите в материала. Дрейфът може да не се прояви в прототипите. Той се превръща в проблем след хиляди части. Дрейфът на износването на инструментите е предвидим само когато процесът остане стабилен. Промените в партидите материали или охлаждащата течност променят поведението на износване. Термичните ефекти изискват процедури за загряване и контролирано вземане на проби. Износването на приспособленията изисква редовни проверки. Вариациите в материалите изискват проследяване на партидите. Измервателните системи също могат да се повредят тихо. Стружки, температура, износване на стилуса или лошо калибриране крият истинското отклонение.
Корекцията се извършва в пет стъпки:
- Поддържайте стабилни опорни точки и захващане на детайла, така че детайлът да стои по един и същи начин всеки път.
- Прилагайте правила за износване на инструмента, които предотвратяват поведението „рязане до повреда“.
- Извършвайте проверки по време на процеса на ключови характеристики, чувствителни към дрейф.
- Използвайте вземане на проби и SPC за ранно откриване на тенденции.
- Следвайте ясен план за проверка с определени методи за проверка и задействащи механизми за корекция.
Непоследователно покритие и довършителни работи
Повърхностното покритие варира от партида до партида. Втвърдяването на повърхността и натрупването на ръбове влошават качеството на покритието. Дебелината на покритието също може да варира. Анодирането или праховото боядисване могат да имат тънки петна. Стъпките за почистване преди нанасяне на покритието са от значение. Непоследователната подготовка води до проблеми с адхезията. За висококачествените роботизирани части, контролираният процес на довършителни работи е също толкова важен, колкото и машинната обработка. Правилното покритие влияе върху скоростта на износване и живота на частите. То влияе и върху производителността на роботизираните системи.
Контролът на качеството при производството на части за роботи се свежда до дисциплина на процеса. Всяка проверка и всеки сертификат се натрупват. Ето как се изграждат надеждни части за роботи AMR. Целта е постоянно качество във всяка единица. Доброто качество също така държи разходите под контрол. По-малко дефекти означава по-малко преработка и брак. За всяка роботизирана система качеството не е по избор. То е основата на надеждната работа.
Производство на NOBLE за компоненти за сервизни роботи
NOBLE е производител, който се занимава с всичко. Компанията работи по обработка на метал и пластмаса. Това обхваща целия процес на изграждане на компоненти за сервизни роботи. Работите с един партньор вместо с пет.
Обработка на метал и пластмаса под един покрив
CNC обработка, формоване и обработка на ламарина
Повечето цехове избират само един вид работа. NOBLE извършва много видове. CNC обработка, шприцване и обработка на ламарина - всичко това се извършва в собствената им сграда. Тази комбинация е важна за производството на части за роботи. Корпусът на съединението може да се нуждае от машинна обработка. Капакът му може да се нуждае от шприцване. Рамката може да се нуждае от огъване. Един доставчик се грижи и за трите. Избягвате обвинителни игри, когато допустимите отклонения се променят между доставчиците.
От прототипиране до производство
Един и същ цех обработва и двата края на проекта. Прототип на скоба излиза от фрезата за дни. По-късно същият дизайн преминава към формоване или леене за големи количества. Този път прави прехода от една бройка към хиляди плавен. Също така запазва производствените процеси едни и същи. Това, което сте тествали, е това, което получавате.
Сертификати зад компонентите на сервизния робот
ISO 9001:2015 Управление на качеството
ISO 9001:2015 определя основните правила. Той обхваща писмени стъпки, отстраняване на проблеми и водене на записи. За купувачите на роботика това означава стабилни резултати. Всяка партида следва едни и същи стъпки. Качеството не зависи от това кой работи на тази смяна.
ISO 13485:2016 за регулирана работа
ISO 13485:2016 отива още по-далеч. Той е предназначен за медицински изделия и други строго контролирани продукти. Роботите, които помагат в условията на грижи, често попадат под това правило. Стандартът изисква по-строг контрол върху проектните записи, проследяването и риска. NOBLE притежава и двата сертификата. Това отваря врати за персонализирани компоненти в чувствителни области.
Пълна поддръжка за компоненти на сервизни роботи
Проектиране, инженеринг и DFM
Поддръжката започва преди да бъде нарязан какъвто и да е метал. Инженерите на NOBLE преглеждат чертежите и посочват проблеми. Проектирането с обратна връзка за производственост може да намали разходите и времето за изпълнение. Дебелата стена се превръща в оребрена. Тесният толеранс се разхлабва там, където няма значение. Тези малки промени се натрупват в цялата спецификация на материалите.
Сглобяване, тестване и доставка
Работата не свършва с готова част. NOBLE сглобява подсистеми, извършва функционални проверки и опакова за доставка. Този модел на пълно обслужване помага на екипите да изграждат части за AMR роботи и други роботизирани системи. Получавате една точка за контакт от офертата до доставката.
Струва си да се отбележи, че производството за роботика възнаграждава този вид интеграция. Изработката по поръчка и стандартните стоки могат да споделят една верига за доставки. Резултатът са висококачествени части за роботи, без обичайното жонглиране с доставчици. За всяка програма за роботи, това е истинско предимство.
CNC обработка, шприцване, работа с ламарина, 3D печат, леене и коване са частите за повечето сервизни роботи. Алуминий, стомана, инженерни пластмаси и композити покриват останалите. Съобразете всеки процес с това, което прави частта, колко ви е необходима, цената и времето за изпълнение. Този план поддържа роботизираните проекти в рамките на бюджета.
Проектирането за производственост и контрол на качеството са ключови стъпки, а не допълнителни елементи. Те решават дали частите на робота ще издържат на работа. Пропускането им добавя разходи и риск.
За производството на части за роботи, един партньор променя всичко. NOBLE извършва проектиране, производство, сглобяване и тестване на едно място. Тази подкрепа повишава производителността на робота от прототип до пълно производство.
Често задавани въпроси за компонентите на сервизния робот
Какъв е процесът, чрез който се произвеждат компонентите на сервизния робот с най-малки допуски?
CNC обработката поддържа най-строги допуски. Системите за съединения могат да достигнат ±0.01 мм в неръждаема стомана или титан. Корпусите на задвижващите механизми са около ±0.02 мм в алуминий. Шприцването се стяга най-добре до ±0.05 мм за прецизна работа. За части за движение и сензори, машинната обработка обикновено печели.
Кой материал е най-подходящ за леко роботно рамо?
Алуминият 6061-T6 е често срещаният избор. Той тежи с около 65% по-малко от стоманата при същата форма. Границата на провлачване е близо 275 MPa. За по-тежки товари, алуминият 7075 издържа над 500 MPa. Стоманата остава най-добрият избор за къси, високо напрегнати връзки, като например вътрешните части на скоростната кутия.
Кога шприцването е по-добро от CNC машинната обработка за компоненти на сервизни роботи?
Обемът решава това. Инструменталната екипировка струва от 1,000 до 100 000 долара или повече. Тази цена се изплаща само при хиляди идентични части. CNC машинната обработка напълно пропуска инструменталната екипировка, така че е подходяща за прототипи, производство на мостове и поръчкова работа. Под няколкостотин бройки, машинната обработка обикновено струва по-малко на детайл.
Как инженерите съкращават времето за обработка на персонализирани части?
Разхлабете допустимите отклонения, които не влияят на прилягането. Използвайте най-евтиния клас, който работи. По-малкото настройки и стандартните инструменти също намаляват разходите. Простите промени в DFM - по-големи радиуси, стандартни размери на материала, по-прости джобове - могат да намалят разходите за CNC обработка с 20% до 50%.
Какво причинява размерно отклонение при големи обеми печат?
Износването на инструментите е причина за по-голямата част от отклонението. Термичните промени, износването на приспособленията и вариациите в материалите се допълват. Корекцията следва пет стъпки: стабилни данни, правила за износване на инструментите, проверки по време на процеса на ключови характеристики, вземане на проби със SPC и ясен план за проверка с тригери за корекция.
Защо да използваме готови части вместо персонализирани?
Стандартните лагери, крепежни елементи и двигатели се доставят за дни и съдържат известни данни за надеждност. Те съкращават времето за проектиране и намаляват техническия риск. Частите по поръчка осигуряват точно пасване и функция, но добавят разходи за инструменти и време за изпълнение. Повечето успешни конструкции използват и двете.
Какви сертификати трябва да притежава доставчик на компоненти за сервизни роботи?
ISO 9001:2015 обхваща писмени стъпки, отстраняване на проблеми и водене на записи. ISO 13485:2016 отива по-далеч за регулирани области като медицинските изделия. NOBLE обхваща и двете. Тази комбинация поддържа стабилни резултати във всяка партида и отваря врати за чувствителни приложения.
Как DFM намалява цената на компонентите на сервизните роботи?
DFM съобразява формата на детайлите с най-добрия метод на производство. Ребрата заместват дебелите стени. Толерансите се разхлабват там, където нямат значение. Щракващите сглобки премахват крепежните елементи в големи партиди. Тези малки промени се натрупват в цялата спецификация на материалите и намаляват както разходите, така и времето за изпълнение.
