Γιατί η κατεργασία CNC έχει σημασία για τα ενσωματωμένα ρομπότ
Όταν βλέπετε αυτά τα ενσαρκωμένα ρομπότ να κάνουν backflips ακριβώς μπροστά σας, ανησυχείτε ποτέ ότι μπορεί να καταρρεύσουν ή να παρουσιάσουν δυσλειτουργία; Οι αρθρώσεις κάμπτονται. Τα χέρια εκτείνονται. Ολόκληρη η δομή βιώνει πραγματικές δυνάμεις - βαρύτητα, αδράνεια και κρούση.
Έτσι, το υλικό πρέπει να είναι άκαμπτο, ελαφρύ και ακριβές.
Δύο διαδικασίες κυριαρχούν σε αυτόν τον χώρο για την κατασκευή πρωτοτύπων και τις παραγωγές μικρού έως μεσαίου όγκου. Η κατεργασία CNC και η κατασκευή λαμαρίνας. Και οι δύο είναι προσβάσιμες. Και οι δύο παράγουν πραγματικά εξαρτήματα γρήγορα. Αλλά εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς.
Αυτές οι δύο διαδικασίες είναι επίσης πολύ σημαντικές για την κατασκευή ενσωματωμένων ρομπότ. Στη συνέχεια, θα σας δείξω πώς η κατεργασία CNC και η κατασκευή λαμαρίνας συνεργάζονται για την κατασκευή ενός ενσωματωμένου ρομπότ, βήμα προς βήμα.
Εξαρτήματα κατεργασμένα με CNC (Ο πυρήνας ακριβείας)
Ορισμένα μέρη καθορίζουν την απόδοση του ρομπότ. Λαμβάνουν τα φορτία. Ορίζουν την ακρίβεια. Χωρίς αυτά, ολόκληρο το μηχάνημα παρεκκλίνει και αποτυγχάνει.
Κοινή στέγαση
Θα τα βρείτε στους ώμους, τους γοφούς, τα γόνατα και τους αστραγάλους. Κάθε ένα μπορεί να χειριστεί την πλήρη δύναμη μιας ταλάντωσης ενός άκρου ή μιας θέσης μετατόπισης του σώματος. Το περίβλημα χρειάζεται ακριβείς οπές. Τα ρουλεμάν πιέζονται σφιχτά. Οι τσιμούχες βρίσκονται ομόκεντρα στον περιστρεφόμενο άξονα.
Εκτός αν ο πελάτης έχει συγκεκριμένες απαιτήσεις, έχουμε την τάση να χρησιμοποιούμε αλουμίνιο 6061 ή 7075 για την κατασκευή αυτών των εξαρτημάτων. Η κατεργασία CNC 5 αξόνων είναι η καλύτερη επιλογή. Το εργαλείο μπορεί να φτάσει σε υποκοπές και γωνιακές επιφάνειες με μία μόνο διάταξη. Αλλά ένας έμπειρος μηχανικός μπορεί επίσης να κατασκευάσει το ίδιο εξάρτημα σε φρέζα τριών αξόνων. Απλώς χρειάζονται πολλαπλές διατάξεις, περισσότερη στερέωση και προσεκτική επαναξιολόγηση των σημείων αναφοράς. Η διαδρομή πέντε αξόνων είναι ταχύτερη και ακριβέστερη. Η διαδρομή τριών αξόνων είναι φθηνότερη για μικρές παρτίδες.
Περιστροφικοί άξονες μετάδοσης κίνησης
Αυτά τα μέρη περιστρέφονται. Μεταφέρουν ροπή από έναν κινητήρα σε μια άρθρωση. Η γεωμετρία είναι λίγο περίπλοκη. Τα κομβία ρουλεμάν χρειάζονται αυστηρό έλεγχο της διαμέτρου. Οι σφήνες ή οι κλειδαριές μεταφέρουν την περιστροφή χωρίς ολίσθηση. Τα σπειροειδή κομμάτια συγκρατούν τα παξιμάδια συγκράτησης ή τις τροχαλίες. Πολλοί άξονες έχουν επίσης εσωτερικές οπές. Τα καλώδια για αισθητήρες ή ισχύ περνούν ακριβώς από τη μέση του περιστρεφόμενου συγκροτήματος.
Χρησιμοποιούμε τόρνους CNC με ενεργά εργαλεία για την κατασκευή αυτών των αξόνων. Ο τόρνος κάνει τη δύσκολη δουλειά της τόρνευσης των εξωτερικών διαμέτρων. Τα ενεργά εργαλεία φρέζουν τις επίπεδες άκρες, ανοίγουν τις εγκάρσιες οπές και κόβουν τις εγκοπές χωρίς να χρειάζεται να αφαιρεθεί το εξάρτημα από τον άξονα. Όταν πρόκειται για σύνθετους άξονες, είναι συνήθως καλύτερο να επιλέξετε ένα κέντρο τόρνου πέντε αξόνων. Διαχειρίζονται χαρακτηριστικά εκτός άξονα και γωνιακές θύρες με μία σύσφιξη.
Η διαδρομή του υλικού είναι σημαντική εδώ. Πρώτα απ 'όλα, φροντίστε να κοπεί ο άξονας με χοντρό ...
Πλαίσιο κορμού (Κύρια πλάκα στήριξης)
Αυτή είναι η ραχοκοκαλιά του ρομπότ. Όλα συνδέονται με αυτήν. Υπολογιστές, μπαταρίες, ενεργοποιητές, συστήματα διαχείρισης καλωδίων. Η πλάκα σας παρέχει επίπεδες, παράλληλες επιφάνειες αναφοράς. Εάν η πλάκα λυγίσει ή στριφογυρίσει, τίποτα άλλο δεν θα ευθυγραμμιστεί σωστά. Τα ρομπότ σας θα καταλήξουν να στέκονται στραβά.
Το κατασκευάζουμε από πλάκα αλουμινίου. Το πάχος κυμαίνεται μεταξύ 12 και 25 χιλιοστών, ανάλογα με το μέγεθος του ρομπότ και τον τρόπο κατασκευής του. Η κατεργασία είναι απλή αλλά λίγο επίπονη. Υπάρχουν εκατοντάδες οπές με σπείρωμα, όλες τρυπημένες και σπειρωμένες με ακρίβεια μιας ίντσας από τη διάρκεια ζωής τους. Αν ανοίξετε μια τρύπα σε λάθος σημείο σε μια πλάκα, μπορεί να σας κοστίσει πολλά χρήματα. Τα εργαστήρια χρησιμοποιούν κέντρα κατεργασίας CNC με κύκλους ανίχνευσης για να ελέγχουν τις θέσεις των οπών πριν από τη σπειροποίηση.
Μικρά εξαρτήματα ακριβείας
Δεν είναι κάθε εξάρτημα ένα δομικό διαχωριστικό. Ορισμένα μέρη είναι μικροσκοπικά. Απαιτούν διαφορετικά μηχανήματα και διαφορετική σκέψη.
Τα οστά των δακτύλων και οι σύνδεσμοι των χεριών είναι μικροί, πολύπλοκοι και πολυάριθμοι. Ένα ανθρωποειδές χέρι μπορεί να έχει περίπου δεκαπέντε ή είκοσι αρθρωτούς συνδέσμους. Κάθε ένας έχει επιφάνειες στήριξης, οπές περιστροφής και οδηγούς καλωδίων. Οι τόρνοι ελβετικού τύπου είναι η ιδανική επιλογή σε αυτή την περίπτωση. Χρησιμοποιούν μηχανές για να κόβουν μακριά, λεπτά μέρη από ράβδους με εξαιρετική ομοκεντρικότητα. Για ακόμη μικρότερα χαρακτηριστικά, οι μικρομύλοι είναι η καλύτερη επιλογή. Τα εργαλεία που χρησιμοποιούμε έχουν διάμετρο μικρότερη από ένα χιλιοστό. Οι ρυθμοί τροφοδοσίας μετρώνται σε μικρά ανά δόντι.
Οι καμπύλες των αισθητήρων δύναμης/ροπής αποτελούν μια εντελώς διαφορετική πρόκληση. Πρόκειται για ελαστικές δομές με λεπτά τοιχώματα. Είναι λίγο μαλακές όταν τις ασκείτε πίεση. Τα όργανα μέτρησης τάσης μετρούν αυτήν την παραμόρφωση. Το εξάρτημα πρέπει να επανέρχεται τέλεια κάθε φορά. Εάν υπάρχει υπερβολική ποσότητα υλικού, ο αισθητήρας μπορεί να γίνει αναίσθητος. Απλώς δεν παράγει αρκετή ποσότητα για να αλλάξει τα πράγματα μόνιμα. Εάν τα κατεργάζεστε από αλουμίνιο ή ανοξείδωτο χάλυβα 17-4PH, θα πρέπει να είστε προσεκτικοί με τον έλεγχο της διαδρομής του εργαλείου. Οποιοδήποτε σημάδι κοπής γίνεται συγκέντρωση τάσης. Πολλά συνεργεία καταλήγουν να πετούν τη μισή πρώτη τους παρτίδα όταν το ανακαλύπτουν αυτό.
Οι πλάκες συγκράτησης ρουλεμάν και οι βάσεις κωδικοποιητή είναι απλούστερες αλλά εξακολουθούν να είναι ακριβείς. Βρίσκουν τα ρουλεμάν αξονικά. Συγκρατούν τις κεφαλές ανάγνωσης κωδικοποιητή σε ακριβή κενά αέρα. Οι ανοχές έχουν σημασία, αλλά η γεωμετρία είναι συνήθως αρκετά απλή.
Κανόνες Σχεδιασμού για Μηχανουργική Κατεργασία CNC (Κατάλογος με κουκκίδες)
Θέλετε να μάθετε τι πιστεύω; Σε τι πρέπει να δώσετε ιδιαίτερη προσοχή; Έχω συγκεντρώσει μερικά σημεία που ελπίζω να σας φανούν χρήσιμα.
- Προσπαθήστε να αποφύγετε τις σφιχτές, στενές τσέπες όπου είναι δυνατόν. Οποιαδήποτε τσέπες που είναι περισσότερο από τέσσερις φορές βαθιές από ό,τι πλατιές αποτελεί πρόβλημα. Τα θραύσματα δεν απομακρύνονται εύκολα. Το ψυκτικό υγρό δεν μπορεί να φτάσει στη ζώνη κοπής. Οι μακριές, λεπτές άκρες των φρεζών μπορεί να τρίζουν ή να σπάνε. Επανασχεδιάστε το εξάρτημα ή προσθέστε μια οπή για να διευκολύνετε την αφαίρεση των θραυσμάτων.
- Απλώς χρησιμοποιήστε τυπικές ακτίνες φρεζαρίσματος για εσωτερικές γωνίες, εντάξει; Οι πιο συνηθισμένες ακτίνες είναι 1.5 mm, 3 mm και 6 mm. Αυτές ταιριάζουν με τα έτοιμα εργαλεία. Αν έχετε μια μη τυπική ακτίνα, ας πούμε 4.2 mm, τότε το συνεργείο θα πρέπει να τροχίσει ένα εργαλείο κατά παραγγελία ή να χρησιμοποιήσει πολλαπλά περάσματα για να καθαρίσει τη γωνία. Και οι δύο επιλογές προσθέτουν κόστος και χρόνο παράδοσης.
- Απλώς καθορίστε αυστηρές ανοχές όταν πραγματικά χρειάζεται. Ένα κομβίο ρουλεμάν ή μια επιφάνεια στήριξης γραναζιών χρειάζεται πραγματικά ±0.005 mm. Ένα αισθητικό εξωτερικό προφίλ δεν χρειάζεται. Πολλοί σχεδιαστές ορίζουν αυστηρές ανοχές σε κάθε διάσταση. Αυτό καταλήγει να κοστίζει περισσότερο χωρίς να βελτιώνει την καλή λειτουργία του. Απλώς να είστε προσεκτικοί με το ποιον επιλέγετε.
- Η ιδέα είναι να σχεδιάζουμε για ελάχιστες ρυθμίσεις. Κάθε φορά που αφαιρούμε ένα εξάρτημα από το μηχάνημα και το επανατοποθετούμε, η ακρίβεια μειώνεται και ο χρόνος κύκλου αυξάνεται. Εάν ένα εξάρτημα κατεργαστεί σε μία ή δύο ρυθμίσεις, θα κοστίσει το μισό από ένα εξάρτημα που χρειάζεται πέντε ρυθμίσεις. Τα χαρακτηριστικά προσανατολισμού είναι προσβάσιμα μόνο από μία κατεύθυνση. Προσπαθήστε να αποφύγετε τις υποκοπές, εκτός αν είναι πραγματικά απαραίτητο. Σχεδιάστε για το μηχάνημα, όχι μόνο για τη λειτουργία.
Κατασκευασμένο από λαμαρίνα Εξαρτήματα (Το Ελαφρύ Πλαίσιο)
Τα ενσωματωμένα ρομπότ είναι εξαιρετικά πολύπλοκα, αλλά υπάρχουν ακόμη ορισμένα εξαρτήματα που πρέπει να είναι άκαμπτα, ελαφριά και φθηνά. Εδώ είναι που η λαμαρίνα μπαίνει πραγματικά στο προσκήνιο. Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία του περιβλήματος και των δευτερογενών δομών του ρομπότ.
Περιβλήματα και Πάνελ Κορμού
Σκεφτείτε τα πλαϊνά πάνελ, τα πίσω καλύμματα και τα πάνω καταστρώματα. Αυτά κρατούν τη σκόνη έξω και τα καλώδια μέσα. Επίσης, κάνουν το ρομπότ να φαίνεται τελειωμένο. Όλοι γνωρίζουμε ότι ένα κουβάρι από καλώδια που κρέμονται από ένα πρωτότυπο είναι απαίσιο.
Χρησιμοποιούμε ένα κόφτη λέιζερ για την κατασκευή των προϊόντων μας. Το μηχάνημα κόβει επίπεδα τεμάχια από φύλλα αλουμινίου πάχους 1.5 έως 2 χιλιοστών. Υπάρχουν οπές για την κυκλοφορία του αέρα. Υπάρχουν εγκοπές για τη διέλευση των καλωδίων. Στη συνέχεια, το εξάρτημα μετακινείται σε μια πρέσα. Το φρένο λυγίζει, φλάντζες και διαμορφώνει το τρισδιάστατο σχέδιο.
Τα παξιμάδια PEM είναι μια τυπική λεπτομέρεια εδώ. Πρόκειται για ένθετα με σπείρωμα που πιέζονται. Ένα συνεργείο θα τα εγκαταστήσει αφού τα λυγίσει. Το ένθετο κάθεται στο ίδιο επίπεδο με την επιφάνεια του φύλλου. Τώρα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα λεπτό πάνελ αλουμινίου με χαλύβδινο μπουλόνι χωρίς να ξεγυμνώσετε τα σπειρώματα. Πανεύκολο. Λειτουργεί εξαιρετικά.
Σύνδεσμοι ποδιών και χεριών
Τα άκρα ενός ενσωματωμένου ρομπότ δεν χρειάζεται να είναι από συμπαγές μέταλλο. Τα κανάλια C και τα κλειστά κουτιά λειτουργούν καλά. Και τα δύο προέρχονται από λυγισμένη λαμαρίνα.
Μια συνηθισμένη προσέγγιση χρησιμοποιεί δύο κανάλια σχήματος U. Κάθε κανάλι έχει ένα απλό καμπύλο σχήμα. Ένας συναρμολογητής τα τοποθετεί πλάτη με πλάτη και ενώνει τις φλάντζες μεταξύ τους. Το αποτέλεσμα είναι ένα κλειστό τμήμα κουτιού. Άκαμπτο στην κάμψη. Άκαμπτο στη στρέψη. Ελαφρύ επειδή το μεγαλύτερο μέρος του υλικού βρίσκεται στις εξωτερικές επιφάνειες. Αυτή είναι η ίδια αρχή με μια δοκό σχήματος Ι ή έναν σωλήνα πλαισίου ποδηλάτου.
Αυτοί οι σύνδεσμοι λαμαρίνας βιδώνονται ή πριτσινίζονται απευθείας στα κατεργασμένα περιβλήματα συνδέσεων. Το περίβλημα παρέχει τις ακριβείς επιφάνειες εδράνων. Ο σύνδεσμος λαμαρίνας παρέχει την δομική εμβέλεια. Κάθε υλικό κάνει αυτό που κάνει καλύτερα.
Περιβλήματα μπαταρίας
Τα στοιχεία ιόντων λιθίου χρειάζονται προστασία. Ένα τρύπημα μπορεί να προκαλέσει πυρκαγιά. Ένα βαθούλωμα μπορεί να προκαλέσει εσωτερικό βραχυκύκλωμα. Τα περιβλήματα των μπαταριών είναι απλώς λυγισμένα κουτιά με καπάκια που μπορείτε να αφαιρέσετε. Το μεταλλικό φύλλο παρέχει αντοχή σε κρούσεις. Επίσης, εμποδίζει τα στοιχεία να έρθουν τυχαία σε επαφή με εργαλεία ή υπολείμματα κατά τη συντήρηση.
Οι σχεδιαστές έχουν προσθέσει καμπυλωτές γλωττίδες σε αυτά τα περιβλήματα. Οι γλωττίδες έχουν τρύπες. Οι τρύπες ευθυγραμμίζονται με τα σπειροειδή ένθετα στο πλαίσιο του κορμού. Μερικές βίδες συγκρατούν ολόκληρη την μπαταρία στη θέση της. Η αφαίρεσή της διαρκεί μόνο δευτερόλεπτα. Η αντικατάστασή της είναι παιχνιδάκι. Το περίβλημα από λαμαρίνα είναι λίγο απλό. Απλώς λειτουργεί και λειτουργεί αξιόπιστα.
Βάσεις στήριξης ηλεκτρονικών
Οι αισθητήρες και οι πλακέτες κυκλωμάτων χρειάζονται στέγη. Οι βάσεις στήριξης δεν χρειάζεται να είναι περίπλοκες. Οι απλές βάσεις στήριξης σε σχήμα L και Z λειτουργούν καλά. Οι άνθρωποι τις χρησιμοποιούν για κάμερες, μονάδες LiDAR και μικροελεγκτές.
Η διαδικασία είναι αρκετά γρήγορη. Αποκτήστε ένα επίπεδο σχέδιο από ένα φύλλο αλουμινίου πάχους μεταξύ 1 και 1.5 mm. Απλώς λυγίστε το σε μια πρέσα. Η δουλειά έγινε. Ο χρόνος παράδοσης μετριέται σε ημέρες, όχι σε εβδομάδες. Αυτή η ταχύτητα είναι πραγματικά σημαντική όταν κάνετε την πρώτη έκδοση ενός προϊόντος. Χρειάζεται να επανατοποθετήσετε έναν αισθητήρα; Σχεδιάστε μια νέα βάση. Απλώς κόψτε την. Λυγίστε την. Δοκιμάστε την. Ολόκληρος ο κύκλος διαρκεί ένα απόγευμα.
Πλάκες ποδιών (Απλή έκδοση)
Η πλάκα ποδιού είναι αυτή που μεταφέρει τις δυνάμεις αντίδρασης του εδάφους στη δομή του ποδιού. Η βασική έκδοση είναι απλώς μια επίπεδη πλάκα.
Η κοπή με υδροβολή είναι η καλύτερη επιλογή εδώ. Δεν υπάρχει ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα. Δεν υπάρχουν τραχιά κομμάτια που χρειάζονται επιπλέον καθάρισμα. Η πλάκα παραμένει επίπεδη και χωρίς τάσεις. Στη συνέχεια, μετά την κοπή, ένα συνεργείο τρυπάει και ανοίγει με σπείρωμα οπές στερέωσης για τον αισθητήρα δύναμης/ροπής.
Οι μηχανικοί μας τείνουν να χρησιμοποιούν χάλυβα ελατηρίων αντί για αλουμίνιο για μεγαλύτερη αντοχή. Η πλάκα λυγίζει λίγο όταν ασκείται πίεση, αλλά μετά γίνεται ξανά επίπεδη. Θα διαρκέσει περισσότερο πριν σπάσει. Το μειονέκτημα είναι το βάρος και η αντοχή στη διάβρωση. Ο χάλυβας ελατηρίων είναι βαρύτερος και θα σκουριάσει αν δεν έχει επικάλυψη.
Κανόνες Σχεδιασμού για Κατασκευή Λαμαρινών
Αυτοί οι κανόνες συμβάλλουν στη διατήρηση της δυνατότητας κατασκευής των εξαρτημάτων. Εάν δεν το κάνετε αυτό, ένα συνεργείο μπορεί να σας καλέσει πίσω και να σας ζητήσει αλλαγές ή να σας χρεώσει περισσότερο.
- Βεβαιωθείτε ότι η διάμετρος της οπής είναι τουλάχιστον ίση με το πάχος του υλικού. Θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι υπάρχει τουλάχιστον μία οπή 1 mm σε κάθε φύλλο 1 mm. Οι μικρότερες οπές χρειάζονται ειδικά εργαλεία ή επιπλέον τρύπημα. Και τα δύο προσθέτουν κόστος.
- Βεβαιωθείτε ότι διατηρείτε την απόσταση από την τρύπα στην καμπύλη. Ο εμπειρικός κανόνας είναι 2.5 φορές το πάχος του υλικού συν την ακτίνα της καμπύλης. Αν βάλετε μια τρύπα πολύ κοντά σε μια καμπύλη, θα παραμορφωθεί. Το υλικό τεντώνεται προς τα έξω στην καμπύλη. Η τρύπα καταλήγει να έχει πιο οβάλ σχήμα. Τα στοιχεία στερέωσης δεν εφαρμόζουν πια.
- Το σχέδιο θα πρέπει να έχει ύψος φλάντζας τουλάχιστον τέσσερις φορές το πάχος του υλικού. Εάν η φλάντζα είναι πολύ κοντή, δεν θα είναι δυνατή η ακριβής διαμόρφωσή της. Η μήτρα του φρένου πίεσης χρειάζεται αρκετό υλικό για να πιαστεί. Οι κοντές φλάντζες επίσης δεν έχουν ακαμψία. Ταλαντεύονται υπό φορτίο.
- Προσθέστε ακτινωτές γωνίες στις εσωτερικές γωνίες. Οι αιχμηρές γωνίες μπορούν να ασκήσουν μεγάλη πίεση σε μια επιφάνεια. Εάν έχετε ένα λυγισμένο εξάρτημα, μια αιχμηρή εσωτερική γωνία είναι μια ρωγμή που περιμένει να δημιουργηθεί. Η ακτίνα κατανέμει το φορτίο. Το εξάρτημα διαρκεί περισσότερο. Ο κανόνας ισχύει τόσο για το επίπεδο μοτίβο όσο και για το τελικό διαμορφωμένο σχήμα.
- Για να γνωρίζετε, είναι σημαντικό να καθορίσετε την κατεύθυνση κάμψης σε σχέση με τους κόκκους του υλικού, ειδικά όταν πρόκειται για αλουμίνιο. Η λαμαρίνα έχει κατεύθυνση κόκκων από το έλαστρο. Η κάμψη κατά μήκος των κόκκων την καθιστά πιο ανθεκτική. Η κάμψη με τους κόκκους μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές στο εξωτερικό της καμπύλης. Οι έμπειροι σχεδιαστές θα το επισημάνουν αυτό στο σχέδιο. Εάν δεν έχετε εμπειρία, πιθανότατα θα το μάθετε αφού η πρώτη σας παρτίδα εξαρτημάτων αστοχήσει.
Υβριδικά Συγκροτήματα (Μηχανουργικά + Διαμορφωμένα)
Είναι αδύνατο να κατασκευαστεί ένα ολόκληρο ενσωματωμένο ρομπότ χρησιμοποιώντας μόνο μία διαδικασία κατασκευής. Η διαδικασία είναι εξαιρετικά περίπλοκη, αλλά η γενική μας προσέγγιση είναι να χρησιμοποιούμε κατεργασία CNC για εξαρτήματα όπου η ακρίβεια και η αντοχή είναι κρίσιμες και κατασκευή λαμαρίνας για εξαρτήματα όπου το βάρος και το κόστος είναι πιο σημαντικά. Στη συνέχεια, συναρμολογούμε αυτά τα εξαρτήματα.
Μοτίβο Κατασκευής Ποδιών
Ρίξτε μια ματιά σε ένα ενσωματωμένο ρομποτικό πόδι, από το ισχίο μέχρι το πέλμα. Έχει τρεις αρθρώσεις: το ισχίο, το γόνατο και τον αστράγαλο. Κάθε άρθρωση απαιτεί ένα κατεργασμένο περίβλημα. Οι οπές των ρουλεμάν πρέπει να είναι ομόκεντρες. Οι επιφάνειες στήριξης πρέπει να είναι παράλληλες. Οι αυλακώσεις στεγανοποίησης πρέπει να είναι καθαρές. Αυτό είναι το πεδίο της κατεργασίας CNC.
Τώρα, σκεφτείτε τους συνδέσμους μεταξύ αυτών των αρθρώσεων. Μηρός. Γάμπα. Αυτά είναι μακριά, δομικά σώματα. Πρέπει να είναι άκαμπτα σε όλο το μήκος τους. Ωστόσο, δεν χρειάζονται την πυκνότητα ενός συμπαγούς μπλοκ αλουμινίου. Τα κανάλια λαμαρίνας είναι ιδανικά για αυτόν τον σκοπό. Ένα κανάλι U ή ένα κλειστό τμήμα κουτιού παρέχει ακαμψία κάμψης σε ένα κλάσμα του βάρους.
Ο συναρμολογητής βιδώνει ή καρφώνει το κατεργασμένο περίβλημα στο κανάλι της λαμαρίνας. Στη συνέχεια, το περίβλημα συγκρατεί την ακριβή σύνδεση. Το κανάλι συγκρατεί τα δύο περιβλήματα σε σταθερή απόσταση. Κάθε μέρος κάνει τη δουλειά του. Μαζί, λειτουργούν ως μονάδα.
Μοτίβο Κατασκευής Κορμού
Ο κορμός έχει σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας παρόμοια λογική, αλλά με διαφορετικές αναλογίες.
Μια κεντρική πλάκα ράχης, κατασκευασμένη από ένα ενιαίο κομμάτι μετάλλου, εκτείνεται κατά μήκος της μέσης. Αυτό σχηματίζει την άκαμπτη ραχοκοκαλιά. Οι ενεργοποιητές είναι τοποθετημένοι απευθείας πάνω σε αυτήν. Οι υπολογιστές και οι μπαταρίες είναι βιδωμένοι στις επιφάνειές της. Η πλάκα ράχης πρέπει να είναι επίπεδη, ανθεκτική και με ακρίβεια διάτρητη. Η κατεργασία CNC από μια παχιά πλάκα αλουμινίου είναι η σωστή μέθοδος.
Γύρω από αυτόν τον πυκνό πυρήνα, προστίθενται πλευρικά, μπροστινά και πίσω πάνελ από λαμαρίνα. Αυτά εξυπηρετούν δύο σκοπούς. Πρώτον, περικλείουν τα εσωτερικά εξαρτήματα. Δεν υπάρχουν εκτεθειμένα καλώδια. Δεύτερον, εμποδίζουν τα δάχτυλα να εισχωρήσουν σε κινούμενα μέρη. Δεύτερον, αυξάνουν τη στρεπτική ακαμψία. Ένα κλειστό κουτί από λαμαρίνα αντιστέκεται στην περιστροφή πολύ πιο αποτελεσματικά από μια ενιαία επίπεδη πλάκα.
Αυτός ο συνδυασμός είναι αποτελεσματικός. Ένας κατεργασμένος πυρήνας μπορεί να χειριστεί συγκεντρωμένα φορτία και ακριβείς διεπαφές. Ένα κέλυφος από λαμαρίνα μπορεί να χειριστεί ευρείες επιφάνειες και απαιτήσεις περιβλήματος. Μαζί, ζυγίζουν και κοστίζουν λιγότερο από έναν πλήρως κατεργασμένο κορμό.
Μοτίβο κατασκευής χεριών
Αν και τα χέρια είναι μικρά, το μοτίβο παραμένει σταθερό.
Χαρακτηριστικά ακριβείας παρέχονται από μεταλλικά οστά δακτύλων ρομπότ, κατασκευασμένα με CNC. Υπάρχουν οπές για καρφίτσες για τις αρθρώσεις. Υπάρχουν επίσης οδηγοί καλωδίων για τους τένοντες. Υπάρχουν επίσης επίπεδες επιφάνειες για συνδέσεις συνδέσμων. Αν και κάθε οστό είναι μικρό, οι ανοχές είναι μικρές. Αυτά μπορούν να παραχθούν σε ποσότητα χρησιμοποιώντας τόρνο ελβετικού τύπου ή μικρομύλο.
Η παλάμη μπορεί να χρησιμοποιήσει πλάκες από λαμαρίνα. Λεπτό υλικό. Καμπύλες φλάντζες. Αυτές σχηματίζουν το καμπύλο σχήμα της παλάμης. Παρέχουν επίσης σημεία στήριξης για τα οστά των δακτύλων.
Μικρά πριτσίνια ή βίδες συγκρατούν το συγκρότημα. Τα κατεργασμένα οστά των δακτύλων περιστρέφονται πάνω σε πείρους ακριβείας. Η παλάμη από λαμαρίνα παρέχει στήριξη. Το αποτέλεσμα είναι ένα χέρι που κινείται ομαλά, ζυγίζει λίγο και είναι πολύ φθηνότερο από μια πλήρως κατεργασμένη εναλλακτική λύση.
CNC μηχανική κατεργασία εναντίον Κατασκευής Λαμαρίνας
Οι άνθρωποι ρωτούν ποια μέθοδος είναι καλύτερη. Αυτή είναι η λάθος ερώτηση. Κάθε διαδικασία λύνει ένα διαφορετικό πρόβλημα. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει πώς διαφέρουν.
| Άποψη | CNC μηχανική κατεργασία | Κατασκευή λαμαρινών |
| Το καλύτερο για | Οπές ρουλεμάν, οπές ακριβείας με σπείρωμα, σύνθετη τρισδιάστατη γεωμετρία. | Επίπεδες ή καμπυλωμένες πλάκες, απλές αγκύλες, περιβλήματα και δομικά περιβλήματα. |
| Τυπικός όγκος | Χαμηλός όγκος. 1 έως 100 μονάδες. | Χαμηλός έως μεσαίος όγκος. 10 έως 500 μονάδες. |
| Κόστος εργαλείων | Καμία. Χωρίς καλούπια ή μήτρες. | Χαμηλή. Απλή εργαλειομηχανή με πρέσα. Η κοπή με λέιζερ δεν απαιτεί σκληρά εργαλεία. |
| Κόστος ανά τεμάχιο | Υψηλή. Η σπατάλη υλικών είναι σημαντική. | Χαμηλή για σειρές 10 ή περισσότερων μονάδων. |
| Χρόνος παράδοσης (πρωτότυπα) | 1 2 για εβδομάδες. | 3 σε 7 ημέρες. |
| Σχέση αντοχής προς βάρος | Καλό, αλλά πυκνό. | Εξαιρετικό. Το λεπτό υλικό μεταφέρει αποτελεσματικά το φορτίο. |
| Γεωμετρική πολυπλοκότητα | Πολύ ψηλά. Υποσκάψεις, βαθιές τσέπες, σύνθετες γωνίες. | Χαμηλό. Περιορίζεται σε εύκαμπτα σχήματα. |
Πότε να επιλέξετε κατεργασία CNC
Επιλέξτε κατεργασία CNC για εξαρτήματα που απαιτούν οπές ρουλεμάν. Αυτές οι οπές πρέπει να είναι τέλεια στρογγυλές και να μην υπερβαίνουν το απαιτούμενο μέγεθος σε απόσταση λίγων μικρών. Επιλέξτε την για οπές ακριβείας με σπείρωμα που ευθυγραμμίζονται ακριβώς με τα εξαρτήματα που ταιριάζουν. Επιλέξτε την για σύνθετες τρισδιάστατες γεωμετρίες που δεν μπορούν να προσεγγιστούν από ένα επίπεδο φύλλο. Περίβλημα σύνδεσης. Βάση αισθητήρα με σύνθετες γωνίες. Ένα προσαρμοσμένο κενό γραναζιών.
Το αρχικό κόστος είναι χαμηλό. Δεν υπάρχουν εργαλεία προς αγορά. Ωστόσο, το κόστος ανά τεμάχιο είναι υψηλό. Ένα κατεργασμένο τεμάχιο ξεκινά τη ζωή του ως ένα συμπαγές μπλοκ. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του μπλοκ γίνεται θραύσματα στο εργοστάσιο. Για σειρές παραγωγής μεταξύ ενός και εκατό τεμαχίων, αυτή η ανταλλαγή έχει νόημα. Για μεγαλύτερους όγκους, ωστόσο, αρχίζουμε να εξετάζουμε άλλες μεθόδους.
Πότε να επιλέξετε κατασκευή λαμαρίνας
Επιλέξτε κατεργασία CNC για ενσωματωμένα ρομποτικά εξαρτήματα που απαιτούν οπές ρουλεμάν. Αυτές οι οπές πρέπει να είναι τέλεια στρογγυλές και εντός μερικών μικρών από το απαιτούμενο μέγεθος. Επιλέξτε την για οπές ακριβείας με σπείρωμα που ευθυγραμμίζονται ακριβώς με τα εξαρτήματα που ταιριάζουν. Επιλέξτε την για σύνθετες τρισδιάστατες γεωμετρίες που δεν μπορούν να προσεγγιστούν από ένα επίπεδο φύλλο. Περίβλημα σύνδεσης. Βάση αισθητήρα με σύνθετες γωνίες. Ένα προσαρμοσμένο κενό γραναζιών.
Το αρχικό κόστος είναι χαμηλό. Δεν υπάρχουν εργαλεία προς αγορά. Ωστόσο, το κόστος ανά τεμάχιο είναι υψηλό. Ένα κατεργασμένο τεμάχιο ξεκινά τη ζωή του ως ένα συμπαγές μπλοκ. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του μπλοκ γίνεται θραύσματα στο εργοστάσιο. Για σειρές παραγωγής μεταξύ ενός και εκατό τεμαχίων, αυτή η ανταλλαγή έχει νόημα. Για μεγαλύτερους όγκους, ωστόσο, οι άνθρωποι αρχίζουν να εξετάζουν άλλες μεθόδους.
Θεωρήσεις κόστους και χρόνου παράδοσης
Ο χρόνος παράδοσης για τα πρωτότυπα κατεργασίας CNC είναι 1-2 εβδομάδες. Το πρόβλημα έγκειται στον προγραμματισμό και την εγκατάσταση. Μόλις το μηχάνημα τεθεί σε λειτουργία, παράγει εξαρτήματα γρήγορα. Ωστόσο, κάθε εξάρτημα απαιτεί σημαντικό χρόνο στη μηχανή. Το υψηλό κόστος ανά εξάρτημα αντικατοπτρίζει αυτό.
Η κατασκευή λαμαρίνας είναι ταχύτερη. Η διαδικασία διαρκεί τρεις έως επτά ημέρες από το σχέδιο έως το τελικό προϊόν. Η κοπή με λέιζερ είναι γρήγορη. Η κάμψη είναι επίσης γρήγορη. Για παραγγελίες δέκα ή περισσότερων μονάδων, το κόστος ανά μονάδα μειώνεται σημαντικά. Το πρώτο μέρος χρειάζεται τον ίδιο χρόνο με το δέκατο.
Η υβριδική προσέγγιση είναι η πιο οικονομική λύση για ολοκληρωμένα ρομπότ. Κατεργασία των ακριβών αρθρώσεων. Διαμόρφωση των δομικών συνδέσμων. Βιδώστε τους. Το συνολικό κόστος είναι χαμηλότερο από αυτό ενός πλήρως κατεργασμένου ρομπότ. Το συνολικό βάρος είναι επίσης χαμηλότερο από αυτό ενός ρομπότ από μεταλλική λαμαρίνα. Όσοι κατανοούν και τις δύο διαδικασίες μπορούν να κατασκευάσουν καλύτερες μηχανές πιο γρήγορα.
Επιλέξτε NOBLE για ενσαρκωμένο κατασκευή ρομπότ
Ποιοι Ειμαστε
Η NOBLE είναι μια εταιρεία ακριβείας κατεργασίας CNC. Έχουμε εκτεταμένη εμπειρία στην παραγωγή ρομποτικής, αυτοματισμού και ιατρικών συσκευών.
Γεφυρώνουμε το χάσμα μεταξύ της δημιουργίας πρωτοτύπων και της παραγωγής. Πολλές εταιρείες ειδικεύονται είτε σε μεμονωμένα έργα είτε σε παραγωγή μεγάλου όγκου. Αναλαμβάνουμε και τα δύο. Παράγουμε σειρές μεμονωμένων μονάδων για δοκιμές. Αναλαμβάνουμε επίσης παραγωγή μεσαίου όγκου, που κυμαίνεται από 1 έως και πάνω από 1,000 μονάδες. Χρησιμοποιούμε τα ίδια μηχανήματα και για τα δύο. Ίδια πρότυπα ποιότητας. Δίνουμε την ίδια προσοχή στη λεπτομέρεια.
Δυνατότητες κατεργασίας πυρήνα
CNC άλεση
Προσφέρουμε φρεζάρισμα CNC τριών, τεσσάρων και 5 αξόνων . Διατηρούμε ανοχές ±0.005 mm (±0.0002 ίντσες) για κρίσιμα χαρακτηριστικά. Οι δυνατότητες κατεργασίας υψηλής ταχύτητας που διαθέτουμε χειρίζονται εξαρτήματα αλουμινίου και λεπτού τοιχώματος χωρίς κυματισμούς ή παραμορφώσεις.
CNC στροφή
Διαθέτουμε τόρνους εργαλειομηχανών με δυνατότητα άξονα Υ. Οι αυτόματοι τόρνοι ελβετικού τύπου χρησιμοποιούνται για μικρά, σύνθετα εξαρτήματα. Αυτοί χρησιμοποιούνται για οστά δακτύλων, μικροάξονες και εξαρτήματα αισθητήρων. Ο ελβετικός τόρνος λειτουργεί με ράβδους και παράγει τελικά εξαρτήματα σε έναν κύκλο.
Υποστηρικτικές Διαδικασίες
Τόσο η επιφανειακή λείανση όσο και η κυλινδρική λείανση παράγουν φινιρίσματα ποιότητας ρουλεμάν. Επιτυγχάνουμε τιμή Ra 0.4 μικρόμετρα ή καλύτερη σε επιφάνειες εδάφους.
Η θερμική επεξεργασία πραγματοποιείται είτε εσωτερικά είτε μέσω εξειδικευμένων συνεργατών. Προσφέρουμε ανόπτηση, σκλήρυνση και ανακούφιση από την καταπόνηση. Η NOBLE διαχειρίζεται τόσο τη διαδικασία όσο και την τεκμηρίωση.
Η τελική επεξεργασία μετά την κατεργασία περιλαμβάνει αφαίρεση γρεζιών, ανοδίωση (διαφανής και σκληρή επίστρωση Τύπου III), παθητικοποίηση ανοξείδωτου χάλυβα και ανατροπή του μέσου για τη δημιουργία ομοιόμορφης υφής επιφάνειας.
Προδιαγραφές
ISO 9001: 2015
Η NOBLE έχει λάβει πιστοποίηση συστήματος διαχείρισης ποιότητας, η οποία διασφαλίζει ότι όλες οι διαδικασίες, από την κατασκευή και την επιθεώρηση έως την αποστολή, διαχειρίζονται σύμφωνα με τα καθιερωμένα πρότυπα. Η πιστοποίηση ISO 9001:2015 εγγυάται τη σταθερή ποιότητα, την ιχνηλασιμότητα και τη συνεχή βελτίωση των εξαρτημάτων μας. Αυτό σημαίνει ότι οι πελάτες μας μπορούν να είναι σίγουροι ότι θα λαμβάνουν ανταλλακτικά που πληρούν τις προδιαγραφές κάθε φορά.
ISO 13485: 2016
Εκτός από την πιστοποίηση ISO 9001, έχουμε λάβει πιστοποίηση για τη διαχείριση της κατασκευής ιατροτεχνολογικών προϊόντων. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στο πλαίσιο των ρομποτικών χειρουργικών εργαλείων, των ιατρικών εξωσκελετών και των ρομπότ αποκατάστασης. Το πρότυπο απαιτεί αυστηρότερη τεκμηρίωση, πιο επίσημη διαχείριση κινδύνου και πιο διεξοδική επικύρωση διαδικασιών από ό,τι απαιτεί μόνο το ISO 9001. Τα διατηρούμε όλα αυτά.
Συχνές Ερωτήσεις
Ποιοι τύποι εξαρτημάτων ρομπότ είναι οι καταλληλότεροι για κατεργασία CNC αντί για τρισδιάστατη εκτύπωση ή λαμαρίνα;
Περιβλήματα αρθρώσεων. Περιστροφικοί άξονες. Οποιοδήποτε εξάρτημα που χρειάζεται οπές ρουλεμάν ή μικρές ανοχές στην περιοχή ±0.005 mm. Αυτά τα εξαρτήματα φέρουν φορτία και εντοπίζουν κινούμενα εξαρτήματα. Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι κατάλληλη για πολύπλοκες βάσεις χαμηλού φορτίου όπου η αντοχή είναι δευτερεύουσα. Η λαμαρίνα είναι κατάλληλη για περιβλήματα και δομικούς συνδέσμους όπου η γεωμετρία είναι απλή.
Ποια υλικά προτείνουν οι άνθρωποι για τα δομικά στοιχεία των ρομπότ;
Το αλουμίνιο 6061-T6 είναι το βασικό εργαλείο. Καλή αντοχή. Εύκολο στην κατεργασία. Λογικό κόστος. Για μεγαλύτερη αντοχή, το 7075-T6 είναι η επιλογή. Κατεργάζεται καλά αλλά κοστίζει περισσότερο. Για περιβλήματα αρμών που απαιτούν επιφανειακή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά, ο ανοξείδωτος χάλυβας 17-4PH είναι συνηθισμένος. Υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία για να φτάσει σε υψηλή αντοχή και είναι ανθεκτικός στη φθορά. Για ελαφριά, μη μεταλλικά εξαρτήματα, τα PEEK και Delrin (ακετάλη) λειτουργούν καλά. Είναι άκαμπτα, σταθερά και κατεργάσιμα. Δεν υπάρχουν προβλήματα διάβρωσης.
Πώς επιλέγουν οι άνθρωποι μεταξύ κατεργασίας CNC και λαμαρίνας για ένα δεδομένο εξάρτημα;
Ένας απλός κανόνας καλύπτει τις περισσότερες περιπτώσεις. Εάν το εξάρτημα έχει οπές ρουλεμάν, πολύπλοκη τρισδιάστατη γεωμετρία ή απαιτεί μικρές ανοχές, επιλέξτε μηχανική κατεργασία. Εάν το εξάρτημα είναι μια επίπεδη ή καμπύλη πλάκα με οπές στερέωσης και χωρίς ακριβείς διεπαφές, επιλέξτε λαμαρίνα. Όταν ένα εξάρτημα έχει και τους δύο τύπους χαρακτηριστικών, οι άνθρωποι συχνά το σχεδιάζουν ως σύνολο. Κατεργαστείτε τον πυρήνα ακριβείας. Διαμορφώστε το κέλυφος της λαμαρίνας. Βιδώστε τα μεταξύ τους.
Ποια χαρακτηριστικά σχεδιασμού αυξάνουν το κόστος ενός μηχανικά κατεργασμένου εξαρτήματος;
Οι βαθιές, στενές τσέπες είναι προβληματικές. Όταν το βάθος των τσεπών υπερβαίνει τέσσερις φορές τη διάμετρο του εργαλείου, η απομάκρυνση των θραυσμάτων γίνεται δύσκολη. Το σπάσιμο του εργαλείου είναι πιθανό. Ο χρόνος κύκλου αυξάνεται δραματικά.
Οι αιχμηρές εσωτερικές γωνίες είναι ένα άλλο πρόβλημα. Μια τετράγωνη εσωτερική γωνία απαιτεί ένα ειδικό εργαλείο ή μια δευτερεύουσα λειτουργία. Μια ακτινωτή γωνία επιτρέπει μια τυπική τελική φρέζα. Οι άνθρωποι θα πρέπει να προσθέτουν φιλέτα όπου είναι δυνατόν.
Οι άσκοπα αυστηρές ανοχές σε κάθε χαρακτηριστικό κοστίζουν χωρίς να προσθέτουν αξία. Μια οπή ρουλεμάν χρειάζεται νόμιμα ±0.005 mm. Ένα εξωτερικό προφίλ δεν χρειάζεται. Καθορίστε αυστηρές ανοχές μόνο όπου το απαιτεί η λειτουργία.
Μπορούν οι άνθρωποι να κατασκευάσουν εξαρτήματα για ιατρικά ρομπότ ή χειρουργικές συσκευές από την NOBLE;
Ναι. Η NOBLE κατέχει πιστοποίηση ISO 13485:2016. Αυτό είναι το πρότυπο διαχείρισης ποιότητας για ιατρικές συσκευές. Αποδεικνύει την ικανότητά μας να κατεργαζόμαστε εξαρτήματα για εφαρμογές υγειονομικής περίθαλψης. Για αυτές τις εργασίες, διατηρούμε πλήρη ιχνηλασιμότητα. Πιστοποιήσεις υλικών. Αρχεία επιθεώρησης. Τεκμηρίωση διεργασιών. Οι πελάτες λαμβάνουν ένα πλήρες πακέτο κατάλληλο για κανονιστικές υποβολές.
Ποια είναι η διαδικασία ελέγχου ποιότητας;
Οι επιθεωρήσεις κατά τη διάρκεια της κατεργασίας πραγματοποιούνται. Οι χειριστές ελέγχουν τα κρίσιμα χαρακτηριστικά σε καθορισμένα χρονικά διαστήματα. Καταγράφουν τα αποτελέσματα στην τεκμηρίωση του χώρου παραγωγής.
Η τελική επιθεώρηση χρησιμοποιεί βαθμονομημένο εξοπλισμό. CMM για ακρίβεια διαστάσεων. Μετρητές οπών για εσωτερικές διαμέτρους. Μετρητές σπειρωμάτων για σπειροειδή χαρακτηριστικά. Οπτικοί συγκριτές για σύνθετα προφίλ και μικρά χαρακτηριστικά.
