Miksi CNC-työstö on tärkeää robottien kokoonpanossa
Kun näet noita ruumiillistettuja robotteja tekemässä voltteja aivan edessäsi, oletko koskaan huolissasi siitä, että ne saattavat hajota tai toimia virheellisesti? Nivelet joustautuvat. Kädet ojenevat. Koko rakenne kokee todellisia voimia – painovoimaa, inertiaa ja iskuja.
Joten laitteiston on oltava jäykkää, kevyttä ja tarkkaa.
Kaksi prosessia hallitsee tätä prototyyppien ja pienten ja keskisuurten sarjojen valmistusta: CNC-koneistus ja ohutlevytyöt. Molemmat ovat helposti saatavilla. Molemmat tuottavat oikeita osia nopeasti. Mutta ne palvelevat eri tarkoituksia.
Nämä kaksi prosessia ovat myös todella tärkeitä ruumiillistettujen robottien valmistuksessa. Sitten näytän teille askel askeleelta, kuinka CNC-koneistus ja ohutlevytyöt toimivat yhdessä ruumiillistetun robotin rakentamiseksi.
CNC-koneistetut komponentit (tarkkuuskeskus)
Jotkin osat määrittelevät robotin suorituskyvyn. Ne ottavat vastaan kuormat. Ne asettavat tarkkuuden. Ilman niitä koko kone ajautuu ja vikaantuu.
Nivelkotelot
Löydät näitä hartioista, lantioista, polvista ja nilkoista. Jokainen niistä kestää raajan heilutuksen tai vartalon asennon muutoksen täyden voiman. Kotelo vaatii tarkat reiät. Laakerit painuvat tiiviisti sisään. Tiivisteet ovat samankeskisiä pyörivän akselin kanssa.
Ellei asiakkaalla ole erityisvaatimuksia, käytämme näiden osien valmistukseen yleensä 6061- tai 7075-alumiinia. 5-akselinen CNC-koneistus on paras tapa. Työkalulla voi työstää sekä ali- että kulmapintoja yhdellä asetuksella. Mutta taitava koneistaja voi valmistaa saman osan myös kolmiakselisella jyrsinkoneella. Se vaatii vain useita asetuksia, enemmän kiinnitystä ja peruspisteiden huolellista uudelleenkarsintaa. Viisiakselinen rata on nopeampi ja tarkempi. Kolmiakselinen rata on halvempi pienille sarjoille.
Pyörivät voimansiirtoakselit
Nämä osat pyörivät. Ne siirtävät vääntömomenttia moottorista niveleen. Geometria on hieman hankala. Laakeritappien halkaisijan säätö on tarkkaa. Urat tai kiilaurat siirtävät pyörimisen luistamatta. Kierteitetyt kärjet pitävät kiinnitysmuttereita tai hihnapyöriä. Monissa akseleissa on myös sisäisiä läpireikiä. Antureiden tai tehon johdot kulkevat suoraan pyörivän kokoonpanon keskeltä.
Käytämme näiden akselien valmistukseen pyörivillä työkaluilla varustettuja CNC-sorveja. Sorvi tekee raskaan työn ulkohalkaisijoiden sorvaamisessa. Pyörivät työkalut jyrsivät tasaiset pinnat, poraavat poikkireiät ja leikkaavat kiilaurat irrottamatta osaa karasta. Monimutkaisten akseleiden kohdalla on yleensä parasta valita viisiakselinen sorvaus-jyrsinkeskus. Ne käsittelevät akselin ulkopuolisia ominaisuuksia ja kulmaportteja yhdellä kiinnityksellä.
Materiaalin kulkureitillä on tässä tärkeä merkitys. Ensinnäkin akseli on karhennettava. Varmista vain, että sinulla on varastossa kriittiset halkaisijat. Lähetä se sitten lämpökäsittelyyn. Tavoiteltava kovuus vaihtelee HRC 45:stä 60:een seoksesta ja kulumiskestävyydestä riippuen. Kun lämpökäsittely on tehty, on aika viimeistellä laakeritappien ja tiivistepintojen hionta. Karkaistun teräksen hiominen on todella tarkkaa, mitä sorvaus ei yksinkertaisesti pysty tarjoamaan. Tuloksena on akseli, joka pyörii tarkasti, kuluu hitaasti ja kestää niin kauan kuin robottien on tarkoitus.
Ylävartalon runko (pääkiinnityslevy)
Tämä on robotin selkäranka. Kaikki on yhteydessä siihen. Tietokoneet, akut, toimilaitteet, kaapelinhallintajärjestelmät. Levy tarjoaa tasaiset, yhdensuuntaiset vertailupinnat. Jos levy taipuu tai vääntyy, mikään muu ei asetu oikein. Robottisi päätyvät seisomaan vinoon.
Valmistamme tämän alumiinilevystä. Paksuus vaihtelee 12 ja 25 millimetrin välillä robotin koosta ja rakenteesta riippuen. Koneistus on suoraviivaista, mutta hieman työlästä. Kierteitettyjä reikiä on satoja, ja ne kaikki on porattu ja kierretty tuuman tarkkuudella. Jos levylle tulee reikä väärään paikkaan, se voi maksaa paljon rahaa. Verstaat käyttävät CNC-työstökeskuksia, joissa on mittaussyklit reikien paikkojen tarkistamiseen ennen kierteitystä.
Pienet tarkkuusosat
Jokainen komponentti ei ole rakenteellinen tukirakenne. Jotkut osat ovat pieniä. Ne vaativat erilaisia koneita ja erilaista ajattelua.
Sormenluut ja käden nivelet ovat pieniä, monimutkaisia ja lukuisia. Humanoidikädessä voi olla noin viisitoista tai kaksikymmentä niveltä. Jokaisessa on laakeripinnat, kääntöreiät ja vaijerinohjaimet. Sveitsiläistyyppiset sorvit ovat täydellinen valinta tässä tapauksessa. Niissä käytetään koneita pitkien, ohuiden osien leikkaamiseen tangosta poikkeuksellisen samankeskisillä ominaisuuksilla. Vielä pienemmille ominaisuuksille mikrojyrsimet ovat oikea valinta. Käyttämiemme työkalujen halkaisija on alle millimetrin. Syöttönopeudet mitataan mikroneina hammasta kohden.
Voima-/vääntömomenttiantureiden taivutukset ovat aivan toinen haaste. Nämä ovat ohutseinäisiä elastisia rakenteita. Ne ovat hieman löysät, kun niitä paineistetaan. Venymäanturit mittaavat tätä muodonmuutosta. Osan on joustettava takaisin täydellisesti joka kerta. Jos materiaalia on liikaa, anturista voi tulla epäherkkä. Se ei yksinkertaisesti tuota tarpeeksi muuttaakseen asioita pysyvästi. Jos työstät näitä alumiinista tai 17-4PH ruostumattomasta teräksestä, sinun on oltava varovainen työstöradan ohjauksessa. Mistä tahansa jyrsimen jäljestä tulee jännityskeskittymä. Monet korjaamot heittävät puolet ensimmäisestä erästään pois, kun he huomaavat tämän.
Laakerinpidinlevyt ja enkooderin kiinnikkeet ovat yksinkertaisempia mutta silti tarkkoja. Ne löytävät laakerit aksiaalisesti. Ne pitävät enkooderin lukupäät tarkoissa ilmaväleissä. Toleranssit ovat tärkeitä, mutta geometria on yleensä melko suoraviivainen.
CNC-koneistuksen suunnittelusäännöt (luettelo)
Haluatko tietää, mitä mieltä olen? Mihin sinun tulisi kiinnittää erityistä huomiota? Olen koonnut muutamia kohtia, joiden toivottavasti on hyödyllisiä.
- Vältä ahtaita ja kapeita taskuja mahdollisuuksien mukaan. Taskut, jotka ovat yli neljä kertaa syvempiä kuin leveitä, ovat ongelmallisia. Lastut eivät lähde helposti pois. Jäähdytysneste ei pääse lastuamisalueelle. Pitkät ja kapeat jyrsimet voivat täristä tai katketa. Suunnittele osa uudelleen tai lisää läpireikä, jotta lastut on helpompi poistaa.
- Käytä sisäkulmiin vain vakiojyrsimen säteitä, selvä? Yleisimmät säteet ovat 1.5 mm, 3 mm ja 6 mm. Nämä sopivat yhteen vakiotyökalujen kanssa. Jos sinulla on epästandardi säde, esimerkiksi 4.2 mm, verstaan on hiottava työkalu mittatilaustyönä tai käytettävä useita ylimenoja nurkan puhdistamiseen. Molemmat vaihtoehdot lisäävät kustannuksia ja toimitusaikaa.
- Määrittele tarkat toleranssit vain silloin, kun niitä todella tarvitset. Laakeritappi tai hammaspyörän kiinnityspinta tarvitsee ±0.005 mm. Kosmeettinen ulkoprofiili ei sitä vaadi. Monet suunnittelijat asettavat tiukat toleranssit jokaiselle mitalle. Se vain maksaa enemmän parantamatta toimivuutta. Ole vain tarkkana, kenet valitset.
- Ajatuksena on suunnitella mahdollisimman vähän asetuksia. Aina kun irrotamme osan koneesta ja asennamme sen uudelleen, tarkkuus laskee ja sykliaika pitenee. Jos osa koneistetaan yhdellä tai kahdella asetuksella, se maksaa puolet siitä, mitä viisi asetusta vaativa osa. Suunnitteluominaisuuksiin päästään käsiksi vain yhdestä suunnasta. Yritä välttää alileikkausta, ellei se ole aivan pakko. Suunnittele konetta varten, älä vain toimintoa varten.
Peltivalmisteinen Komponentit (kevyt runko)
Ruumiinavausrobotit ovat erittäin monimutkaisia, mutta niiden osien on silti oltava jäykkiä, kevyitä ja edullisia. Tässä kohtaa ohutlevy pääsee todella oikeuksiinsa. Sitä käytetään robotin ulkokuoren ja toissijaisten rakenteiden luomiseen.
Ylävartalon kotelot ja paneelit
Ajattele sivupaneeleita, takakansia ja yläkansia. Nämä pitävät pölyn ulkona ja kaapelit sisällä. Ne myös saavat robotin näyttämään viimeistellyltä. Me kaikki tiedämme, että prototyypistä roikkuvat johtosotkut ovat silmää rumia.
Käytämme laserleikkuria tuotteidemme valmistukseen. Kone leikkaa 1.5–2 millimetrin alumiinilevyistä litteitä aihioita. Ilma pääsee kiertämään levyissä ja kaapelien läpivientejä varten on leikkaukset. Sitten osa siirtyy särmäyspuristimelle. Särmäyspuristimella taivutetaan, laipataan ja muotoillaan 3D-malli.
PEM-mutterit ovat tässä vakioyksityiskohta. Nämä ovat sisäänpuristettavia kierteitettyjä inserttejä. Paja asentaa ne taivutuksen jälkeen. Insertti on tasassa levyn pinnan kanssa. Nyt voit käyttää ohutta alumiinilevyä teräspultin kanssa vahingoittamatta kierteitä. Helppoa kuin heinänteko. Se toimii kuin herkku.
Jalka- ja käsivarsilenkit
Ruumiillisen robotin raajojen ei tarvitse olla umpimetallia. C-kanavat ja suljetut laatikot toimivat hyvin. Molemmat on tehty taivutetusta peltilevystä.
Yksi yleinen lähestymistapa käyttää kahta U-profiilia. Kumpikin profiili on yksinkertainen taivutettu kappale. Kokoonpanija asettaa ne selät vastakkain ja niittaa laipat yhteen. Tuloksena on suljettu laatikkoprofiili. Jäykkä taivutettaessa. Jäykkä vääntöä vastaan. Kevyt, koska suurin osa materiaalista on ulkopinnoilla. Tämä on sama periaate kuin I-palkissa tai polkupyörän runkoputkessa.
Nämä peltiliitokset pultataan tai niitataan suoraan koneistettuihin nivelkoteloihin. Kotelo tarjoaa tarkat laakeripinnat. Peltiliitos tarjoaa rakenteellisen ulottuvuuden. Jokainen materiaali tekee mitä parhaiten osaa.
Paristokotelot
Litiumioniakut tarvitsevat suojaa. Rengasreikä voi sytyttää tulipalon. Kolhu voi aiheuttaa sisäisen oikosulun. Akkukotelot ovat vain taivutettuja laatikoita, joiden kannet voi irrottaa. Pelti tarjoaa iskunkestävyyttä. Se myös estää kennoja joutumasta vahingossa kosketuksiin työkalujen tai roskien kanssa huollon aikana.
Suunnittelijat ovat lisänneet näihin koteloihin taivutettuja kielekkeitä. Kielekkeissä on reikiä. Reiät ovat linjassa rungon rungon kierteitettyjen inserttien kanssa. Muutama ruuvi pitää koko akkupakkauksen paikallaan. Sen irrottaminen vie vain muutaman sekunnin. Sen vaihtaminen on lastenleikkiä. Peltikotelo on hieman vaatimaton. Se vain toimii, ja se toimii luotettavasti.
Elektroniikan kiinnitystelineet
Anturit ja piirilevyt tarvitsevat kotelot. Kiinnitysten ei tarvitse olla monimutkaisia. Yksinkertaiset L- ja Z-kiinnikkeet toimivat hyvin. Niitä käytetään kameroissa, LiDAR-yksiköissä ja mikrokontrollereissa.
Prosessi on melko nopea. Saat litteän kuvion 1–1.5 mm paksuisesta alumiinilevystä. Taivuta se vain särmäyspuristimella. Työ on valmis. Läpimenoaika mitataan päivissä, ei viikoissa. Tämä nopeus on todella tärkeää, kun teet tuotteen ensimmäistä versiota. Tarvitseeko anturin uudelleensijoitusta? Suunnittele uusi kiinnike. Leikkaa se vain. Taivuta se. Kokeile. Koko sykli kestää iltapäivän.
Jalkalevyt (yksinkertainen versio)
Jalkalevy siirtää maan reaktiovoimat jalkarakenteeseen. Perusversio on vain litteä levy.
Vesileikkaus on tässä paras vaihtoehto. Ei lämpövaikutusaluetta. Ei karkeita osia, jotka vaativat ylimääräistä siistimistä. Levy pysyy tasaisena ja jännityksetönnä. Leikkauksen jälkeen korjaamo poraa ja kierteyttää kiinnitysreiät voima-/vääntömomenttianturille.
Insinöörimme käyttävät usein jousiterästä alumiinin sijaan kestävyyden parantamiseksi. Levy taipuu hieman paineen alla, mutta palautuu sitten tasaiseksi. Se kestää pidempään ennen halkeilua. Kompromissi on paino ja korroosionkestävyys. Jousiteräs on painavampaa ja ruostuu, jos sitä ei pinnoiteta.
Ohutlevyjen valmistuksen suunnittelusäännöt
Nämä säännöt auttavat pitämään osat valmistettavissa. Jos et noudata sääntöjä, korjaamo saattaa soittaa takaisin ja pyytää muutoksia tai veloittaa enemmän.
- Varmista, että reiän halkaisija on vähintään yhtä suuri kuin materiaalin paksuus. Sinun on varmistettava, että jokaisessa 1 mm:n levyssä on vähintään 1 mm:n reikä. Pienemmät reiät vaativat erikoistyökaluja tai ylimääräistä porausta. Molemmat lisäävät kustannuksia.
- Varmista, että pidät reiän ja taivutuksen välisen etäisyyden oikeana. Nykyohjeena on 2.5 kertaa materiaalin paksuus plus taivutussäde. Jos reikä tehdään liian lähelle taivutusta, se vääntyy. Materiaali venyy ulospäin taivutuksessa. Reiästä tulee soikeampi. Kiinnittimet eivät enää sovi.
- Suunnittelun mukaan laipan korkeuden tulisi olla vähintään neljä kertaa materiaalin paksuus. Jos laippa on liian lyhyt, sitä ei voida muotoilla tarkasti. Särmäyspuristimen muotti tarvitsee riittävästi materiaalia tarttuakseen. Lyhyistä laipoista puuttuu myös jäykkyys. Ne heiluvat kuormituksen alla.
- Lisää säteitetyt pyöristykset sisäkulmiin. Terävät kulmat voivat kohdistaa paljon painetta pintaan. Jos osa on taivutettu, terävä sisäkulma on odottava halkeama. Säde jakaa kuorman. Osa kestää pidempään. Sääntö koskee sekä tasaista kuviota että lopullista muotoa.
- Tiedoksi, että on tärkeää määrittää taivutussuunta materiaalin syiden suhteen, erityisesti alumiinin kohdalla. Pellillä on syiden suunta valssaamosta lähtien. Syiden suuntainen taivutus tekee siitä lujempaa. Syiden suuntainen taivutus voi johtaa halkeiluun taivutuksen ulkopuolella. Kokeneet suunnittelijat merkitsevät tämän piirustuksessa. Jos olet kokematon, saat todennäköisesti tietää siitä vasta, kun ensimmäinen osa-eräsi pettää.
Hybridikokoonpanot (koneistetut + muovatut)
Kokonaisen robotin rakentaminen yhdellä valmistusprosessilla on mahdotonta. Prosessi on äärimmäisen monimutkainen, mutta yleinen lähestymistapamme on käyttää CNC-koneistusta osille, joissa tarkkuus ja lujuus ovat kriittisiä, ja ohutlevytyötä osille, joissa paino ja kustannukset ovat tärkeämpiä. Sitten kokoamme nämä osat.
Jalkojen rakennekuvio
Tarkastellaanpa robotin jalkaa lonkasta jalkaterään. Siinä on kolme niveltä: lonkka, polvi ja nilkka. Jokainen nivel vaatii koneistetun kotelon. Laakerireikien on oltava samankeskisiä. Kiinnityspintojen on oltava yhdensuuntaiset. Tiivisteurien on oltava puhtaat. Tämä on CNC-koneistuksen aluetta.
Tarkastellaan nyt näiden nivelten välisiä yhteyksiä. Reisi. Pohke. Nämä ovat pitkiä, rakenteellisia kappaleita. Niiden on oltava jäykkiä koko pituudeltaan. Ne eivät kuitenkaan tarvitse kiinteän alumiinilohkon tiheyttä. Peltiprofiilit ovat ihanteellisia tähän tarkoitukseen. U-profiili tai suljettu laatikkoprofiili tarjoaa taivutusjäykkyyden murto-osalla sen painosta.
Kokoonpanija pulttaa tai niittaa koneistetun kotelon peltiuraan. Kotelo pitää sitten tarkkuusliitoksen. Uran avulla kaksi koteloa pysyy erillään tietyllä etäisyydellä toisistaan. Kumpikin osa tekee oman tehtävänsä. Yhdessä ne toimivat yhtenäisenä yksikkönä.
Ylävartalon rakennuskuvio
Ylävartalo on suunniteltu samanlaisella logiikalla, mutta eri mittasuhteilla.
Keskellä kulkee yhdestä metallikappaleesta koneistettu selkärankalevy. Tämä muodostaa jäykän rungon. Toimilaitteet on asennettu suoraan siihen. Tietokoneet ja akut on pultattu sen pintoihin. Selkärangan levyn on oltava tasainen, vahva ja tarkasti porattu. CNC-työstö paksusta alumiinilevystä on oikea menetelmä.
Tämän tiheän ytimen ympärille lisätään peltilevystä valmistetut sivu-, etu- ja takapaneelit. Näillä on kaksi tarkoitusta. Ensinnäkin ne sulkevat sisäänsä sisäiset komponentit. Niissä ei ole näkyviä johtoja. Toiseksi ne estävät sormia työntymästä liikkuviin osiin. Toiseksi ne lisäävät vääntöjäykkyyttä. Suljettu peltilaatikko vastustaa vääntymistä paljon tehokkaammin kuin yksi litteä levy.
Tämä yhdistelmä on tehokas. Koneistettu ydin kestää keskittyneitä kuormia ja tarkkoja rajapintoja. Peltikuori kestää laajoja pintoja ja kotelointivaatimuksia. Yhdessä ne painavat ja maksavat vähemmän kuin täysin koneistettu runko.
Käsinrakennettu kuvio
Vaikka kädet ovat pienet, kuvio pysyy yhtenäisenä.
Tarkat ominaisuudet varmistetaan CNC-koneistetuilla, robotin valmistamilla metallisilla sormiluuilla. Nivelille on tapinreiät. Jänteille on myös vaijeriohjaimet. Vivuston kiinnityksiä varten on myös tasaiset pinnat. Vaikka jokainen luu on pieni, toleranssit ovat tiukat. Näitä voidaan valmistaa suuria määriä sveitsiläistyyppisellä sorvilla tai mikrojyrsimellä.
Kämmenessä voidaan käyttää peltilevyjä. Ohut materiaali. Taivutetut laipat. Nämä muodostavat kämmenen kaarevan muodon. Ne tarjoavat myös kiinnityspisteet sormen luille.
Pienet niitit tai ruuvit pitävät kokoonpanon koossa. Koneistetut sormiluut kääntyvät tarkkuustappien varassa. Peltiä oleva kämmen tarjoaa tukea. Tuloksena on käsi, joka liikkuu sujuvasti, painaa vähän ja on paljon halvempi kuin täysin koneistettu vaihtoehto.
CNC-koneistus vs. ohutlevytyö
Ihmiset kysyvät, kumpi menetelmä on parempi. Se on väärä kysymys. Jokainen prosessi ratkaisee eri ongelman. Alla oleva taulukko näyttää, miten ne eroavat toisistaan.
| Aspect | CNC-koneistus | Sheet Metal Fabrication |
| Parasta | Laakerireiät, kierteitetyt tarkkuusreiät, monimutkainen 3D-geometria. | Litteät tai taivutetut levyt, yksinkertaiset kiinnikkeet, kotelot ja rakennekuoret. |
| Tyypillinen tilavuus | Pieni määrä. 1–100 yksikköä. | Alhainen tai keskitasoinen määrä. 10–500 yksikköä. |
| Työkalujen hinta | Ei mitään. Ei muotteja tai muotteja. | Matala. Yksinkertainen särmäyspuristimen työkalu. Laserleikkaus ei vaadi kovia työkaluja. |
| Osakohtainen hinta | Korkea. Materiaalihävikki on merkittävää. | Matala 10 tai useamman yksikön sarjoille. |
| Läpimenoaika (prototyypit) | 1 ja 2 viikkoa. | 3-7 päivää. |
| Lujuus-painosuhde | Hyvä, mutta tiheä. | Erinomainen. Ohut materiaali kantaa kuorman tehokkaasti. |
| Geometrinen monimutkaisuus | Erittäin korkea. Alasleikkaukset, syvät taskut, yhdistelmäkulmat. | Matala. Rajoitettu taivutettaviin muotoihin. |
Milloin valita CNC-koneistus
Valitse CNC-koneistus osille, jotka vaativat laakerireikiä. Näiden reikien on oltava täydellisen pyöreitä ja muutaman mikronin sisällä vaaditusta koosta. Valitse se kierteitettyihin tarkkuusreikiin, jotka kohdistuvat täsmälleen vastakkaisiin komponentteihin. Valitse se monimutkaisiin kolmiulotteisiin geometrioihin, joita ei voida approksimoida tasaisella levyllä. Nivelkotelo. Anturin kiinnike yhdistelmäkulmilla. Mukautettu hammaspyöräaihio.
Alkuperäiset kustannukset ovat alhaiset. Työkaluja ei tarvitse ostaa. Kappalekohtaiset kustannukset ovat kuitenkin korkeat. Koneistettu osa aloittaa elämänsä kiinteänä kappaleena. Suurin osa tästä kappaleesta muuttuu lastuiksi tehtaan lattialla. Yhdestä sataan kappaletta käsittävissä tuotantoerissä tämä kompromissi on järkevä. Suurempien volyymien kohdalla alamme kuitenkin tarkastella muita menetelmiä.
Milloin valita ohutlevytyöt
Valitse CNC-koneistus robotin osille, jotka vaativat laakerireikiä. Näiden reikien on oltava täysin pyöreitä ja muutaman mikronin sisällä vaaditusta koosta. Valitse se kierteitettyihin tarkkuusreikiin, jotka kohdistuvat täsmälleen vastakkaisiin komponentteihin. Valitse se monimutkaisiin kolmiulotteisiin geometrioihin, joita ei voida approksimoida tasaisella levyllä. Nivelkotelo. Anturin kiinnike yhdistelmäkulmilla. Mukautettu hammaspyöräaihio.
Alkuperäiset kustannukset ovat alhaiset. Työkaluja ei tarvitse ostaa. Kappalekohtaiset kustannukset ovat kuitenkin korkeat. Koneistettu osa aloittaa elämänsä kiinteänä kappaleena. Suurin osa tästä kappaleesta muuttuu lastuiksi tehtaan lattialla. Yhdestä sataan osaan käsittävien tuotantoerien osalta tämä kompromissi on järkevä. Suurempien volyymien kohdalla ihmiset kuitenkin alkavat harkita muita menetelmiä.
Kustannus- ja toimitusaikanäkökohdat
CNC-koneistettujen prototyyppien läpimenoaika on 1–2 viikkoa. Pullonkaulana on ohjelmointi ja asennus. Kun kone on käynnissä, se tuottaa osia nopeasti. Jokainen osa vaatii kuitenkin merkittävän määrän koneaikaa. Korkeat osakohtaiset kustannukset heijastelevat tätä.
Peltilevyn valmistus on nopeampaa. Prosessi piirustuksesta valmiiseen osaan kestää kolmesta seitsemään päivään. Laserleikkaus on nopeaa. Myös taivutus on nopeaa. Kymmenen tai useamman yksikön tilauksissa yksikköhinta laskee merkittävästi. Ensimmäisen osan valmistus kestää saman ajan kuin kymmenennen.
Hybridi-lähestymistapa on kustannustehokkain ratkaisu kokonaisille roboteille. Koneista tarkkuusliitokset. Muodosta rakenteelliset linkit. Kiinnitä ne pulteilla yhteen. Kokonaiskustannukset ovat alhaisemmat kuin kokonaan koneistetulla robotilla. Myös kokonaispaino on alhaisempi kuin kokonaan peltiä käyttävällä robotilla. Molemmat prosessit ymmärtävät voivat rakentaa parempia koneita nopeammin.
Valitse NOBLE keholliselle robotin valmistus
Keitä olemme
NOBLE on tarkkuus-CNC-koneistukseen erikoistunut yritys. Meillä on laaja kokemus robotiikan, automaation ja lääkinnällisten laitteiden valmistuksesta.
Yhdistämme prototyyppien valmistuksen ja tuotannon. Monet yritykset ovat erikoistuneet joko yksittäisprojekteihin tai suurtuotantoon. Hoidamme molemmat. Valmistamme yksittäisiä kappaleita testausta varten. Hoidamme myös keskikokoisia tuotantoeriä yhdestä yli 1 1,000 yksikköön. Käytämme molemmissa samoja koneita. Samat laatustandardit. Kiinnitämme samaa huomiota yksityiskohtiin.
Ydinkoneistusominaisuudet
CNC-jyrsintä
Tarjoamme kolmi-, neli- ja viisiakselista CNC-jyrsintää . Kriittisten ominaisuuksien toleranssit ovat ±0.005 mm (±0.0002 tuumaa). Nopeat koneistuskykymme käsittelevät alumiini- ja ohutseinäisiä komponentteja ilman tärinää tai vääristymiä.
CNC-sorvaus
Meillä on pyörivillä työkaluilla varustettuja sorveja, joissa on Y-akselin käyttömahdollisuus. Sveitsiläistyyppisiä automaattisorveja käytetään pienten ja monimutkaisten osien työstöön. Näitä käytetään sormenluiden, mikroakseleiden ja anturikomponenttien työstöön. Sveitsiläinen sorvi työstää tankoja ja tuottaa valmiita osia yhdessä työkierrossa.
Tukiprosessit
Sekä tasohiomalla että sylinterihiomalla saadaan aikaan laakerilaatuisia pintoja. Hiotulla pinnalla saavutamme Ra-arvon 0.4 mikrometriä tai paremman.
Lämpökäsittely suoritetaan joko itse tai pätevien kumppaneiden kautta. Tarjoamme hehkutus-, karkaisu- ja jännityksenpoistopalveluita. NOBLE hallinnoi sekä prosessia että dokumentaatiota.
Koneistuksen jälkeiseen viimeistelyyn kuuluvat purseenpoisto, anodisointi (kirkas ja tyypin III kovapinnoite), ruostumattoman teräksen passivointi ja materiaalin rumpukäsittely tasaisen pintarakenteen aikaansaamiseksi.
sertifioinnit
ISO 9001: 2015
NOBLE on saanut laatujärjestelmän sertifioinnin, joka varmistaa, että kaikkia prosesseja valmistuksesta ja tarkastuksesta toimitukseen hallitaan vakiintuneiden standardien mukaisesti. ISO 9001:2015 -sertifiointi takaa osiemme tasaisen laadun, jäljitettävyyden ja jatkuvan parantamisen. Tämä tarkoittaa, että asiakkaamme voivat olla varmoja siitä, että he saavat aina vaatimukset täyttäviä osia.
ISO 13485: 2016
ISO 9001 -sertifikaatin lisäksi olemme saaneet sertifikaatin lääkinnällisten laitteiden valmistuksen hallintaan. Tämä on erityisen tärkeää robottikirurgisten instrumenttien, lääketieteellisten eksoskeletonien ja kuntoutusrobottien yhteydessä. Standardi vaatii tiukempaa dokumentointia, muodollisempaa riskienhallintaa ja perusteellisempaa prosessien validointia kuin pelkkä ISO 9001 vaatii. Ylläpidämme kaikkea tätä.
FAQ
Minkä tyyppiset robottikomponentit sopivat parhaiten CNC-työstöön 3D-tulostuksen tai ohutlevytyöstön sijaan?
Nivelkotelot. Pyörivät akselit. Mikä tahansa osa, joka vaatii laakerireikiä tai tiukkoja toleransseja ±0.005 mm:n alueella. Nämä osat kantavat kuormia ja paikantavat liikkuvia komponentteja. 3D-tulostus sopii monimutkaisille, pienen kuormituksen omaaville kiinnikkeille, joissa lujuus on toissijaista. Peltilevy sopii koteloihin ja rakenteellisiin liitoksiin, joissa geometria on yksinkertainen.
Mitä materiaaleja ihmiset suosittelevat robottien rakenneosiin?
Alumiini 6061-T6 on työjuhta. Hyvä lujuus. Helppo työstää. Kohtuullinen hinta. Suurempaa lujuutta varten 7075-T6 on oikea valinta. Se työstyy hyvin, mutta maksaa enemmän. Nivelkoteloissa, joissa tarvitaan pinnan kovuutta ja kulutuskestävyyttä, käytetään yleisesti 17-4PH ruostumatonta terästä. Se lämpökäsitellään suureen lujuuteen ja kestää kitkasyöpymistä. Kevyissä, ei-metallisissa komponenteissa PEEK ja Delrin (asetaali) toimivat hyvin. Ne ovat jäykkiä, vakaita ja työstettäviä. Ei korroosiohuolia.
Miten ihmiset valitsevat CNC-koneistuksen ja ohutlevytyön välillä tiettyä osaa varten?
Yksinkertainen sääntö kattaa useimmat tapaukset. Jos osassa on laakerireiät, monimutkainen kolmiulotteinen geometria tai se vaatii tiukkoja toleransseja, valitse koneistus. Jos osa on tasainen tai taivutettu levy, jossa on kiinnitysreiät eikä tarkkuusliitoksia, valitse ohutlevy. Kun osalla on molempia ominaisuuksia, se suunnitellaan usein kokoonpanona. Koneista tarkkuusydin. Muodosta ohutlevykuori. Pulttaa ne yhteen.
Mitkä suunnitteluominaisuudet lisäävät koneistetun osan hintaa?
Syvät ja kapeat taskut ovat ongelmallisia. Kun taskun syvyys ylittää neljä kertaa työkalun halkaisijan, lastunpoisto vaikeutuu. Työkalun rikkoutuminen on todennäköisempää. Työkiertoaika pitenee dramaattisesti.
Terävät sisäkulmat ovat toinen ongelma. Suorakulmainen sisäkulma vaatii erikoistyökalun tai toissijaisen työvaiheen. Pyöristetty kulma mahdollistaa standardin jyrsimen käytön. Pyöreitä uria tulisi lisätä aina kun mahdollista.
Tarpeettoman tiukat toleranssit jokaiselle ominaisuudelle maksavat lisäämättä arvoa. Laakerin reiän tarkkuusvaatimus on ±0.005 mm. Ulkoprofiilin tarkkuus ei ole. Määrittele tiukat toleranssit vain, jos käyttötarkoitus niitä vaatii.
Voivatko ihmiset valmistaa NOBLE:lta osia lääketieteellisiin robotteihin tai kirurgisiin laitteisiin?
Kyllä. NOBLElla on ISO 13485:2016 -sertifikaatti. Tämä on lääkinnällisten laitteiden laadunhallintastandardi. Se osoittaa kykymme koneistaa komponentteja terveydenhuollon sovelluksiin. Näissä töissä ylläpidämme täydellistä jäljitettävyyttä. Materiaalisertifikaatit. Tarkastuspöytäkirjat. Prosessidokumentaatio. Asiakkaat saavat täydellisen paketin, joka soveltuu sääntelyviranomaisten toimittamiin asiakirjoihin.
Millainen on laaduntarkastusprosessi?
Prosessinaikaisia tarkastuksia tehdään koneistuksen aikana. Käyttäjät tarkistavat kriittiset ominaisuudet määrätyin väliajoin. He kirjaavat tulokset tuotantotilan dokumentaatioon.
Lopputarkastuksessa käytetään kalibroituja laitteita. Koordinaattimittauskone mittatarkkuuden määrittämiseen. Reiän mittalaitteet sisähalkaisijoille. Kierremitat kierteitettyjen ominaisuuksien määrittämiseen. Optiset komparaattorit monimutkaisille profiileille ja pienille ominaisuuksille.
