Pourquoi l'usinage CNC est important pour les robots incarnés
Quand vous voyez ces robots articulés faire des saltos arrière juste devant vous, vous arrive-t-il de vous inquiéter qu'ils se désagrègent ou dysfonctionnent ? Leurs articulations se plient. Leurs bras s'étendent. Toute la structure subit des forces réelles : la gravité, l'inertie et les impacts.
Le matériel doit donc être rigide, léger et précis.
Deux procédés dominent ce secteur pour le prototypage et les petites et moyennes séries : l’usinage CNC et la tôlerie. Tous deux sont accessibles et permettent de produire rapidement des pièces. Cependant, ils répondent à des besoins différents.
Ces deux procédés sont également essentiels à la fabrication de robots incarnés. Je vous montrerai ensuite, étape par étape, comment l'usinage CNC et le travail de la tôle s'associent pour construire un robot incarné.
Composants usinés CNC (Le noyau de précision)
Certaines pièces déterminent les performances du robot. Elles supportent les charges. Elles garantissent la précision. Sans elles, la machine entière dérive et tombe en panne.
Logements conjoints
Ces articulations se trouvent au niveau des épaules, des hanches, des genoux et des chevilles. Chacune peut supporter la pleine force d'un mouvement de balancement d'un membre ou d'un changement de position du corps. Le logement nécessite des alésages précis. Les roulements s'y insèrent fermement. Les joints sont concentriques à l'arbre rotatif.
Sauf exigences spécifiques du client, nous utilisons généralement de l'aluminium 6061 ou 7075 pour la fabrication de ces pièces. L'usinage CNC 5 axes est la solution optimale. L'outil permet d'atteindre les contre-dépouilles et les faces inclinées en une seule opération. Cependant, un machiniste qualifié peut également réaliser la même pièce sur une fraiseuse 3 axes. Cela nécessite simplement plusieurs réglages, un bridage plus poussé et une requalification minutieuse des références. L'usinage 5 axes est plus rapide et plus précis. L'usinage 3 axes est plus économique pour les petites séries.
Arbres de transmission rotatifs
Ces pièces sont en rotation. Elles transmettent le couple d'un moteur à une articulation. Leur géométrie est complexe. Les paliers nécessitent un contrôle précis de leur diamètre. Les cannelures ou les rainures de clavette assurent la rotation sans glissement. Les parties filetées maintiennent les écrous ou les poulies de fixation. De nombreux arbres comportent également des trous traversants internes. Les câbles des capteurs ou de l'alimentation traversent le centre de l'ensemble rotatif.
Nous utilisons des tours CNC à outils motorisés pour fabriquer ces arbres. Le tour effectue l'usinage des diamètres extérieurs. Les outils motorisés fraisent les méplats, percent les trous transversaux et réalisent les rainures de clavette sans avoir à retirer la pièce de la broche. Pour les arbres complexes, il est généralement préférable d'opter pour un centre de tournage-fraisage 5 axes. Ces centres permettent de réaliser des usinages hors axe et des ports angulaires en une seule opération.
Le choix du matériau est crucial. Commencez par l'ébauche de l'arbre. Veillez à conserver en stock les diamètres critiques. Envoyez-le ensuite au traitement thermique. La dureté cible se situe entre 45 et 60 HRC, selon l'alliage et sa résistance à l'usure. Une fois le traitement thermique terminé, procédez à la rectification de finition des tourillons et des surfaces d'étanchéité. La rectification offre une précision extrême avec l'acier trempé, une précision que le tournage ne peut égaler. On obtient ainsi un arbre parfaitement aligné, à l'usure réduite, et dont la durée de vie est à la hauteur de celle des robots embarqués.
Châssis du torse (plaque de montage principale)
Il s'agit de la structure principale du robot. Tout y est connecté : ordinateurs, batteries, actionneurs, systèmes de gestion des câbles. La plaque offre des surfaces de référence planes et parallèles. Si elle se déforme, plus rien ne sera correctement aligné et vos robots se retrouveront de travers.
Nous fabriquons cette pièce à partir d'une plaque d'aluminium. Son épaisseur varie entre 12 et 25 millimètres, selon la taille du robot et sa conception. L'usinage est simple, mais fastidieux. Il faut réaliser des centaines de trous taraudés, tous percés et taraudés avec une précision extrême. Un trou mal placé sur une plaque peut engendrer des coûts importants. Les ateliers utilisent des centres d'usinage CNC avec cycles de palpage pour vérifier la position des trous avant le taraudage.
Petites pièces de précision
Tous les composants ne constituent pas une cloison structurelle. Certaines pièces sont minuscules. Elles nécessitent des machines et une approche différentes.
Les os des doigts et les articulations de la main sont petits, complexes et nombreux. Une main humanoïde peut compter une quinzaine ou une vingtaine d'articulations. Chacune d'elles possède des surfaces d'appui, des trous de pivot et des guides-câbles. Les tours suisses sont parfaitement adaptés à cet usage. Ils permettent d'usiner des pièces longues et fines à partir de barres, avec une concentricité exceptionnelle. Pour des détails encore plus fins, on utilise des microfraiseuses. Les outils que nous utilisons ont un diamètre inférieur à un millimètre. Les avances sont mesurées en microns par dent.
Les capteurs de force/couple flexibles représentent un tout autre défi. Ce sont des structures élastiques à parois minces. Elles sont légèrement déformables sous pression. Les jauges de contrainte mesurent cette déformation. La pièce doit reprendre sa forme initiale parfaitement à chaque fois. Un excès de matière peut rendre le capteur insensible. La déformation est insuffisante pour provoquer une modification permanente. Si vous usinez ces capteurs en aluminium ou en acier inoxydable 17-4PH, vous devrez être très attentif au contrôle de la trajectoire d'outil. La moindre marque d'outil crée une concentration de contraintes. De nombreux ateliers finissent par jeter la moitié de leur première production lorsqu'ils s'en rendent compte.
Les plaques de retenue des roulements et les supports d'encodeur sont plus simples, mais tout aussi précis. Ils positionnent les roulements axialement et maintiennent les têtes de lecture de l'encodeur à des entrefers précis. Les tolérances sont importantes, mais la géométrie est généralement assez simple.
Règles de conception pour l'usinage CNC (Liste à puces)
Vous voulez savoir ce que j'en pense ? À quoi devriez-vous prêter une attention particulière ? J'ai rassemblé quelques points qui, je l'espère, vous seront utiles.
- Évitez autant que possible les cavités étroites et étroites. Toute cavité dont la profondeur est plus de quatre fois supérieure à sa largeur pose problème : les copeaux s’évacuent difficilement et le liquide de refroidissement ne peut atteindre la zone de coupe. Les fraises longues et fines risquent de vibrer ou de se casser. Repensez la pièce ou ajoutez un trou traversant pour faciliter l’évacuation des copeaux.
- Pour les angles rentrants, utilisez simplement des rayons de fraisage standard. Les rayons les plus courants sont de 1.5 mm, 3 mm et 6 mm. Ils correspondent aux outils disponibles dans le commerce. Si vous avez un rayon non standard, par exemple 4.2 mm, l'atelier devra rectifier un outil sur mesure ou effectuer plusieurs passes pour usiner l'angle. Ces deux options engendrent des coûts supplémentaires et des délais de livraison plus longs.
- Spécifiez des tolérances serrées uniquement lorsque c'est absolument nécessaire. Un tourillon de palier ou une surface de montage d'engrenage requiert une précision de ±0.005 mm. Un profil extérieur esthétique, en revanche, n'en a pas besoin. Nombre de concepteurs imposent des tolérances très strictes sur toutes les dimensions. Cela finit par engendrer des coûts supplémentaires sans pour autant améliorer les performances. Choisissez donc votre prestataire avec soin.
- L'objectif est de concevoir pour minimiser les réglages. Chaque fois qu'une pièce est retirée de la machine et remontée, la précision diminue et le temps de cycle augmente. Une pièce usinée en une ou deux étapes coûte deux fois moins cher qu'une pièce nécessitant cinq étapes. Les repères d'orientation ne sont accessibles que dans un seul sens. Évitez les contre-dépouilles, sauf nécessité absolue. Concevez en tenant compte de la machine, et non uniquement de sa fonction.
Tôlerie fabriquée Composants (Le cadre léger)
Les robots incarnés sont extrêmement complexes, mais certains composants doivent néanmoins être rigides, légers et peu coûteux. C'est là que la tôle prend tout son sens. Elle sert à créer l'enveloppe du robot et ses structures secondaires.
Enceintes et panneaux du torse
Pensez aux panneaux latéraux, aux capots arrière et aux parties supérieures. Ils empêchent la poussière de pénétrer et retiennent les câbles. Ils contribuent également à l'aspect fini du robot. On sait tous qu'un enchevêtrement de fils qui pendent d'un prototype est inesthétique.
Nous utilisons une découpeuse laser pour fabriquer nos produits. La machine découpe des plaques plates dans des feuilles d'aluminium de 1.5 à 2 millimètres d'épaisseur. Des trous permettent la circulation de l'air et des découpes sont prévues pour le passage des câbles. La pièce est ensuite transférée vers une presse plieuse qui la plie, la borde et lui donne sa forme en 3D.
Les écrous PEM sont un élément standard ici. Ce sont des inserts filetés à pression. Un atelier les installera après les avoir pliés. L'insert affleure la surface de la tôle. Désormais, vous pouvez utiliser un panneau d'aluminium fin avec un boulon en acier sans abîmer le filetage. Un jeu d'enfant ! C'est du plus bel effet.
Liens pour les jambes et les bras
Les membres d'un robot incarné n'ont pas besoin d'être en métal massif. Les profilés en C et les boîtes fermées conviennent parfaitement. Ils sont tous deux fabriqués à partir de tôle pliée.
Une méthode courante consiste à utiliser deux profilés en U. Chaque profilé est simplement cintré. Un assembleur les place dos à dos et rivette les ailes ensemble. On obtient ainsi une section caissonnée fermée. Rigide en flexion. Rigide en torsion. Léger car la majeure partie du matériau se trouve sur les surfaces extérieures. C'est le même principe qu'une poutre en I ou un tube de cadre de vélo.
Ces biellettes en tôle sont boulonnées ou rivetées directement sur les logements d'articulation usinés. Le logement assure la précision des surfaces d'appui. La biellette en tôle garantit la portée structurelle. Chaque matériau remplit parfaitement sa fonction.
Boîtiers de batterie
Les cellules lithium-ion nécessitent une protection. Une perforation peut provoquer un incendie. Un impact peut entraîner un court-circuit interne. Les boîtiers de batteries sont de simples boîtes pliées avec des couvercles amovibles. La tôle offre une résistance aux chocs. Elle empêche également les cellules d'entrer accidentellement en contact avec des outils ou des débris lors de la maintenance.
Les concepteurs ont ajouté des languettes coudées à ces boîtiers. Ces languettes sont percées de trous qui s'alignent avec les inserts filetés du châssis. Quelques vis maintiennent l'ensemble de la batterie en place. Son retrait ne prend que quelques secondes et son remplacement est un jeu d'enfant. Le boîtier en tôle est assez simple, mais il est fonctionnel et fiable.
Supports de montage pour appareils électroniques
Les capteurs et les cartes électroniques ont besoin d'un support. Inutile d'opter pour des fixations complexes : de simples équerres en L ou en Z suffisent. On les utilise pour les caméras, les LiDAR et les microcontrôleurs.
Le processus est assez rapide. On obtient un gabarit à plat à partir d'une feuille d'aluminium de 1 à 1.5 mm d'épaisseur. Il suffit de la plier sur une presse plieuse. Le tour est joué. Le délai de réalisation se compte en jours, pas en semaines. Cette rapidité est cruciale pour la première version d'un produit. Besoin de repositionner un capteur ? Concevez un nouveau support. Découpez-le. Pliez-le. Testez-le. Le cycle complet prend un après-midi.
Plaques de repose-pieds (version simple)
La plaque plantaire transmet les forces de réaction au sol à la structure de la jambe. La version de base est simplement une plaque plate.
La découpe au jet d'eau est la meilleure option. Il n'y a pas de zone affectée thermiquement, ni de bavures nécessitant un ébarbage. La plaque reste plane et sans contrainte. Ensuite, après la découpe, un atelier perce et taraude les trous de fixation du capteur de force/couple.
Nos ingénieurs privilégient l'acier à ressort à l'aluminium pour une meilleure durabilité. La plaque se déforme légèrement sous la pression, puis reprend sa forme plane. Elle résistera donc plus longtemps avant de se fissurer. En contrepartie, elle est plus lourde et moins résistante à la corrosion. L'acier à ressort est plus lourd et rouille s'il n'est pas revêtu.
Règles de conception pour la fabrication de tôles
Ces règles permettent de garantir la fabricabilité des pièces. Dans le cas contraire, un atelier pourrait vous recontacter pour demander des modifications ou un supplément.
- Assurez-vous que le diamètre du trou soit au moins égal à l'épaisseur du matériau. Prévoyez un trou d'au moins 1 mm dans chaque plaque de 1 mm d'épaisseur. Les trous plus petits nécessitent des outils spéciaux ou un perçage supplémentaire, ce qui engendre des coûts supplémentaires.
- Veillez à respecter la distance entre le trou et le pli. En règle générale, cette distance est de 2.5 fois l'épaisseur du matériau plus le rayon de courbure. Si le trou est trop près du pli, il se déformera. Le matériau s'étire au niveau du pli, et le trou prend une forme plus ovale. Les fixations ne pourront alors plus être insérées.
- La hauteur de la bride doit être au moins quatre fois supérieure à l'épaisseur du matériau. Si la bride est trop courte, le formage précis sera impossible. La matrice de la presse plieuse a besoin d'une épaisseur suffisante pour assurer une bonne prise. De plus, les brides trop courtes manquent de rigidité et vacillent sous la charge.
- Ajoutez des congés arrondis aux angles internes. Les angles vifs peuvent exercer une forte pression sur une surface. Sur une pièce pliée, un angle interne vif est un risque de fissure. Un rayon répartit la charge, ce qui prolonge la durée de vie de la pièce. Cette règle s'applique aussi bien au patron à plat qu'à la pièce finie.
- Pour information, il est important de préciser le sens du pliage par rapport au fil du matériau, notamment pour l'aluminium. La tôle possède un fil issu du laminoir. Plier perpendiculairement au fil la rend plus résistante. Plier dans le sens du fil peut entraîner des fissures à l'extérieur du pli. Les concepteurs expérimentés le signaleront sur le dessin. Si vous êtes novice, vous ne le découvrirez probablement qu'après l'échec de votre premier lot de pièces.
Assemblages hybrides (usinés + formés)
Il est impossible de construire un robot entièrement incarné en utilisant un seul procédé de fabrication. Le processus est extrêmement complexe, mais notre approche générale consiste à utiliser l'usinage CNC pour les pièces où la précision et la résistance sont essentielles, et la tôlerie pour celles où le poids et le coût sont plus importants. Nous assemblons ensuite ces pièces.
Modèle de construction de jambe
Prenons l'exemple d'une jambe de robot, de la hanche au pied. Elle comporte trois articulations : la hanche, le genou et la cheville. Chaque articulation nécessite un logement usiné. Les alésages des paliers doivent être concentriques. Les surfaces de montage doivent être parallèles. Les rainures d'étanchéité doivent être impeccables. C'est le domaine de l'usinage CNC.
Considérons maintenant les articulations entre ces muscles : la cuisse et le mollet. Ce sont des structures longues et robustes, qui doivent être rigides sur toute leur longueur. Cependant, elles n’ont pas besoin d’avoir la densité d’un bloc d’aluminium massif. Les profilés en U ou les sections caissonnées sont idéaux à cet effet. Ils offrent une rigidité en flexion suffisante pour un poids bien moindre.
L'assembleur fixe le boîtier usiné au profilé métallique par boulonnage ou rivetage. Le boîtier assure ainsi un assemblage de précision. Le profilé maintient les deux boîtiers à une distance fixe. Chaque pièce remplit sa fonction. Ensemble, elles forment un ensemble.
Patron de construction du torse
Le torse est conçu selon une logique similaire, mais avec des proportions différentes.
Une plaque centrale, usinée dans une seule pièce de métal, court au milieu de la structure. Elle constitue la colonne vertébrale rigide. Les actionneurs y sont montés directement. Les ordinateurs et les batteries sont boulonnés à ses surfaces. Cette plaque centrale doit être plane, robuste et percée avec précision. L'usinage CNC à partir d'une plaque d'aluminium épaisse est la méthode appropriée.
Autour de ce noyau dense, des panneaux latéraux, avant et arrière en tôle sont ajoutés. Ces panneaux remplissent deux fonctions : premièrement, ils protègent les composants internes (aucun fil n'est apparent) ; deuxièmement, ils empêchent les doigts d'endommager les pièces mobiles ; troisièmement, ils augmentent la rigidité en torsion. Un boîtier fermé en tôle résiste bien mieux à la torsion qu'une simple plaque plane.
Cette combinaison est efficace. Un noyau usiné supporte les charges concentrées et les interfaces de précision. Une coque en tôle convient aux grandes surfaces et aux exigences d'encapsulation. Ensemble, ils sont plus légers et moins coûteux qu'un torse entièrement usiné.
Modèle de construction à la main
Bien que les aiguilles soient petites, le motif reste régulier.
La précision est assurée par des os de doigts robotiques métalliques usinés CNC et intégrés au corps du robot. Des trous pour les articulations, des guides-câbles pour les tendons et des surfaces planes pour la fixation des articulations sont prévus. Malgré leur petite taille, les tolérances sont très serrées. Ces os peuvent être produits en série à l'aide d'un tour suisse ou d'une microfraiseuse.
La paume peut être constituée de plaques de tôle. Matériau fin. Rebords pliés. Ceux-ci forment la courbe de la paume. Ils servent également de points de fixation pour les os des doigts.
De petits rivets ou vis maintiennent l'ensemble. Les os des doigts, usinés avec précision, pivotent sur des axes. La paume en tôle assure le soutien. On obtient ainsi une main aux mouvements fluides, légère et bien moins chère qu'une prothèse entièrement usinée.
Usinage CNC vs. Fabrication de tôlerie
On se demande souvent quelle méthode est la meilleure. C'est une question mal posée. Chaque procédé résout un problème différent. Le tableau ci-dessous illustre leurs différences.
| Aspect | Usinage CNC | Fabrication de tôle |
| Meilleur pour | Alésages de roulement, trous taraudés de précision, géométrie 3D complexe. | Plaques plates ou cintrées, supports simples, boîtiers et revêtements structurels. |
| Volume typique | Faible volume. 1 à 100 unités. | Volume faible à moyen. 10 à 500 unités. |
| Coût de l'outillage | Aucun. Ni moules ni matrices. | Faible. Outillage simple pour presse plieuse. La découpe laser ne nécessite pas d'outillage complexe. |
| Coût par pièce | Élevée. Le gaspillage de matériaux est important. | Faible pour les séries de 10 unités ou plus. |
| Délai de livraison (prototypes) | 1 à quelques semaines 2. | 3 en jours 7. |
| Rapport force/poids | Bon, mais dense. | Excellent. Le matériau fin supporte efficacement la charge. |
| Complexité géométrique | Très haut. Contre-dépouilles, poches profondes, angles composés. | Faible. Limité aux formes flexibles. |
Quand choisir l'usinage CNC
Optez pour l'usinage CNC pour les pièces nécessitant des alésages de roulement. Ces alésages doivent être parfaitement ronds et présenter une précision de quelques microns par rapport à la dimension requise. Choisissez-le pour les trous taraudés de précision s'alignant parfaitement avec les composants d'accouplement. Choisissez-le pour les géométries tridimensionnelles complexes ne pouvant être approximées par une tôle plane. Boîtier de joint. Support de capteur à angles composés. Ébauche d'engrenage sur mesure.
Le coût initial est faible. Aucun outillage n'est à prévoir. Cependant, le coût unitaire est élevé. Une pièce usinée est initialement un bloc massif. La majeure partie de ce bloc est transformée en copeaux sur la chaîne de production. Pour des séries de production comprises entre une et cent pièces, ce compromis est judicieux. Pour des volumes plus importants, en revanche, d'autres méthodes sont à envisager.
Quand choisir la fabrication de tôles
Optez pour l'usinage CNC pour les pièces robotiques intégrées nécessitant des alésages de roulement. Ces alésages doivent être parfaitement ronds et présenter une tolérance de quelques microns seulement. Choisissez cette technique pour les trous taraudés de précision s'alignant parfaitement avec les composants d'accouplement. Privilégiez-la pour les géométries tridimensionnelles complexes ne pouvant être approximées par une tôle plane. Boîtier d'articulation. Support de capteur à angles composés. Ébauche d'engrenage sur mesure.
Le coût initial est faible. Aucun outillage n'est à prévoir. Cependant, le coût unitaire est élevé. Une pièce usinée est initialement un bloc massif. La majeure partie de ce bloc est transformée en copeaux sur la chaîne de production. Pour des séries de production comprises entre une et cent pièces, ce compromis est judicieux. En revanche, pour des volumes plus importants, d'autres méthodes sont envisagées.
Considérations relatives aux coûts et aux délais d'exécution
Le délai de fabrication des prototypes par usinage CNC est de 1 à 2 semaines. Le principal goulot d'étranglement réside dans la programmation et la mise en route. Une fois la machine en fonctionnement, elle produit rapidement des pièces. Cependant, chaque pièce nécessite un temps d'usinage important, ce qui explique le coût élevé par pièce.
La fabrication de tôles est plus rapide. Le processus, du dessin à la pièce finie, prend de trois à sept jours. La découpe laser est rapide, tout comme le pliage. Pour les commandes de dix unités ou plus, le coût unitaire diminue considérablement. La première pièce est fabriquée en aussi peu de temps que la dixième.
L'approche hybride est la solution la plus rentable pour la fabrication de robots complets. Elle consiste à usiner les articulations de précision, à former les liaisons structurelles et à les boulonner. Le coût total est inférieur à celui d'un robot entièrement usiné, et son poids total est également inférieur à celui d'un robot entièrement en tôle. La maîtrise des deux procédés permet de construire des machines plus performantes plus rapidement.
Choisissez NOBLE pour une expérience incarnée fabrication de robots
Qui nous sommes
NOBLE est une entreprise spécialisée dans l'usinage CNC de précision. Nous possédons une vaste expérience dans la production de robots, de systèmes d'automatisation et de dispositifs médicaux.
Nous assurons la transition entre le prototypage et la production. Nombre d'entreprises se spécialisent soit dans les projets uniques, soit dans la production en grande série. Nous maîtrisons les deux. Nous réalisons des séries unitaires pour les tests, ainsi que des productions en moyennes séries, de 1 à plus de 1 000 unités. Nous utilisons les mêmes machines, appliquons les mêmes normes de qualité et accordons la même attention aux détails.
Capacités d'usinage de base
Fraisage CNC
Nous proposons l'usinage CNC à 3, 4 et 5 axes . Nous garantissons des tolérances de ±0.005 mm (±0.0002 pouce) pour les éléments critiques. Nos capacités d'usinage à grande vitesse permettent de traiter l'aluminium et les composants à parois minces sans vibrations ni déformations.
Tournage CNC
Nous disposons de tours à outils motorisés avec axe Y. Les tours automatiques de type suisse sont utilisés pour les petites pièces complexes, comme les phalanges, les micro-arbres et les composants de capteurs. Le tour suisse usine des barres et produit des pièces finies en un seul cycle.
Processus de soutien
La rectification plane et la rectification cylindrique permettent d'obtenir des finitions de qualité pour les roulements. Nous atteignons une rugosité Ra de 0.4 micromètre ou moins sur les surfaces rectifiées.
Le traitement thermique est réalisé en interne ou par des partenaires qualifiés. Nous proposons le recuit, la trempe et la relaxation des contraintes. NOBLE prend en charge l'ensemble du processus et la documentation associée.
La finition après usinage comprend l'ébavurage, l'anodisation (couche transparente et couche dure de type III), la passivation de l'acier inoxydable et le polissage par tribofinition pour créer une texture de surface uniforme.
Certifications
ISO 9001: 2015
NOBLE a obtenu la certification de son système de management de la qualité, garantissant que tous les processus, de la fabrication au contrôle qualité et à l'expédition, sont gérés conformément aux normes établies. La certification ISO 9001:2015 assure la qualité constante, la traçabilité et l'amélioration continue de nos pièces. Ainsi, nos clients ont la certitude de recevoir systématiquement des pièces conformes aux spécifications.
ISO 13485: 2016
Outre la certification ISO 9001, nous avons obtenu la certification pour le management de la fabrication des dispositifs médicaux. Cette certification est particulièrement pertinente dans le contexte des instruments chirurgicaux robotisés, des exosquelettes médicaux et des robots de rééducation. La norme ISO 9001 exige une documentation plus rigoureuse, une gestion des risques plus formelle et une validation des processus plus approfondie que la seule norme ISO 9001. Nous respectons l'ensemble de ces exigences.
QFP
Quels types de composants robotiques sont les mieux adaptés à l'usinage CNC plutôt qu'à l'impression 3D ou au travail de la tôle ?
Logements de joints. Arbres rotatifs. Toute pièce nécessitant des alésages de roulement ou des tolérances serrées de l'ordre de ±0.005 mm. Ces pièces supportent des charges et maintiennent des composants mobiles. L'impression 3D convient aux supports complexes à faible charge où la résistance est secondaire. La tôlerie convient aux boîtiers et aux liaisons structurelles à géométrie simple.
Quels matériaux recommande-t-on pour les composants structurels des robots ?
L'aluminium 6061-T6 est un matériau très répandu. Il offre une bonne résistance, est facile à usiner et son coût est raisonnable. Pour une résistance supérieure, l'aluminium 7075-T6 est préférable. Il s'usine bien, mais coûte plus cher. Pour les logements de joints nécessitant une dureté de surface et une résistance à l'usure élevées, l'acier inoxydable 17-4PH est couramment utilisé. Il peut être traité thermiquement pour atteindre une haute résistance et résiste au grippage. Pour les composants légers et non métalliques, le PEEK et le Delrin (acétal) sont d'excellents choix. Ils sont rigides, stables et usinables, et ne présentent aucun risque de corrosion.
Comment choisit-on entre l'usinage CNC et le travail de la tôle pour une pièce donnée ?
Une règle simple s'applique à la plupart des cas. Si la pièce comporte des alésages de roulement, une géométrie tridimensionnelle complexe ou exige des tolérances serrées, privilégiez l'usinage. Si la pièce est une plaque plate ou pliée avec des trous de fixation et sans interfaces de précision, optez pour la tôlerie. Lorsqu'une pièce présente les deux types de caractéristiques, on la conçoit souvent comme un assemblage : usinez le noyau de précision, formez l'enveloppe en tôle, puis boulonnez-les.
Quelles caractéristiques de conception augmentent le coût d'une pièce usinée ?
Les poches profondes et étroites posent problème. Lorsque la profondeur de la poche dépasse quatre fois le diamètre de l'outil, l'évacuation des copeaux devient difficile. Le risque de casse de l'outil augmente considérablement. Le temps de cycle s'allonge de façon spectaculaire.
Les angles internes vifs constituent un autre problème. Un angle interne à angle droit nécessite un outil spécial ou une opération secondaire. Un angle arrondi permet l'utilisation d'une fraise standard. Il est conseillé d'ajouter des congés de raccordement autant que possible.
Des tolérances excessivement serrées sur chaque élément augmentent les coûts sans apporter de valeur ajoutée. Un alésage de palier nécessite légitimement une tolérance de ±0.005 mm. Un profil extérieur, en revanche, n'en a pas besoin. Spécifiez des tolérances serrées uniquement lorsque la fonction l'exige.
Est-il possible de fabriquer des pièces pour robots médicaux ou dispositifs chirurgicaux à partir de pièces de NOBLE ?
Oui. NOBLE est certifiée ISO 13485:2016. Cette norme de gestion de la qualité pour les dispositifs médicaux atteste de notre capacité à usiner des composants pour applications médicales. Pour ces opérations, nous assurons une traçabilité complète : certifications des matériaux, rapports d’inspection et documentation des processus. Nos clients reçoivent un dossier complet conforme aux exigences réglementaires.
Quel est le processus d'inspection de la qualité ?
Les contrôles en cours de production sont effectués pendant l'usinage. Les opérateurs vérifient les caractéristiques critiques à intervalles définis et consignent les résultats dans la documentation d'atelier.
L'inspection finale utilise un équipement étalonné : machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) pour la précision dimensionnelle, comparateurs d'alésage pour les diamètres intérieurs, calibres de filetage pour les filetages et comparateurs optiques pour les profils complexes et les petits détails.
