Экзоскелеттік CNC өңдеу киюге болатын роботтық жүйелерге арналған бөлшектер жасайды. Бұл процесс осы адам-өсіру жүйелеріне қажетті дәлдік пен қайталануды қамтамасыз етеді. Медициналық экзоскелеттер оңалту мен қозғалғыштыққа көмектеседі, ал өнеркәсіптік нұсқалары жарақатты азайтады. Беріктік пен салмақтың жоғары қатынасына қол жеткізу маңызды. Процесс осы жүйелердің арнайы талаптарын қалай қанағаттандырады? Жауап өнімділік пен шығынды теңестіретін материалды таңдауда және жобалау стратегияларында жатыр. Күрделі пішіндер құрылымдық тұтастықты сақтай отырып, салмақты азайтады, ал тығыз төзімділік қозғалыстың тегіс болуын қамтамасыз етеді.
Экзоскелеттік CNC өңдеу дегеніміз не?
Анықтама және негізгі жұмыс процесі
Киілетін робототехникаға арналған субтрактивті өндіріс
Экзоскелеттік CNC өңдеуі соңғы пішіндерді жасау үшін материалды қатты блоктан алып тастайды. Бұл субтрактивті әдіс инженерлерге әрбір өлшем мен бетті басқаруға мүмкіндік береді. Бұл тәсіл киюге болатын роботтық жүйелер үшін жақсы жұмыс істейді, себебі сәйкестік ыңғайлылық пен функцияға әсер етеді. Процесс металл немесе пластик блоктан басталады. Машина 3D моделіне сәйкес келмейтін барлық нәрсені алып тастайды. Қалғаны - құрастыруға дайын дәл компонент. Инженерлер субтрактивті әдістерді таңдайды, себебі қатты блоктардың ішкі ақаулары немесе қабат сызықтары жоқ. Материалдың құрылымы бөлшек бойынша өзгеріссіз қалады.
Автоматтандырылған кесу, бұрғылау және тегістеу
CNC жабдықтары өздігінен кесу, бұрғылау және тегістеу үшін цифрлық бағдарламаларды қолданады. Машина құрал жолдарын оқиды және кесу құралдарын олар бойынша жылжытады. Цикл кезінде қолмен өзгертулер болмайды. Бұл автоматтандыру бір компоненттен екіншісіне бірізділікті сақтайды. Операторлар материалды тиеп, бағдарламаны іске қосады. Машина қалғанын адамның қатысуынсыз жасайды. Әрбір бөлшек дизайнға дәл сәйкес келеді. Бағдарлама әрбір операция үшін шпиндель жылдамдығын, беру жылдамдығын және кесу тереңдігін басқарады. Әр түрлі құралдар дөрекі жұмыстарды, әрлеу өтулерін және бөлшектердің ерекшеліктерін өңдейді.
HEI Junia Engineering School жобасы нақты мысал келтіреді. Олардың командасы CNC жұмыс процесін пайдаланып алюминийден жасалған қозғалыс экзоскелетін жасады. Автоматтандырылған процесс оларға дәл өлшемдері бар сенімді компоненттерді жасауға мүмкіндік берді. Жоба субтрактивті әдістердің адамның өсуіне арналған жеңіл құрылымдарды қалай жасайтынын көрсетті.
Роботталған экзоскелеттерге арналған CNC өңдеу
3 осьті тегістеу және 5 осьті өңдеу
Өндірушілер жұмысты екі кезеңге бөледі. Алдымен 3 осьті тегістеу жүргізіледі. Бұл қадам көлемді материалды тез кетіреді. Үлкен құралдар соңғы пішінге тез жету үшін қалың жолдарды кеседі. Қысқа құрал ұзындығы орнатуды кейіннен қатты етеді. Содан кейін 5 осьті әрлеу жобалық сипаттамаларға сәйкес келетін әрбір бетті өңдейді.
5 осьті саты айқын артықшылықтар береді. Құрал кез келген бұрыштан жақындайды. Компонент бір қалыпта қысылып тұрады. Бұл оны орнатулар арасында жылжыту кезіндегі қателіктерден сақтайды. Әдеттегі 5 осьті жұмыс қосылыс компоненттері үшін ±0.01 мм шамасындағы рұқсат етілген мәндерді сақтайды. Күрделі құрылымдар ±0.005 мм-ден ±0.05 мм-ге дейінгі диапазонды қажет етуі мүмкін. Бұл нақты сандар пайдалану кезінде құрастырудың бірқалыпты қозғалуын қамтамасыз етеді.
Анатомиялық пішіндерге арналған 5 осьтік мүмкіндіктер
5 осьті бір мезгілде өңдеу адам анатомиясына сәйкес келетін пішіндерді жасайды. Құрал бірден бес ось бойымен қозғалады. Ол қисық қаңқалық құрылымдарды, қуыс ішкі арналарды және асимметриялық механикалық корпустарды жасайды. Бұл бөлшектерді қарапайым орнатумен жасау мүмкін емес еді. Машина бір операцияда астыңғы ойықтар мен күрделі контурларға жете алады. Құрал дайындамамен соқтығыспай жасырын беттерге қол жеткізу үшін еңкейеді және айналады. Бұл мүмкіндік 5 осьті киілетін робототехника үшін ең жақсы таңдау етеді.
Машина түрлері және конфигурациялары
Тік және көлденең өңдеу орталықтары
Тік орталықтар кішігірім дайындамаларды өңдейді. Оларды тиеу және пайдалану оңай. Көлденең орталықтар үлкенірек рамалық бөліктерге сәйкес келеді. Гравитация терең қалталардан чиптерді тазартады. Екі түрдің де компоненттің өлшемі мен геометриясына байланысты өз орны бар.
| Машина түрі | Анатомиялық геометриясы бар экзоскелет компоненттерін өндірудегі рөлі | Қосымша мәліметтер |
| 5 осьті өңдеу | Анатомиялық геометрияның негізгі тірегі | Құралдың кез келген бұрыштан жақындауына мүмкіндік береді, бірнеше орнатуды болдырмайды, геометриялық қатынастар бекітілгендей етіп бөлікті қысып ұстайды |
| 3 осьті машина | Анатомиялық геометрия үшін ұсынылмайды | Бірнеше орнатулар шекті тесікті төзімділік диапазонынан шығарып жіберуі мүмкін қабаттастыру қателерін тудырады; төменгі тесіктерге жете алмайды |
| Токарлық станоктар / швейцариялық типтегі станоктар | Қосымша, жетек компоненттері үшін | Швейцариялық типтегі дәлдікпен токарлық өңдеу жетек біліктері, айналмалы түйреуіштер және бұрандалы ендірмелер сияқты кішкентай, ұзын, жұқа компоненттер үшін өте маңызды. |
| Тікелей жұмыс істейтін құрал-саймандары бар дәлдікпен бұрау орталықтары | Гармоникалық жетек компоненттері үшін | Бірдей орнатуда тегіс беттерді фрезерлеуге, көлденең тесіктерді бұрғылауға және бұрандаларды кесуге мүмкіндік береді |
Көп осьті жүйелер және швейцариялық типті токарлық станоктар
5 осьті орталық анатомиялық жұмыстың негізгі құралы болып табылады. Ол компоненттерді туралайды, себебі компонент ешқашан басқа қондырғыға ауыспайды. Стандартты 3 осьті машиналар мұнда нашар таңдау болып табылады. Бірнеше қондырғылар қабаттастыру қателерін тудырады, бұл оның төзімділік диапазонынан маңызды тесікті итеріп жіберуі мүмкін. 5 осьті жүйе бұл қауіпті толығымен жояды. Машина бөлшекті еңкейтілетін айналмалы үстелде ұстайды. Бұл құралға бір қондырғыда бөлшектің бес жағына жетуге мүмкіндік береді. Күрделі бұрыштар үшін арнайы бекіткіштер қажет емес.
Швейцариялық типтегі токарлық станоктар кішігірім айналмалы бөліктерді өңдейді. Олар қозғалтқыш корпустарын, мойынтіректерді және айналмалы түйреуіштерді жасайды. Олар тығыз концентрлілікті қажет етеді. Швейцариялық әдіс кескіш құралға жақын материалды ұстайды. Бұл кесу кезінде ауытқудың алдын алады.
Тікелей жұмыс істейтін құрал-саймандары бар токарлық орталықтар икемділікті арттырады. Олар тегіс фрезерлейді, көлденең тесіктерді бұрғылайды және бұрандаларды бір қондырғыда кеседі. Бұл цикл уақытын қысқартады және дәлдікті жақсартады. 5 осьті әдіс күрделі роботтық пішіндерді бір қондырғыда өңдейді. Бұл машина түрлерін біріктіру өндірушілерге киілетін робототехника өндірісі үшін қажетті толық спектрді береді.
Экзоскелеттік CNC өңдеуге арналған материалдар
Титан қорытпалары
5-сынып және 23-сынып
Титан - ауыр салмақты көтеретін экзоскелет бөлшектері үшін тамаша таңдау. 5-ші дәрежелі түрі ең көп қолданылатын түрі. Ол берік және тот басуға жақсы төзімді. 23-ші дәрежелі түрі дене үшін жұмсақ және қауіпсіз. Теріге тиген кезде аллергия тудыруы ықтималдығы аз. Екі түрі де бірнеше рет қолданғаннан кейін де берік болып қалады.
Жүк көтергіш қосылыстар мен рамалар
Бұл қорытпалар қосылыстар мен рамаларда өте жақсы жұмыс істейді. Олардың беріктік пен салмақ арақатынасы тамаша. Сондықтан бөлшектер берік, бірақ ауыр емес. Титан сонымен қатар тердің және ылғалдың әсерінен болатын зақымға төзімді. Бұл оны тозуға қауіпсіз етеді. Кемшілігі - құны және кесудің қиындығы. Оны алюминийге қарағанда кесу қиынырақ. Құралдар тез тозады, ал кесу баяу болуы керек.
Алюминий қорытпалары
Рамаларға арналған 6061 және 7075
Алюминий экзоскелет рамалары үшін сенімді материал болып табылады. HEI Junia Engineering School жобасы қозғалыс экзоскелетіне алюминийді пайдаланды. 6061 сыныбын кесу және дәнекерлеу оңай. 7075 сыныбын берік, бірақ пішіндеу қиынырақ. Екеуі де жеңіл, бұл киілетін құрылғылар үшін маңызды.
Анодтау және беттік өңдеу
Анодтау алюминийге қорғаныш қабатын жағады. Бұл тозуға төзімділікті арттырады және түс қосуға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, тот басудың алдын алуға көмектеседі. Тегіс бет жайлылық пен тазалық үшін маңызды. Моншақпен өңдеу немесе жылтырату сияқты қосымша қадамдар оны жақсы сезінуге көмектеседі.
Көміртекті талшықтар және инженерлік пластмассалар
CFRP өңдеу қиындықтары
Көміртекті талшықты композиттер өте берік және қатты. Олар өте жеңіл. Бұл қасиеттер аяқ-қол тіректері мен рамалары үшін жақсы жұмыс істейді. Бірақ CFRP өңдеу қиын. Талшықтар тез тозып, құралдарды күңгірттейді. Кесу шаңын абайлап өңдеу керек. Бұрғылау кезінде қабыршақтану орын алуы мүмкін.
PEEK, Delrin және Nylon интерфейстері
Инженерлік пластмассалар әртүрлі жұмыс атқарады. PEEK ыстық немесе стерильді жағдайларға жақсы. Delrin пішінін сақтайды және кесу оңай. Нейлон соққылар мен дірілді сіңіреді. Бұл материалдар көбінесе металл бөлшектер мен корпус арасында жүреді. Олар салмақты азайтады және жайлылық қосады. Дұрыс материалды таңдау құнына, кесудің қаншалықты оңай екеніне және қандай әрлеу қажет екеніне әсер етеді. Әрбір түрдің өзіндік айырмашылықтары бар.
Экзоскелеттің CNC өңдеуімен жасалған маңызды экзоскелет компоненттері
Экзоскелеттік CNC өңдеу киілетін жүйелердің жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін негізгі робот бөлшектерін жасайды. Қосылыстар, кронштейндер, корпустар және құрылымдық бөлшектердің барлығы осы процестен алынады. Әрбір бөлшек нақты сипаттамаларға сәйкес келуі керек. Indego жобасы мұны жақсы көрсетеді. Инженерлер әзірлеу кезінде Protolabs компаниясының CNC өңдеу және 3D басып шығару әдістерін пайдаланды. Олар ультрадыбыстық дәнекерлеуге арналған компоненттерді ұстайтын арматураларды өңдеу үшін CNC қызметтерін пайдаланды. Бұл қадам роботтық экзоскелет жасау үшін маңызды болды. Дайын құрылғының әрбір бөлігіне дәл осындай дәлдікпен кіреді.
Буындар және артикуляция механизмдері
Топсалы жинақтар және айналмалы қосылыстар
Топсалы жинақтар мен айналмалы қосылыстар кез келген экзоскелеттің қозғалмалы өзегін құрайды. Бұл бөлшектер тұрақты қозғалыс пен жүктемені көтереді. Жамбас буынының шар мен ұя интерфейсі бүгілуді, созылуды, абдукцияны және аддукцияны қолдауы керек. Ол сондай-ақ дене салмағын көтереді. Бұл жоғары құрылымдық тұрақтылықты және өте аз ойнауды талап етеді. CAD модельдеуімен біріктірілген CNC өңдеу инженерлерге ең жақсы сәйкестік үшін ұяшықты жобалауға және кесуге мүмкіндік береді. Шар компонентін бірнеше микрометрге дейінгі тығыздыққа дейін жасауға болады. Розетка осы төзімділіктерге сәйкес келетіндей етіп өңделеді. Нәтижесінде алынған тығыз орналасу буындағы ойнауды азайтады. Тегіс артикуляциядан кейін. Келесі кезекте сенімді биомеханикалық өнімділік келеді.
Тегіс қозғалысқа төзімділік талаптары
Төзімділікті бақылау жақсы буындарды керемет буындардан ажыратады. Төмендегі кестеде әртүрлі компоненттерге не қажет екендігі көрсетілген.
| Құрамдас | Дәлдікке қойылатын талап | Өндірістік егжей-тегжейлі |
| Гармоникалық редукторлар | Жұқа беттердегі эллиптикалық ≤0.005 мм | Дәл тегістеу арқылы ультра жұқа қабырғалы флекслайндардың (қабырға қалыңдығы 0.2–0.8 мм) деформациясын бақылау |
| RV редукторлары | ≤±0.01 мм позиция дәлдігі | Күрделі циклоидты тіс профильдері мен түйреуіш корпусының тесіктеріне төзімділік; ауыр жүктемелі робот негіздері үшін өте маңызды |
| Айналдырылған роликті мойынтіректер | ≤0.003 мм дөңгелектік; Ra ≤0.2 мкм кедір-бұдырлық | Жұқа қабырғалы құрылымдармен де жарыс жолының дәлдігін сақтаңыз |
| Бірлескен корпустар | ≤0.02 мм көп тесікті позициялық дәлдік | Құрылымдық қаттылығы бар жеңіл 6061/7075 алюминий конструкциясының балансы |
| Процесті басқару элементтері | Жоғары көлемді өндіріс үшін CPK > 1.33 | Жұқа қабырғалы деформацияны бақылауға, машина ішіндегі өлшеуге және тозуды өтеуге, SPC-ге және анодтау және дәл тегістеу сияқты кейінгі өңдеуге арналған мамандандырылған құрылғылар |
Дәл CNC өңдеуі сенсорлар мен басқару сымдары үшін дәл корпустар мен күрделі жолдарды да жасайды. Бұл аяқ астындағы сияқты қысым сенсорларының біркелкі таралуына мүмкіндік береді. Кішкентай қозғалыстар қабылданады және жауап жақсарады. Көп осьті дәл өңдеу алюминий мен полимер қорытпаларынан қорғаныш қабаттарын жасайды. Бұл қабаттар белгілі бір қосылыс геометрияларына сәйкес келетіндей етіп жасалған. Олар сезімтал сенсорлар мен басқару блоктарын ылғалдылықтан және қоршаған ортаның зақымдануынан қорғайды. Жүктеме астындағы шар және түйреуіш қосылыстар үшін физикалық будың тұндырылуы, химиялық будың тұндырылуы, жылтырату және дәл өңдеу сияқты әрлеу әдістері тозу мен үйкелісті азайтады. Дәл өңдеу және абразивті процестер арқылы айнадай жылтырату беткі ақауларды азайтады. Бұл қосылыс қозғалысын уақыт өте келе тегіс ұстауға көмектеседі.
Құрылымдық рамалар мен байланыстар
Салмақ азайту үшін топологияны оңтайландыру
Киілетін жүйелерде салмақ маңызды. Әрбір грамм пайдаланушының өзін қаншалықты жайлы сезінетініне және қаншалықты шаршайтынына әсер етеді. Топологияны оңтайландыру қажет емес жерден материалды алып тастайды. Нәтижесінде беріктігін сақтайтын, бірақ артық массаны азайтатын рамка пайда болады. Бұл оңтайландыру өңдеумен бірге жұмыс істейді. Инженерлер алдымен жүктеме жолдарын модельдейді. Содан кейін олар кернеуді көтермейтін кез келген нәрсені кесіп тастайды. Соңғы пішін көбінесе органикалық болып көрінеді. Ол қарапайым геометриялық пішіндердің орнына күш сызықтарын ұстанады.
Жұқа қабырғалы және күрделі геометриялар
Жұқа қабырғалы қималар мен күрделі геометриялар өңдеуді шектеуге мәжбүр етеді. Бұл мүмкіндіктер қаттылықты жоғалтпай салмақты үнемдейді. Бірақ олар кесу кезінде де иіледі. Арнайы бекітпелер жұқа қабырғаларды орнында ұстайды. Машина ішіндегі өлшеу кез келген ауытқуды бірден анықтайды. Тозуды өтеу құралдарды өткір және дәл ұстайды. Бір бөлікті CNC рамалары қосылыстар мен бекіткіштерден арылтады. Бұл салмақты одан әрі азайтады және жалпы қаттылықты арттырады. Тозуға болатын құрылымдық рамалар бұл тәсілден пайда көреді. Дизайн корпусқа жеңілірек сезіледі. Сондай-ақ, ол қайталанатын кернеу кезінде ұзағырақ қызмет етеді.
Кронштейндер, корпустар және қосқыштар
Адам анатомиясына арналған арнайы интерфейстер
Кронштейндер мен қосқыштар адам денесіне сәйкес келуі керек. Әрбір пайдаланушының пішіні әртүрлі. Арнайы интерфейстер бұл мәселені шешеді. CNC өңдеу әрбір кронштейнді киюшіге сәйкестендіру үшін кеседі. Бұл эргономиканы жақсартады және қысым нүктелерін төмендетеді. Буын тәрізді буын корпустары бірдей логикаға сәйкес келеді. Олар буындарды орап, ішкі механизмдерді қорғайды. Жамбас/тізе буын корпустары дәл контурды қажет етеді. Нашар сәйкестік ыңғайсыздық тудырады және қозғалысты шектейді. Жақсы сәйкестік табиғи сезіледі. Пайдаланушы құрылғының бар екенін ұмытып кетеді.
Бұрандалы кірістірулер және бекіту ерекшеліктері
Бұрандалы кірістірулер мен бекіту мүмкіндіктері бәрін бірге ұстап тұрады. Бұл ұсақ бөлшектер құрылғының тығыз болуын немесе сылдырлауын шешеді. CNC өңдеу бұрандаларды дәл қадаммен және тереңдікпен кеседі. Сондай-ақ, ол көлденең тесіктерді бұрғылайды және тегіс фрезерлейді, сол қондырғыда. Бұл әрбір мүмкіндікті туралайды. Жетек бекіткіштеріне осындай күтім қажет. Дұрыс тураланбаған бұранда жүктеме астында жыртылуы мүмкін. Жақсы кесілген бұранда мыңдаған циклге шыдайды. Жетек сенімді болып қалады. Бүкіл жүйе сенімді болып қалады.
Экзоскелеттік CNC өңдеудің артықшылықтары
Дәл CNC өңдеу және қайталанымдылық
Қатты төзімділікке қол жеткізу
Тығыз төзімділік киілетін құрылғының тегіс қозғалатынын немесе тұрып қалатынын анықтайды. Дәл CNC өңдеу басқа әдістермен салыстыруға келмейтін сандарға жетеді. Тегістеу әдеттегідей ±0.005 мм-ге дейін және мүмкіндігінше ±0.001 мм-ге дейін жетеді. CNC фрезерлеу әдеттегідей ±0.025 мм және мүмкіндігінше ±0.005 мм-ге дейін ұстайды. Сым EDM ±0.0001 дюйм (0.0025 мм) немесе одан да жақсырақ болғанда одан да тығыз болады. Бұл сандар қосылыс интерфейстері мен жетек бекіткіштері үшін маңызды. Салбыраған тесік туралауды бұзады. Дәлдік барлығының дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
Өндірістегі жүйелілік
Қайталанымдылық - хобби құрастыруларын нақты өнімдерден ажырататын нәрсе. Әрбір құрылғы біріншісіне сәйкес келуі керек. CNC автоматикасы мұны қамтамасыз етеді. Машина әр циклде бірдей бағдарламаны орындайды. Адами вариациялар кірмейді. Бұл үйлесімділік экзоскелеттік CNC өңдеуді бір прототиптен толық өндіріске дейін масштабтауға көмектеседі. Сатып алушылар бірдей геометрияны алады және әр партияға сәйкес келеді.
Күрделі геометриялар және дизайн еркіндігі
Астыңғы кесінділер, контурлар және органикалық пішіндер
Толық 5 осьті бір мезгілде өңдеу барлық бес осьті бірден қозғалтады. Бұл астыңғы кесіктер мен мүсінделген беттерді ашады. Итальяндық инженер Lewei Precision компаниясымен бірлесіп, осы әдісті қолдана отырып, толық денелі пассивті экзоскелет жасады. Құрал бір орнатуда көптеген бұрыштардан жақындайды. Орналасуын өзгертуден туындайтын жинақталған қателіктер жойылады. Адам анатомиясын бақылайтын органикалық пішіндер мүмкін болады.
Жылдам прототиптеу және итерация
CNC және 3D басып шығару көбінесе бірге жұмыс істейді. Indego жобасы әзірлеу кезінде екеуін де пайдаланды. Инженерлер арматура мен дәл бөлшектер үшін CNC өңдеуіне сүйенді. Қосымша өндіріс күрделі геометриялар мен теңшеуді өңдеді. Бұл комбинация итерацияны жылдамдатады. Дизайнерлер нақты металл бөлшектерін ерте сынайды. Олар құралдарды кесу алдында мәселелерді анықтайды.
Материалдың әмбебаптығы және бетті әрлеу
Металдар, пластмассалар және композиттер
CNC әртүрлі материалдарды өңдейді. Алюминий, тот баспайтын болат, титан, жез, мыс және шыңдалған болаттардың барлығы жақсы өңделеді. Әрқайсысы әртүрлі салмақ пен беріктік айырмашылықтарын ұсынады. Төмендегі кестеде CNC-тің аддитивті өндіріспен қалай салыстырылатыны көрсетілген.
| санат | CNC өңдеу | Аддитивті өндіріс |
| Механикалық беріктік | Қатты шикізаттан жасалған берік, тығыз бөлшектер | Қабатты байланыс әлсіз нүктелерді тудырады |
| Төзімділіктер | Өте тығыз және тұрақты | Орташа; технологияға байланысты өзгереді |
| Surface Аяқтау | Тегіс, көбінесе құрастыруға дайын | Қаттырақ; кейіннен өңдеу қажет болуы мүмкін |
| Масштабтау | Толық өндіріске дейін тегіс масштабталады | Аз көлемді жүгірулер үшін ең жақсысы |
| Материалды опциялар | Титанды қоса алғанда, кең ассортимент | Кейбір металдарда шектеулі |
| Құрылымдық тұтастығы | Толығымен тығыз; тірек құрылымдары жоқ | Жылулық өңдеу қажет болуы мүмкін |
| Бөлшек мөлшері | Құрастыру камерасымен шектелмейді | Құрылыс камерасының өлшемін шектейді |
| Жылу кедергісі | Жоғары температурада тұрақты | Термиялық бұрмалану қаупі |
Өңделген және жылтыратылған әрлеу
Беткі өңдеу жайлылық пен гигиенаға әсер етеді. Өңделген беттер ішкі кронштейндер мен корпустар үшін жақсы жұмыс істейді. Жылтыратылған өңдеу теріге тиетін жерлерге сәйкес келеді. Айна EDM ±0.00005 дюймге (0.0013 мм) немесе одан да жақсы жетеді. Тегістіктің бұл деңгейі үйкеліс пен тозуды азайтады. Сондай-ақ, медициналық мақсатта тазалауды жеңілдетеді.
Экзоскелеттік CNC өңдеуге арналған жобалау мәселелері
Дәлдік пен шығынды теңестіру
Төзімділік киілетін құрылғының қалай орналасатынына және сезілетініне әсер етеді. Бос буын тербеліп, ыңғайсыздық тудырады. Тығыз буын тегіс қозғалады және табиғи сезіледі. Бірақ тығыз төзімділік қымбатырақ, себебі машина баяу жұмыс істейді, құралдар тезірек тозады және тексеру ұзағырақ уақыт алады. Инженерлер ең жақсы нүктені табуы керек. Буын тесіктері сияқты маңызды интерфейстер ең тығыз сипаттамаларды қажет етеді. Маңызды емес кронштейндер босаңсытылуы мүмкін. Бұл тепе-теңдік құрылғыны бюджетті шығындамай қауіпсіз етеді.
GD&T ең жақсы тәжірибелері
GD&T машинистке шын мәнінде не маңызды екенін айтады. Ол деректерді, мүмкіндіктерді басқару элементтерін және рұқсат етілген ауытқуларды анықтайды. Жақсы GD&T тұрақты беттерді таңдау арқылы нақты деректер сілтемелерінен басталады. Тесік үлгілері үшін позицияға төзімділікті және қисық беттер үшін профильді басқару элементтерін пайдаланыңыз. Функцияға әсер етпейтін мүмкіндіктерді шамадан тыс көтеруден аулақ болыңыз. Бұл тексеруді қарапайым етеді және қалдықтарды азайтады. Мақсат - қажетсіз шығындарды қоспай, жобалау ниетін жеткізу.
Ыңғайлылық пен гигиена үшін Ra құндылықтары
Беткі өңдеу құрылғының теріге қалай әсер ететініне әсер етеді. Кедір-бұдыр беттер теріні тітіркендіреді және бактерияларды ұстайды, ал тегіс беттер жақсырақ сезіледі және оңай тазаланады. Ra орташа беткі кедір-бұдырлықты өлшейді. Төменгі Ra тегіс өңдеуді білдіреді. Төмендегі кестеде типтік талаптар көрсетілген.
| қолдану | Ra диапазоны | Ескертулер |
| Теріге тиетін жерлер | Төменгі радиациялық | Жұмсақ сезім, тазалау оңай |
| Ішкі жақшалар | Орташа Ra | Функционалды, ұсталмаған |
| Бірлескен интерфейстер | Төменгі радиациялық | Үйкеліс пен тозуды азайтады |
Медициналық және өнеркәсіптік мақсаттарда кейінгі өңдеу
Медициналық экзоскелеттерге қосымша күтім қажет. Жылтырату құралдың іздерін кетіреді және гигиеналық бет жасайды. Анодтау алюминийге қорғаныс қабатын қосады. Моншақпен өңдеу біркелкі күңгірт көрініс береді. Өнеркәсіптік қондырғылар косметикалық қадамдарды өткізіп жіберіп, оның орнына тозуға төзімділікке назар аударуы мүмкін. Дұрыс кейінгі өңдеу құрылғының қай жерде қолданылатынына байланысты.
Орнату уақыты және құрал өзгерістері
Әрбір орнату шығынды арттырады, себебі машина тоқтайды, оператор бөлшекті қайта орналастырады және дәлдік ауытқуы мүмкін. Бес осьті өңдеу бөлшек қысылған күйінде қалатындықтан, орнатуды азайтады. Құралды аз ауыстыру уақытты да үнемдейді. Жақсы жасалған бөлшек аз операцияларды қажет етеді, бұл жұмыс күші мен машина сағаттарын қысқартады. Өндірістік жарамдылық үшін жобалау бұл туралы ерте ойлануды білдіреді.
Материалды таңдаудың құнына әсері
Материалды таңдау құнын екі жолмен арттырады. Шикізат бағасы әртүрлі. Титан алюминийге қарағанда қымбатырақ. Өңдеу мүмкіндігі де маңызды. Қатты материалдар құралдарды тезірек тоздырады және баяу кеседі. Қол экзоскелет бөлшектерінің құнын бағалау моделі материал түрін кіріс ретінде пайдаланады. Ол материал құнын, жұмыс күшін, машинаны күтіп ұстауды, амортизацияны және өңдеу уақытын қосады. Дұрыс материалды таңдау беріктік, салмақ және бюджетті теңестіреді. Мақсат - артық шығынсыз беріктік.
Экзоскелеттік CNC өңдеу үшін NOBLE таңдау
Толық қызмет көрсететін дизайннан құрастыруға дейін
NOBLE металл және пластикпен жұмыс істейді. Бірақ біз тек бөлшектерді кесумен шектелмейміз. Біз дизайн, прототип жасау, өндіру және құрастыру жұмыстарымен айналысамыз. Бір команда бәрін басынан аяғына дейін орындайды. Бұл уақытты үнемдейді және қателіктерді азайтады. Алғашқы эскизден бастап соңғы өнімге дейін байланыс айқын болып қалады.
Киетін жүйе бір-біріне сәйкес келетін кронштейндерді, жетек бекіткіштерін және электронды корпустарды қажет етеді. NOBLE осы бөлшектердің барлығын өз шеберханасында жасайды. Тығыз төзімділік бүкіл жүйе арқылы өтеді. Соңғы құрылғы бірқалыпты қозғалады. Әрбір компонент түпнұсқа дизайнға сәйкес келеді. Құрастыру бірінші рет жасалғаннан-ақ жиналады.
ISO 9001:2015 және ISO 13485:2016
Сертификаттар корпусқа тағылатын бөлшектер үшін маңызды. NOBLE жалпы сапа менеджменті үшін ISO 9001:2015 стандартына ие. Біз сондай-ақ медициналық құрылғылар үшін ISO 13485:2016 стандартына иеміз. Бұл стандарт киілетін роботтық жүйелер үшін маңызды. Ол дизайнды бақылауды, өндірісті және соңғы тексеруді қамтиды.
ISO 13485 әрбір жеткізуші үшін заңды талап емес, бірақ бұл медициналық робот өндірушілері күтетін жаһандық салалық стандарт. Бұл серіктестің бақыланатын, бақыланатын және расталған өндірісі бар сапа жүйесін басқаратынын көрсетеді.
Әр түрлі аймақтарда ережелер әртүрлі. Төмендегі кестеде медициналық жұмыс үшін серіктестерге не қажет екендігі көрсетілген.
| Сертификаттау / Стандарт | аймақ | Міндетті стандарттар |
| ISO 13485 | ғаламдық | Сертификатталған СМЖ, тексерілген параметрлер, Құрылғы тарихы жазбалары |
| FDA 21 CFR 820 бөлімі | АҚШ | Дизайнды бақылау, процесті валидациялау (IQ/OQ/PQ), партияны бақылау |
| ЕО MDR 2017/745 | Еуропа | Техникалық құжаттар, материалдық сертификаттар, тәуекелдерді басқару (ISO 14971) |
| PMDA / MHLW | Жапония | Өндірушіні тіркеу, JIS сәйкес сертификаттар |
| TGA | Австралия | Негізгі қағидаттар, биоүйлесімділіктің қысқаша мазмұны |
NOBLE осы стандарттарға сәйкес келеді. Сіздің бөлшектеріңіз аудиттен тезірек өтеді.
Біз қызмет ететін салалар
Медициналық қолданбалар
Медициналық экзоскелет пациенттерге жарақаттан немесе аурудан кейін қозғалғыштығын қалпына келтіруге көмектеседі. Бұл құрылғыларға дәл буындар мен ыңғайлы байланыс нүктелері қажет. NOBLE машинасының екі мақсатқа да арналған компоненттері. Тегіс беткі қабат ұзақ уақыт тозу кезінде терінің тітіркенуіне жол бермейді. Тығыз төзімділік буын қозғалысын тұрақты және табиғи ұстайды. Нәтижесінде қалпына келтіруді қолдайтын қауіпсіз, сенімді құрылғы пайда болады.
Клиникалық экзоскелеттерге де бірдей талаптар қойылады. Олар зарарсыздандырудан және қайталап пайдаланудан өтеді. Әрбір құрылғының спецификацияға сәйкес келуін қамтамасыз ету үшін біз дәлелденген процестері бар сертификатталған серіктеске сүйенеміз.
Өнеркәсіптік және әскери қолданбалар
Өнеркәсіптік экзоскелет зауыттарда жарақат алу қаупін азайтады. Жұмысшылар оларды ауыр жүктемелерді күш түсірмей көтеру үшін киеді. Әскери нұсқалары сарбаздарға жабдықтарды ұзақ қашықтыққа тасымалдауға көмектеседі. Екеуіне де ауыр пайдалану кезінде шыдайтын берік, жеңіл бөлшектер қажет. NOBLE бұл жұмыстар үшін алюминий мен титанды пайдаланады. Дизайнды оңтайландырудан алынған күрделі геометриялар ешқандай проблема тудырмайды. Нәтижесінде пайдаланушыға салмақ түсірмейтін берік қаңқа пайда болады.
Біздің кешенді тәсіліміз
Дизайнды қолдау және прототиптеу
Жақсы дизайн кейінірек шығындарды азайтады. NOBLE инженерлерге кесуге арналған материалдар мен мүмкіндіктерді таңдауға көмектеседі. Біз төзімділікті, әрлеу қажеттіліктерін және драйверлердің құнын ерте қарастырамыз. Прототиптеу тез жүреді. Толық өндіріске дейін сіз нақты бөлшектердің сәйкестігін және жұмыс істеуін тексересіз. Бұл өзгерістер арзан және жылдам болған кезде мәселелерді шешеді.
Өндіріс, құрастыру және сапа кепілдігі
Дизайн бекітілгеннен кейін біз өндірісті бастаймыз. Біздің машиналарымыз әр цикл сайын бірдей бағдарламаны орындайды. Әрбір бөлшек біріншісіне сәйкес келеді. Біз құрастыру алдында әрбір бөлшекті тексереміз. Содан кейін бәрін біріктіріп, соңғы бөлікті тексереміз. Сапа жазбалары әрбір тапсырыспен бірге сақталады. Бұл сізге шикізаттан дайын өнімге дейін толық бақылауды қамтамасыз етеді.
Экзоскелеттік CNC өңдеу медициналық және өнеркәсіптік экзоскелеттерге қажет дәл, берік, жеңіл бөлшектерді жеткізеді. Материалды таңдау, дизайн шешімдері және процесті таңдау - бұл пішіннің өнімділігі мен құны. Басқа ешқандай әдіс CNC жұмысының дәлдігіне, қайталануына және дизайн еркіндігіне тең келмейді. Сондықтан өңдеу және роботтық қолдану қажеттіліктерін түсінетін серіктесті таңдау өте маңызды. Болашаққа көз жүгіртсек, гибридті өндіріс, жасанды интеллект негізіндегі құралдар жолын оңтайландыру және озық материалдар салмақты азайтып, бетінің сапасын арттырады. Келесі экзоскелетіңізді жасауға дайынсыз ба? CNC өңдеу қажеттіліктеріңіз туралы бүгін NOBLE компаниясымен сөйлесіңіз.
Экзоскелеттік CNC өңдеу бойынша жиі қойылатын сұрақтар
Экзоскелеттік CNC өңдеу не үшін қолданылады?
Ол киюге болатын роботтарға қажетті бөлшектерді дәл жасайды. Қосқыштар, жақтаулар, кронштейндер және корпустардың барлығы осы процестен алынады. Медициналық құрылғылар оны адамдардың қалпына келуіне және қозғалуына көмектесу үшін пайдаланады. Өнеркәсіптік және әскери жүйелер оны жүктерді тасымалдау және жарақаттардың алдын алу үшін пайдаланады. Бұл әдіс әрқашан өзгеріссіз қалатын қатаң төзімділік пен нәтижелер береді.
Экзоскелет бөлшектері үшін қандай материалдар ең жақсы жұмыс істейді?
Бұл жұмысқа байланысты. 5 және 23 дәрежелі титан жүк көтергіш қосылыстар үшін жақсы жұмыс істейді. 6061 және 7075 алюминий рамалар үшін жақсы. Көміртекті талшық салмақты үнемдейді, бірақ кесу қиын. PEEK және Delrin сияқты пластмассалар интерфейстерді өңдейді және амортизаторларды сіңіреді. Әрбір таңдау құнына, кесудің қаншалықты оңай екеніне және әрлеу қажеттіліктеріне әсер етеді.
Неліктен экзоскелеттерді өңдеу 3 осьті өңдеуге қарағанда 5 осьті өңдеуден жақсы?
Бес осьті станоктар корпус пішінді бөлшектерді бір орнатуда кеседі. Бөлшек қысқыш күйінде қалады, сондықтан оны жылжыту кезіндегі қателіктер жойылады. Үш осьті жұмыс көптеген орнатуларды қажет етеді, ал қабаттастыру қателіктері тесікті төзімділіктен шығаруы мүмкін. Бес осьті станоктар қарапайым станоктар қол жеткізе алмайтын астыңғы кесіктер мен қуыс каналдарға да жетеді.
Экзоскелеттік CNC өңдеу кезінде төзімділік қаншалықты тығыз болуы мүмкін?
Тегістеу әдетте ±0.005 мм және мүмкіндігінше ±0.001 мм жетеді. CNC фрезерлеу әдетте ±0.025 мм және мүмкіндігінше ±0.005 мм ұстайды. Сым EDM ±0.0001 дюйм немесе одан жоғары болғанда тығызырақ болады. Қозғалысты тегіс және туралауды сақтау үшін қосылыс интерфейстері мен жетек бекіткіштері осы сандарды қажет етеді.
CNC өңдеу және 3D басып шығару бірге жұмыс істей ала ма?
Иә, және олар жиі жасайды. Indego жобасы әзірлеу кезінде екеуін де пайдаланды. CNC жасалған арматуралар мен дәл металл бөлшектер. Қоспа өндірісі күрделі пішіндер мен тапсырыс бойынша жұмыстарды өңдеді. Бұл комбинация сынақты жылдамдатады және дизайнерлерге толық өндіріс басталғанға дейін нақты бөлшектерді сынап көруге мүмкіндік береді.
Медициналық экзоскелеттерге қандай беткі әрлеу қажет?
Теріге тиетін жерлер ыңғайлылық пен оңай тазалау үшін төмен Ra қажет. Ішкі кронштейндер ешкім оларға тимегендіктен орташа өңдеуді пайдалана алады. Біріктірілген интерфейстер үйкеліс пен тозуды азайту үшін төмен Ra қажет. Медициналық бөлімшелер үшін жылтырату, анодтау және моншақпен өңдеу - кең таралған өңдеуден кейінгі қадамдар.
Өңдеуші серіктес қандай сертификаттарға ие болуы керек?
Жалпы сапа менеджменті үшін ISO 9001:2015 стандартын іздеңіз. ISO 13485:2016 медициналық құрылғылар үшін ең маңызды. Ол дизайнды бақылауды, өндірісті және тексеруді қамтиды. FDA 21 CFR 820 бөлігі және EU MDR 2017/745 сияқты аймақтық ережелер де қолданылуы мүмкін. Бұл стандарттар серіктес бақыланатын, бақыланатын цехты басқаратынын көрсетеді.
Экзоскелеттік CNC өңдеу құнын қалай төмендетуге болады?
Орнату және құралды ауыстыру санын азайтыңыз. Бес осьті өңдеу бөлшекті қысып ұстайды, бұл уақыт пен еңбекті үнемдейді. Беріктік, салмақ және өңдеу мүмкіндігін теңестіретін материалдарды таңдаңыз. Маңызды емес кронштейндердегі төзімділікті босатыңыз. Өндірістік қолайлылық үшін жақсы дизайн маңызды жерде дәлдікті жоғалтпай, шығындарды азайтады.
