Waarom CNC-bewerking belangrijk is voor robots met een fysiek lichaam
Als je die robots met een fysiek lichaam vlak voor je neus salto's ziet maken, maak je je dan wel eens zorgen dat ze uit elkaar vallen of defect raken? Gewrichten buigen. Armen strekken zich uit. De hele constructie ondervindt echte krachten: zwaartekracht, inertie en impact.
De hardware moet dus stevig, licht en nauwkeurig zijn.
Voor prototyping en kleine tot middelgrote series zijn er twee processen die de boventoon voeren: CNC-bewerking en plaatbewerking. Beide zijn toegankelijk en produceren snel echte onderdelen. Maar ze dienen verschillende doelen.
Deze twee processen zijn ook erg belangrijk voor het maken van robots met een fysiek lichaam. Vervolgens laat ik je stap voor stap zien hoe CNC-bewerking en plaatbewerking samenwerken om een robot met een fysiek lichaam te bouwen.
CNC-gefreesde componenten (de precisiekern)
Sommige onderdelen bepalen de prestaties van de robot. Ze dragen de lasten. Ze zorgen voor de nauwkeurigheid. Zonder hen raakt de hele machine ontregeld en valt hij uit.
Gezamenlijke huisvesting
Je vindt ze bij de schouders, heupen, knieën en enkels. Elk ervan kan de volledige kracht van een zwaaiende ledemaat of een verandering van lichaamshouding opvangen. De behuizing vereist nauwkeurige boringen. De lagers passen er precies in. De afdichtingen zitten concentrisch ten opzichte van de roterende as.
Tenzij de klant specifieke eisen heeft, gebruiken we doorgaans 6061 of 7075 aluminium voor de productie van deze onderdelen. 5-assige CNC-bewerking is de beste methode. Het gereedschap kan ondersnijdingen en schuine vlakken in één bewerking bereiken. Een ervaren machinist kan hetzelfde onderdeel echter ook op een 3-assige freesmachine maken. Dit vereist alleen meerdere bewerkingen, meer opspanning en een zorgvuldige herkalibratie van de referentiepunten. De 5-assige bewerking is sneller en nauwkeuriger. De 3-assige bewerking is goedkoper voor kleine series.
Roterende transmissieassen
Deze onderdelen draaien. Ze brengen koppel over van een motor naar een gewricht. De geometrie is een beetje complex. Lagerpennen vereisen een nauwkeurige diametercontrole. Splines of spiebanen brengen rotatie over zonder slippen. De schroefdraaddelen houden de borgmoeren of poelies vast. Veel assen hebben ook interne doorvoergaten. Draden voor sensoren of stroom lopen dwars door het midden van de roterende assemblage.
We gebruiken CNC-draaibanken met aangedreven gereedschap om deze assen te maken. De draaibank doet het zware werk van het draaien van de buitendiameters. Aangedreven gereedschap freest de vlakken, boort de kruisgaten en snijdt de spiebanen zonder dat het werkstuk van de spindel hoeft te worden verwijderd. Bij complexe assen is een vijfassig draai-freescentrum meestal de beste optie. Deze machines kunnen excentrische vormen en hoekpoorten in één opspanning bewerken.
Het materiaaltraject is hier cruciaal. Allereerst moet de as ruw bewerkt worden. Zorg ervoor dat je de kritische diameters op voorraad hebt. Stuur het materiaal vervolgens naar de warmtebehandeling. De gewenste hardheid varieert van HRC 45 tot 60, afhankelijk van de legering en de slijtagebestendigheid. Na de warmtebehandeling is het tijd om de lagertappen en afdichtingsvlakken fijn te slijpen. Slijpen vereist een hoge precisie bij gehard staal, iets wat met draaien niet te evenaren is. Het resultaat is een as die soepel draait, weinig slijt en net zo lang meegaat als de robots zelf.
Rompchassis (hoofdmontageplaat)
Dit is de ruggengraat van de robot. Alles is erop aangesloten: computers, batterijen, actuatoren, kabelmanagementsystemen. De plaat zorgt voor vlakke, parallelle referentieoppervlakken. Als de plaat verbogen of verdraaid raakt, zal niets anders meer goed uitgelijnd zijn. Je robots zullen dan scheef komen te staan.
We maken dit van een aluminium plaat. De dikte varieert tussen de 12 en 25 millimeter, afhankelijk van de grootte en constructie van de robot. Het bewerkingsproces is eenvoudig, maar wel een beetje een zware klus. Er zijn honderden schroefgaten, die allemaal tot op de millimeter nauwkeurig geboord en getapt moeten worden. Als je een gat op de verkeerde plek in een plaat boort, kan dat je veel geld kosten. Bedrijven gebruiken CNC-bewerkingscentra met meetcycli om de positie van de gaten te controleren voordat ze gaan tappen.
Kleine precisieonderdelen
Niet elk onderdeel is een structureel schot. Sommige onderdelen zijn piepklein. Die vereisen andere machines en een andere denkwijze.
Vingerbotjes en handgewrichten zijn klein, complex en talrijk. Een menselijke hand kan zo'n vijftien tot twintig beweegbare gewrichten hebben. Elk gewricht heeft lageroppervlakken, draaigaten en kabelgeleiders. Zwitserse draaibanken zijn in dit geval de perfecte keuze. Ze gebruiken machines om lange, dunne onderdelen met uitzonderlijke concentriciteit uit stafmateriaal te snijden. Voor nog kleinere onderdelen zijn microfreesmachines de aangewezen oplossing. De gereedschappen die we gebruiken hebben een diameter van minder dan één millimeter. De voedingssnelheid wordt gemeten in micrometers per tand.
Het bewerken van flexibele kracht-/koppelsensoren is een heel andere uitdaging. Dit zijn dunwandige, elastische structuren. Ze zijn een beetje vervormbaar onder druk. Rekstrookjes meten die vervorming. Het onderdeel moet elke keer perfect terugveren. Als er te veel materiaal is, kan de sensor ongevoelig worden. Hij meet gewoon niet genoeg om de vervorming permanent te maken. Als je deze onderdelen uit aluminium of 17-4PH roestvrij staal bewerkt, moet je zorgvuldig omgaan met de gereedschapspadcontrole. Elke snijspoor wordt een spanningsconcentratie. Veel bedrijven gooien de helft van hun eerste batch weg als ze dit ontdekken.
Lagerhouders en encoderbevestigingen zijn eenvoudiger, maar nog steeds nauwkeurig. Ze positioneren de lagers axiaal. Ze houden de encoderleeskoppen op exact de juiste afstand van elkaar. Toleranties zijn belangrijk, maar de geometrie is meestal vrij eenvoudig.
Ontwerpregels voor CNC-bewerking (opsomming)
Wil je weten wat ik ervan vind? Waar moet je extra op letten? Ik heb een paar punten op een rijtje gezet waarvan ik hoop dat ze nuttig zijn.
- Probeer nauwe, smalle uitsparingen zoveel mogelijk te vermijden. Elke uitsparing die meer dan vier keer zo diep als breed is, vormt een probleem. Spanen worden dan niet gemakkelijk afgevoerd. De koelvloeistof kan de snijzone niet bereiken. Lange, dunne freesgereedschappen kunnen gaan trillen of breken. Herontwerp het onderdeel of voeg een doorlopend gat toe om de afvoer van spanen te vergemakkelijken.
- Gebruik gewoon standaard freesradii voor binnenhoeken, oké? De meest voorkomende radii zijn 1.5 mm, 3 mm en 6 mm. Deze passen bij standaardgereedschappen. Als je een niet-standaard radius hebt, bijvoorbeeld 4.2 mm, dan moet de werkplaats een gereedschap op maat slijpen of meerdere bewerkingen uitvoeren om de hoek te bewerken. Beide opties brengen extra kosten en levertijd met zich mee.
- Specificeer nauwe toleranties alleen wanneer dat echt nodig is. Een lagerpen of een tandwielmontageoppervlak heeft echt een tolerantie van ±0.005 mm nodig. Een cosmetisch buitenprofiel niet. Veel ontwerpers hanteren nauwe toleranties voor elke afmeting. Dat leidt uiteindelijk alleen maar tot hogere kosten zonder dat de functionaliteit verbetert. Wees dus voorzichtig met wie je kiest.
- Het idee is om te ontwerpen met zo min mogelijk insteltijden. Telkens wanneer we een onderdeel van de machine halen en opnieuw monteren, neemt de nauwkeurigheid af en de cyclustijd toe. Als een onderdeel in één of twee opstellingen bewerkt kan worden, kost het de helft minder dan een onderdeel dat vijf opstellingen nodig heeft. Oriëntatiekenmerken zijn slechts vanuit één richting toegankelijk. Probeer ondersnijdingen te vermijden, tenzij het echt noodzakelijk is. Ontwerp voor de machine, niet alleen voor de functie.
Plaatmetaalbewerking Onderdelen (Het lichtgewicht frame)
Robots met een eigen lichaam zijn zeer complex, maar er zijn nog steeds onderdelen die stijf, lichtgewicht en goedkoop moeten zijn. Dit is waar plaatmetaal echt van pas komt. Het wordt gebruikt om de huid en secundaire structuren van de robot te maken.
Rompbehuizingen en -panelen
Denk aan zijpanelen, achterkappen en bovenplaten. Deze houden stof buiten en kabels op hun plaats. Ze zorgen er ook voor dat de robot er afgewerkt uitziet. We weten allemaal dat een wirwar van draden die aan een prototype hangt een doorn in het oog is.
We gebruiken een lasersnijder om onze producten te maken. De machine snijdt vlakke platen uit 1.5 tot 2 millimeter dikke aluminiumplaten. Er zijn gaten voor luchtcirculatie en uitsparingen voor kabeldoorvoeren. Vervolgens gaat het onderdeel naar een kantbank. De kantbank buigt, flenzen en vormt het 3D-ontwerp.
PEM-moeren zijn hier een standaardonderdeel. Dit zijn insteekmoeren met schroefdraad. Een werkplaats monteert ze na het buigen. De moer ligt vlak met het plaatoppervlak. Nu kunt u een dunne aluminium plaat met een stalen bout gebruiken zonder de schroefdraad te beschadigen. Kinderspel. Het werkt perfect.
Been- en armverbindingen
De ledematen van een robot met een fysiek lichaam hoeven niet van massief metaal te zijn. C-profielen en gesloten dozen werken prima. Beide worden gemaakt van gebogen plaatmetaal.
Een veelgebruikte methode maakt gebruik van twee U-profielen. Elk profiel is een eenvoudige gebogen vorm. Een monteur plaatst ze rug aan rug en klinkt de flenzen aan elkaar. Het resultaat is een gesloten kokerprofiel. Stijf in buiging. Stijf in torsie. Licht omdat het meeste materiaal zich aan de buitenkant bevindt. Dit is hetzelfde principe als een I-balk of een fietsframebuis.
Deze plaatstalen verbindingsstukken worden met bouten of klinknagels rechtstreeks aan de machinaal bewerkte verbindingshuizen bevestigd. Het huis zorgt voor de nauwkeurige lageroppervlakken. Het plaatstalen verbindingsstuk zorgt voor de structurele ondersteuning. Elk materiaal doet waar het het beste in is.
Batterijbehuizingen
Lithium-ioncellen hebben bescherming nodig. Een gaatje kan brand veroorzaken. Een deuk kan kortsluiting veroorzaken. Batterijbehuizingen zijn eigenlijk gewoon gebogen dozen met afneembare deksels. Het plaatmetaal biedt bescherming tegen stoten. Het voorkomt ook dat de cellen tijdens onderhoud per ongeluk in contact komen met gereedschap of vuil.
Ontwerpers hebben gebogen lipjes aan deze behuizingen toegevoegd. Deze lipjes hebben gaten die precies in de schroefdraad van het chassis passen. Een paar schroeven houden het hele accupakket op zijn plaats. Het verwijderen duurt slechts enkele seconden. Het terugplaatsen is kinderspel. De metalen behuizing is wat eenvoudig, maar hij werkt gewoon en betrouwbaar.
Bevestigingsbeugels voor elektronica
Sensoren en printplaten hebben een plek nodig. Bevestigingssystemen hoeven niet ingewikkeld te zijn. Eenvoudige L-beugels en Z-beugels werken prima. Ze worden gebruikt voor camera's, LiDAR-systemen en microcontrollers.
Het proces is behoorlijk snel. Je maakt een vlak sjabloon van een aluminiumplaat van 1 tot 1.5 mm dik. Buig het vervolgens op een zetbank. Klaar. De doorlooptijd wordt gemeten in dagen, niet in weken. Deze snelheid is cruciaal bij de eerste versie van een product. Moet je een sensor verplaatsen? Ontwerp een nieuwe beugel. Knip hem uit. Buig hem. Test het. De hele cyclus duurt een middag.
Voetplaten (vereenvoudigde versie)
De voetplaat is het onderdeel dat de grondreactiekrachten overbrengt op de beenconstructie. De basisversie is gewoon een platte plaat.
Waterstraalsnijden is hier de beste optie. Er is geen door hitte beïnvloede zone. Geen ruwe randen die nabewerking vereisen. De plaat blijft vlak en spanningsvrij. Na het snijden boort en tapt een werkplaats de montagegaten voor de kracht-/koppelsensor.
Onze ingenieurs gebruiken doorgaans verenstaal in plaats van aluminium vanwege de hogere duurzaamheid. De plaat buigt een beetje onder druk, maar keert daarna terug naar zijn oorspronkelijke vorm. Hierdoor gaat hij langer mee voordat er scheuren ontstaan. De keerzijde is het gewicht en de corrosiebestendigheid. Verenstaal is zwaarder en zal roesten als het niet gecoat is.
Ontwerpregels voor plaatmetaalbewerking
Deze regels helpen om de produceerbaarheid van onderdelen te waarborgen. Als je je er niet aan houdt, kan een werkplaats je terugbellen en om aanpassingen vragen of meer kosten in rekening brengen.
- Zorg ervoor dat de diameter van het gat minstens zo groot is als de materiaaldikte. Je moet ervoor zorgen dat er minstens een gat van 1 mm in elke plaat van 1 mm dikte zit. Voor kleinere gaten zijn speciaal gereedschap of extra boorgaten nodig. Beide brengen extra kosten met zich mee.
- Zorg ervoor dat u de afstand tussen het gat en de buiging aanhoudt. De vuistregel is 2.5 keer de materiaaldikte plus de buigradius. Als u een gat te dicht bij een buiging maakt, zal het vervormen. Het materiaal rekt uit bij de buiging. Het gat krijgt dan een ovale vorm. De bevestigingsmiddelen passen er dan niet meer in.
- Het ontwerp moet een flenshoogte hebben die minstens vier keer de materiaaldikte is. Als de flens te kort is, kan deze niet nauwkeurig worden gevormd. De matrijs van de kantbank heeft voldoende materiaal nodig om grip te hebben. Korte flenzen missen bovendien stijfheid; ze wiebelen onder belasting.
- Voeg afgeronde hoeken toe aan de binnenhoeken. Scherpe hoeken kunnen veel druk op een oppervlak uitoefenen. Bij een gebogen onderdeel is een scherpe binnenhoek een potentiële bron van scheuren. Een afronding verdeelt de belasting. Het onderdeel gaat daardoor langer mee. Deze regel geldt zowel voor het vlakke model als voor de uiteindelijke gevormde vorm.
- Ter informatie: het is belangrijk om de buigrichting ten opzichte van de materiaalstructuur te specificeren, vooral bij aluminium. Plaatmetaal heeft een nerfrichting die afkomstig is van de walserij. Buigen dwars op de nerf maakt het materiaal sterker. Buigen met de nerf mee kan leiden tot scheuren aan de buitenkant van de buiging. Ervaren ontwerpers zullen dit op de tekening aangeven. Als u onervaren bent, zult u dit waarschijnlijk pas leren nadat uw eerste serie onderdelen is mislukt.
Hybride assemblages (bewerkt + gevormd)
Het is onmogelijk om een complete robot met slechts één productieproces te bouwen. Het proces is extreem complex, maar onze algemene aanpak is om CNC-bewerking te gebruiken voor onderdelen waar precisie en sterkte cruciaal zijn, en plaatbewerking voor onderdelen waar gewicht en kosten belangrijker zijn. Vervolgens assembleren we deze onderdelen.
Constructiepatroon van de poot
Bekijk eens een robotbeen, van heup tot voet. Het heeft drie gewrichten: de heup, de knie en de enkel. Elk gewricht vereist een gefreesde behuizing. De lagerboringen moeten concentrisch zijn. De montagevlakken moeten parallel zijn. De afdichtingsgroeven moeten schoon zijn. Dit is het domein van CNC-bewerking.
Laten we nu de verbindingen tussen die gewrichten bekijken. Dijbeen. Kuit. Dit zijn lange, structurele lichamen. Ze moeten over hun hele lengte stijf zijn. Ze hoeven echter niet de dichtheid van een massief aluminium blok te hebben. Plaatmetalen profielen zijn hiervoor ideaal. Een U-profiel of een gesloten kokerprofiel biedt buigstijfheid bij een fractie van het gewicht.
De monteur bevestigt de gefreesde behuizing met bouten of klinknagels aan het plaatstalen profiel. De behuizing houdt vervolgens de nauwkeurige verbinding op zijn plaats. Het profiel houdt de twee behuizingen op een vaste afstand van elkaar. Elk onderdeel doet zijn werk. Samen vormen ze een eenheid.
Constructiepatroon van de romp
De romp is ontworpen volgens een vergelijkbare logica, maar met andere verhoudingen.
Een centrale ruggengraatplaat, gefreesd uit één stuk metaal, loopt door het midden. Deze vormt de stijve basis. Actuatoren worden er direct op gemonteerd. Computers en batterijen worden aan de oppervlakken vastgeschroefd. De ruggengraatplaat moet vlak, sterk en nauwkeurig geboord zijn. CNC-frezen uit een dikke aluminium plaat is hiervoor de juiste methode.
Rond deze dichte kern worden zij-, voor- en achterpanelen van plaatstaal aangebracht. Deze panelen dienen twee doelen. Ten eerste omsluiten ze de interne componenten. Er zijn geen blootliggende draden. Ten tweede voorkomen ze dat vingers in bewegende onderdelen prikken. Ten derde verhogen ze de torsiestijfheid. Een gesloten doos van plaatstaal is veel beter bestand tegen verdraaiing dan een enkele platte plaat.
Deze combinatie is efficiënt. Een gefreesde kern kan geconcentreerde belastingen en precisie-interfaces aan. Een plaatstalen omhulsel kan grote oppervlakken en behuizingseisen aan. Samen wegen en kosten ze minder dan een volledig gefreesde romp.
Handconstructiepatroon
Hoewel de handen klein zijn, blijft het patroon consistent.
De precieze details worden gerealiseerd door CNC-gefreesde, in de robot geïntegreerde metalen vingerbotten. Er zijn penopeningen voor de gewrichten, kabelgeleiders voor de pezen en vlakke oppervlakken voor de bevestiging van de verbindingsstukken. Hoewel elk botje klein is, zijn de toleranties zeer nauw. Deze kunnen in grote aantallen worden geproduceerd met behulp van een Zwitserse draaibank of een microfrees.
De handpalm kan worden opgebouwd uit dunne metalen plaatjes met gebogen flenzen. Deze vormen de gebogen vorm van de handpalm en bieden tevens aanhechtingspunten voor de vingerbotten.
Kleine klinknagels of schroeven houden de constructie bij elkaar. De machinaal bewerkte vingerbotten draaien op precisiepinnen. De handpalm van plaatmetaal biedt ondersteuning. Het resultaat is een hand die soepel beweegt, weinig weegt en veel goedkoper is dan een volledig machinaal vervaardigd alternatief.
CNC Machining versus plaatbewerking
Mensen vragen zich af welke methode beter is. Dat is de verkeerde vraag. Elk proces lost een ander probleem op. De onderstaande tabel laat zien hoe ze van elkaar verschillen.
| Aspect | CNC Machining | Sheet Metal Fabrication |
| Best voor | Lagerboringen, precisiegaten met schroefdraad, complexe 3D-geometrie. | Platte of gebogen platen, eenvoudige beugels, behuizingen en constructieve bekledingen. |
| Typisch volume | Kleine oplage. 1 tot 100 stuks. | Laag tot gemiddeld volume. 10 tot 500 stuks. |
| Gereedschapskosten | Geen. Geen mallen of matrijzen. | Laag. Eenvoudige kantbank. Lasersnijden vereist geen speciaal gereedschap. |
| Kosten per onderdeel | Hoog. De materiaalverspilling is aanzienlijk. | Laag tarief voor series van 10 of meer stuks. |
| Doorlooptijd (prototypes) | 1 tot weken 2. | 3 tot 7 dagen. |
| Sterkte-gewichtsverhouding | Goed, maar wel compact. | Uitstekend. Dun materiaal draagt de belasting efficiënt. |
| Geometrische complexiteit | Zeer hoog. Ondersnijdingen, diepe holtes, samengestelde hoeken. | Laag. Beperkt tot buigbare vormen. |
Wanneer kiest u voor CNC-bewerking?
Kies CNC-bewerking voor onderdelen die lagerboringen vereisen. Deze boringen moeten perfect rond zijn en tot op enkele microns nauwkeurig de gewenste afmeting hebben. Kies het voor precisiegaten met schroefdraad die exact aansluiten op de bijbehorende componenten. Kies het voor complexe driedimensionale geometrieën die niet met een vlakke plaat kunnen worden benaderd. Een koppelingsbehuizing. Een sensorbeugel met samengestelde hoeken. Een op maat gemaakt tandwiel.
De opstartkosten zijn laag. Er hoeft geen gereedschap te worden aangeschaft. De kosten per onderdeel zijn echter hoog. Een bewerkt onderdeel begint als een massief blok. Het grootste deel van dat blok wordt in de fabriek tot spanen verwerkt. Voor productieseries van één tot honderd onderdelen is deze afweging zinvol. Voor grotere volumes gaan we echter op zoek naar andere methoden.
Wanneer moet je kiezen voor plaatbewerking?
Kies CNC-bewerking voor robotonderdelen die lagerboringen vereisen. Deze boringen moeten perfect rond zijn en tot op enkele microns nauwkeurig. Kies het ook voor precisiegaten met schroefdraad die exact aansluiten op de bijbehorende componenten. Kies het voor complexe driedimensionale geometrieën die niet met een vlakke plaat kunnen worden benaderd. Een gewrichtsbehuizing. Een sensorbeugel met samengestelde hoeken. Een op maat gemaakt tandwiel.
De opstartkosten zijn laag. Er hoeft geen gereedschap te worden aangeschaft. De kosten per onderdeel zijn echter hoog. Een bewerkt onderdeel begint als een massief blok. Het grootste deel van dat blok wordt in de fabriek tot spanen verwerkt. Voor productieseries van één tot honderd onderdelen is deze afweging rendabel. Bij grotere volumes worden echter andere methoden overwogen.
Overwegingen met betrekking tot kosten en doorlooptijd
De doorlooptijd voor CNC-gefreesde prototypes bedraagt 1-2 weken. Het knelpunt zit hem in de programmering en de instelling. Zodra de machine draait, produceert deze snel onderdelen. Elk onderdeel vereist echter een aanzienlijke hoeveelheid machinetijd. De hoge kosten per onderdeel weerspiegelen dit.
Plaatbewerking gaat sneller. Het proces duurt drie tot zeven dagen, van tekening tot afgewerkt onderdeel. Lasersnijden is snel. Buigen gaat ook snel. Bij bestellingen van tien of meer stuks dalen de kosten per stuk aanzienlijk. Het eerste onderdeel duurt even lang als het tiende.
De hybride aanpak is de meest kosteneffectieve oplossing voor complete robots. De precisiegewrichten worden machinaal vervaardigd. De structurele schakels worden gevormd. Deze worden vervolgens met bouten aan elkaar bevestigd. De totale kosten zijn lager dan die van een volledig machinaal vervaardigde robot. Het totale gewicht is ook lager dan dat van een volledig van plaatmetaal gemaakte robot. Wie beide processen beheerst, kan sneller betere machines bouwen.
Kies NOBLE voor belichaming robot fabricage
Wie Wij Zijn
NOBLE is een bedrijf gespecialiseerd in precisie-CNC-bewerking. We hebben ruime ervaring in de productie van robotica, automatisering en medische apparatuur.
Wij overbruggen de kloof tussen prototyping en productie. Veel bedrijven specialiseren zich ofwel in eenmalige projecten ofwel in massaproductie. Wij doen beide. We produceren kleine series voor testdoeleinden. Daarnaast verzorgen we ook middelgrote series, van 1 tot meer dan 1,000 stuks. We gebruiken dezelfde machines voor beide. Dezelfde kwaliteitsnormen. We besteden dezelfde aandacht aan details.
Kernbewerkingsmogelijkheden
CNC frezen
Wij bieden CNC-frezen met drie, vier en vijf assen aan . We hanteren toleranties van ±0.005 mm (±0.0002 inch) voor kritische onderdelen. Dankzij onze hogesnelheidsbewerkingsmogelijkheden kunnen we aluminium en dunwandige componenten verwerken zonder trillingen of vervorming.
CNC Draaien
We beschikken over aangedreven draaibanken met Y-asfunctionaliteit. Zwitserse automatische draaibanken worden gebruikt voor kleine, complexe onderdelen. Deze worden ingezet voor vingerbotjes, micro-assen en sensorcomponenten. De Zwitserse draaibank bewerkt stafmateriaal en produceert afgewerkte onderdelen in één cyclus.
Ondersteunende Processen
Zowel vlakslijpen als cilindrisch slijpen levert een afwerking van lagerkwaliteit op. Op geslepen oppervlakken bereiken we een Ra-waarde van 0.4 micrometer of beter.
Warmtebehandeling wordt intern of via gekwalificeerde partners uitgevoerd. Wij bieden gloeien, harden en spanningsarm maken aan. NOBLE beheert zowel het proces als de documentatie.
Nabewerking omvat de afwerking het ontbramen, anodiseren (transparant en Type III harde coating), passiveren van roestvrij staal en trommelpolijsten om een uniforme oppervlaktestructuur te creëren.
Technische Specificaties
ISO 9001:2015
NOBLE heeft een certificering voor kwaliteitsmanagementsystemen behaald, die garandeert dat alle processen, van productie en inspectie tot verzending, worden beheerd volgens vastgestelde normen. De ISO 9001:2015-certificering garandeert de constante kwaliteit, traceerbaarheid en continue verbetering van onze onderdelen. Dit betekent dat onze klanten er zeker van kunnen zijn dat ze altijd onderdelen ontvangen die aan de specificaties voldoen.
ISO 13485:2016
Naast onze ISO 9001-certificering hebben we ook een certificering behaald voor het beheer van de productie van medische hulpmiddelen. Dit is met name relevant in de context van robotchirurgische instrumenten, medische exoskeletten en revalidatierobots. De norm vereist strengere documentatie, een formeler risicomanagement en een grondigere procesvalidatie dan ISO 9001 alleen. Wij voldoen aan al deze eisen.
FAQ
Welke soorten robotonderdelen zijn het meest geschikt voor CNC-bewerking in plaats van 3D-printen of plaatbewerking?
Verbindingshuizen. Draaiassen. Elk onderdeel dat lagerboringen of nauwe toleranties in de orde van ±0.005 mm vereist. Deze onderdelen dragen belastingen en positioneren bewegende componenten. 3D-printen is geschikt voor complexe, licht belaste beugels waarbij sterkte van ondergeschikt belang is. Plaatmetaal is geschikt voor behuizingen en structurele verbindingen met een eenvoudige geometrie.
Welke materialen worden aanbevolen voor structurele onderdelen van robots?
Aluminium 6061-T6 is de meest gebruikte soort. Goede sterkte. Gemakkelijk te bewerken. Redelijke prijs. Voor een hogere sterkte is 7075-T6 de beste keuze. Het laat zich goed bewerken, maar is duurder. Voor verbindingshuizen die oppervlaktehardheid en slijtvastheid vereisen, wordt 17-4PH roestvrij staal veel gebruikt. Het kan door warmtebehandeling een hoge sterkte bereiken en is bestand tegen vreten. Voor lichtgewicht, niet-metalen componenten werken PEEK en Delrin (acetal) goed. Ze zijn stijf, stabiel en bewerkbaar. Geen problemen met corrosie.
Hoe maken mensen de keuze tussen CNC-bewerking en plaatbewerking voor een bepaald onderdeel?
Een eenvoudige regel is in de meeste gevallen van toepassing. Als het onderdeel lagerboringen, een complexe driedimensionale geometrie of nauwe toleranties vereist, kies dan voor machinale bewerking. Als het onderdeel een vlakke of gebogen plaat is met bevestigingsgaten en geen precisie-interfaces, kies dan voor plaatmetaal. Wanneer een onderdeel beide soorten kenmerken heeft, wordt het vaak als een assemblage ontworpen. Machinaal de precisiekern. Vorm de plaatmetalen schaal. Bout ze aan elkaar.
Welke ontwerpkenmerken verhogen de kosten van een machinaal bewerkt onderdeel?
Diepe, smalle holtes zijn problematisch. Wanneer de holtediepte meer dan vier keer de diameter van het gereedschap bedraagt, wordt de spaanafvoer moeilijk. Gereedschapsbreuk wordt dan waarschijnlijk. De cyclustijd neemt aanzienlijk toe.
Scherpe binnenhoeken vormen een ander probleem. Een haakse binnenhoek vereist speciaal gereedschap of een nabewerking. Een afgeronde hoek kan met een standaard vingerfrees worden gefreesd. Het is aan te raden om waar mogelijk afrondingen aan te brengen.
Onnodig strakke toleranties op elk onderdeel drijven de kosten op zonder toegevoegde waarde. Een lagerboring heeft een tolerantie van ±0.005 mm nodig, een buitenprofiel niet. Specificeer strakke toleranties alleen waar de functie dit vereist.
Kunnen mensen onderdelen voor medische robots of chirurgische instrumenten van NOBLE maken?
Ja. NOBLE is ISO 13485:2016 gecertificeerd. Dit is de kwaliteitsnorm voor medische hulpmiddelen. Het toont onze capaciteit aan om componenten voor toepassingen in de gezondheidszorg te bewerken. Voor deze opdrachten hanteren we volledige traceerbaarheid. Materiaalcertificaten. Inspectierapporten. Procesdocumentatie. Klanten ontvangen een compleet pakket dat geschikt is voor indiening bij regelgevende instanties.
Wat is het kwaliteitscontroleproces?
Tijdens het bewerken vinden tussentijdse inspecties plaats. Operators controleren kritieke kenmerken met vaste tussenpozen. Ze registreren de resultaten in de werkdocumentatie.
Bij de eindinspectie wordt gebruikgemaakt van gekalibreerde apparatuur. Een coördinatenmeetmachine (CMM) voor maatnauwkeurigheid. Boringmeters voor binnendiameters. Schroefdraadmeters voor schroefdraadverbindingen. Optische comparatoren voor complexe profielen en kleine details.
