Dlaczego obróbka CNC ma znaczenie w przypadku robotów wcielonych
Kiedy widzisz te ucieleśnione roboty wykonujące salta w tył tuż przed sobą, czy kiedykolwiek martwisz się, że mogą się rozpaść lub przestać działać? Stawy się zginają. Ramiona się rozciągają. Cała konstrukcja doświadcza rzeczywistych sił – grawitacji, bezwładności i uderzenia.
Sprzęt musi być zatem sztywny, lekki i precyzyjny.
W tym obszarze dominują dwa procesy w prototypowaniu i produkcji nisko- i średnioseryjnej: obróbka CNC i obróbka blach. Oba są dostępne. Oba szybko wytwarzają gotowe części. Służą jednak różnym celom.
Te dwa procesy są również niezwykle ważne przy tworzeniu robotów w pełni ukształtowanych. Następnie pokażę Ci, jak obróbka CNC i obróbka blachy współdziałają ze sobą, aby zbudować robota w pełni ukształtowanego, krok po kroku.
Komponenty obrabiane CNC (The Precision Core)
Niektóre części decydują o wydajności robota. Przenoszą obciążenia. Decydują o dokładności. Bez nich cała maszyna dryfuje i ulega awarii.
Obudowy wspólne
Znajdziesz je na ramionach, biodrach, kolanach i kostkach. Każdy z nich wytrzymuje pełną siłę wymachu kończyną lub zmiany pozycji ciała. Obudowa wymaga precyzyjnych otworów. Łożyska ściśle przylegają. Uszczelki są osadzone koncentrycznie względem obracającego się wału.
O ile klient nie ma szczególnych wymagań, do produkcji tych części używamy zazwyczaj aluminium 6061 lub 7075. 5-osiowa obróbka CNC to najlepsze rozwiązanie. Narzędzie może obrobić podcięcia i powierzchnie kątowe w jednym ustawieniu. Doświadczony operator może jednak wykonać tę samą część na frezarce trzyosiowej. Wymaga to jedynie wielu ustawień, więcej oprzyrządowania i starannej rekalibracji punktów odniesienia. Ścieżka pięcioosiowa jest szybsza i dokładniejsza. Ścieżka trzyosiowa jest tańsza w przypadku małych serii.
Wały przekładni obrotowej
Te części się obracają. Przenoszą moment obrotowy z silnika na przegub. Geometria jest nieco skomplikowana. Czopy łożyskowe wymagają ścisłej kontroli średnicy. Rowki klinowe przenoszą obrót bez poślizgu. Gwintowane końcówki mocują nakrętki mocujące lub koła pasowe. Wiele wałów ma również wewnętrzne otwory przelotowe. Przewody do czujników lub zasilania przechodzą przez środek zespołu obrotowego.
Do produkcji tych wałów używamy tokarek CNC z narzędziami obrotowymi. Tokarka wykonuje ciężką pracę toczenia średnic zewnętrznych. Narzędzia obrotowe frezują powierzchnie płaskie, wiercą otwory poprzeczne i wycinają rowki wpustowe bez konieczności demontażu elementu z wrzeciona. W przypadku skomplikowanych wałów, zazwyczaj najlepszym rozwiązaniem jest pięcioosiowe centrum tokarsko-frezarskie. Obsługują one elementy pozaosiowe i otwory kątowe w jednym mocowaniu.
Ważna jest tutaj ścieżka materiału. Przede wszystkim należy wykonać wstępne obróbkę wału. Należy tylko upewnić się, że dysponuje się zapasem krytycznych średnic. Następnie należy poddać go obróbce cieplnej. Docelowa twardość waha się od 45 do 60 HRC, w zależności od stopu i stopnia zużycia. Po zakończeniu obróbki cieplnej nadchodzi czas na szlifowanie końcowe czopów łożyskowych i powierzchni uszczelniających. Szlifowanie jest naprawdę precyzyjne w przypadku stali hartowanej, której toczenie po prostu nie dorównuje. W rezultacie powstaje wał, który obraca się prosto, powoli się zużywa i wytrzyma tak długo, jak zakładają to roboty.
Podwozie Torso (główna płyta montażowa)
To kręgosłup robota. Wszystko jest z nim połączone. Komputery, baterie, siłowniki, systemy zarządzania okablowaniem. Płyta zapewnia płaskie, równoległe powierzchnie odniesienia. Jeśli płyta się wygnie lub skręci, nic innego nie będzie się dobrze układać. Twoje roboty będą stały krzywo.
Wykonujemy go z płyty aluminiowej. Grubość waha się od 12 do 25 milimetrów, w zależności od rozmiaru robota i jego konstrukcji. Obróbka jest prosta, ale dość żmudna. Znajdują się tam setki gwintowanych otworów, wszystkie wywiercone i nagwintowane z dokładnością do cala. Jeśli otwór znajdzie się w niewłaściwym miejscu płyty, może to kosztować krocie. Warsztaty używają centrów obróbczych CNC z cyklami sondowania do sprawdzania położenia otworów przed gwintowaniem.
Małe części precyzyjne
Nie każdy element jest przegrodą konstrukcyjną. Niektóre części są maleńkie. Wymagają innych maszyn i innego sposobu myślenia.
Kości palców i połączenia dłoni są małe, złożone i liczne. Humanoidalna dłoń może mieć około piętnastu lub dwudziestu przegubowych połączeń. Każde z nich ma powierzchnie nośne, otwory obrotowe i prowadnice kablowe. Tokarki typu szwajcarskiego są w tym przypadku idealnym wyborem. Wykorzystują one maszyny do cięcia długich, cienkich elementów z prętów z wyjątkową koncentrycznością. Do jeszcze mniejszych elementów najlepiej sprawdzają się mikrofrezy. Używane przez nas narzędzia mają średnicę mniejszą niż jeden milimetr. Posuwy są mierzone w mikronach na ząb.
Ugięcia czujników siły/momentu obrotowego to zupełnie inne wyzwanie. Są to cienkościenne, elastyczne struktury. Są nieco miękkie pod wpływem nacisku. Tensometry mierzą to odkształcenie. Element musi za każdym razem idealnie odkształcać się. Zbyt duża ilość materiału może spowodować utratę czułości czujnika. Po prostu nie generuje on wystarczającej ilości danych, aby trwale zmienić stan rzeczy. Jeśli obrabiasz je z aluminium lub stali nierdzewnej 17-4PH, musisz ostrożnie kontrolować ścieżkę narzędzia. Każdy ślad po frezie staje się punktem koncentracji naprężeń. Wiele warsztatów wyrzuca połowę swojej pierwszej partii, gdy się o tym dowiaduje.
Płytki mocujące łożyska i mocowania enkoderów są prostsze, ale wciąż precyzyjne. Znajdują łożyska osiowo. Utrzymują głowice odczytowe enkoderów w precyzyjnych odstępach powietrza. Tolerancje mają znaczenie, ale geometria jest zazwyczaj dość prosta.
Zasady projektowania obróbki CNC (lista wypunktowana)
Chcesz wiedzieć, co myślę? Na co zwrócić szczególną uwagę? Zebrałem kilka punktów, które mam nadzieję, że okażą się pomocne.
- Staraj się unikać ciasnych, wąskich kieszeni, jeśli to możliwe. Każda kieszeń, która jest ponad cztery razy głębsza niż szersza, stanowi problem. Wióry trudno odprowadzić. Chłodziwo nie może dotrzeć do strefy skrawania. Długie, cienkie frezy trzpieniowe mogą drgać lub pękać. Przeprojektuj element lub dodaj otwór przelotowy, aby ułatwić usuwanie wiórów.
- Po prostu użyj standardowych promieni frezów walcowo-czołowych do naroży wewnętrznych, dobrze? Najpopularniejsze promienie to 1.5 mm, 3 mm i 6 mm. Pasują one do gotowych narzędzi. Jeśli masz niestandardowy promień, powiedzmy 4.2 mm, warsztat będzie musiał oszlifować narzędzie na zamówienie lub wykonać kilka przejść, aby oczyścić naroże. Obie opcje zwiększają koszty i czas realizacji.
- Określ ścisłe tolerancje tylko wtedy, gdy jest to naprawdę konieczne. Czop łożyska lub powierzchnia mocowania przekładni wymagają ±0.005 mm. Profil zewnętrzny nie. Wielu projektantów ustala ścisłe tolerancje dla każdego wymiaru. To po prostu zwiększa koszty, nie poprawiając jakości działania. Po prostu ostrożnie wybieraj, kogo wybierasz.
- Chodzi o projektowanie z minimalną liczbą ustawień. Za każdym razem, gdy zdejmujemy część z maszyny i montujemy ją ponownie, dokładność spada, a czas cyklu wzrasta. Obróbka części w jednym lub dwóch ustawieniach będzie kosztować o połowę mniej niż obróbka wymagająca pięciu ustawień. Funkcje orientacji są dostępne tylko z jednego kierunku. Staraj się unikać podcięć, chyba że jest to absolutnie konieczne. Projektuj z myślą o maszynie, a nie tylko o funkcji.
Blacha produkowana Komponenty (Lekka rama)
Ucieleśnione roboty są bardzo złożone, ale nadal istnieją pewne elementy, które muszą być sztywne, lekkie i niedrogie. To właśnie tutaj blacha naprawdę się sprawdza. Służy do tworzenia powłoki robota i struktur drugorzędnych.
Osłony i panele tułowia
Pomyśl o panelach bocznych, tylnych pokrywach i górnym pokładzie. Chronią one przed kurzem i kablami. Sprawiają również, że robot wygląda na skończony. Wszyscy wiemy, że plątanina kabli zwisających z prototypu szpeci jego wygląd.
Do produkcji naszych produktów używamy plotera laserowego. Maszyna tnie płaskie arkusze blach aluminiowych o grubości od 1.5 do 2 milimetrów. Znajdują się w nich otwory umożliwiające cyrkulację powietrza oraz wycięcia na przepusty kablowe. Następnie element trafia na prasę krawędziową. Prasa krawędziowa wygina, formuje kołnierze i kształtuje projekt 3D.
Nakrętki PEM są tutaj standardem. Są to wciskane wkładki gwintowane. Warsztat montuje je po wygięciu. Wkładka przylega do powierzchni blachy. Teraz można użyć cienkiego panelu aluminiowego ze stalową śrubą bez zrywania gwintu. Prostota i wygoda. Działają rewelacyjnie.
Połączenia nóg i ramion
Kończyny ucieleśnionego robota nie muszą być wykonane z litego metalu. Dobrze sprawdzają się ceowniki i zamknięte skrzynki. Oba rodzaje są wykonane z giętej blachy.
Jedno z powszechnych podejść wykorzystuje dwa kanały U. Każdy kanał ma prosty, wygięty kształt. Monter umieszcza je tyłem do siebie i nituje kołnierze. Rezultatem jest zamknięty profil skrzynkowy. Sztywny na zginanie. Sztywny na skręcanie. Lekki, ponieważ większość materiału znajduje się na powierzchniach zewnętrznych. Zasada działania jest taka sama jak w przypadku belki dwuteowej lub rury ramy rowerowej.
Te łączniki blaszane są przykręcane lub nitowane bezpośrednio do obrobionych mechanicznie obudów przegubów. Obudowa zapewnia precyzyjne powierzchnie nośne. Łącznik blaszany zapewnia zasięg konstrukcyjny. Każdy materiał spełnia swoje zadanie najlepiej.
Obudowy baterii
Ogniwa litowo-jonowe wymagają ochrony. Przebicie może spowodować pożar. Wgniecenie może spowodować wewnętrzne zwarcie. Obudowy akumulatorów to po prostu wygięte pudełka z pokrywkami, które można zdjąć. Blacha zapewnia odporność na uderzenia. Zapobiega również przypadkowemu kontaktowi ogniw z narzędziami lub zanieczyszczeniami podczas konserwacji.
Projektanci dodali do tych obudów zagięte zaczepy. W zaczepach znajdują się otwory. Otwory te pokrywają się z gwintowanymi wkładkami w obudowie korpusu. Kilka śrub mocuje cały akumulator. Demontaż zajmuje tylko kilka sekund. Wymiana to bułka z masłem. Obudowa z blachy jest dość prosta. Po prostu działa, i to niezawodnie.
Uchwyty montażowe do urządzeń elektronicznych
Czujniki i płytki drukowane potrzebują miejsca. Mocowania nie muszą być skomplikowane. Proste uchwyty L i Z sprawdzają się doskonale. Ludzie używają ich do kamer, modułów LiDAR i mikrokontrolerów.
Proces jest dość szybki. Uzyskaj płaski wzór z blachy aluminiowej o grubości od 1 do 1.5 mm. Wystarczy ją wygiąć na prasie krawędziowej. Gotowe. Czas realizacji mierzy się w dniach, a nie tygodniach. Ta szybkość jest szczególnie ważna, gdy tworzysz pierwszą wersję produktu. Potrzebujesz zmienić położenie czujnika? Zaprojektuj nowy uchwyt. Wystarczy go wyciąć. Wygiąć. Wypróbować. Cały proces zajmuje jedno popołudnie.
Podnóżki (wersja prosta)
Płyta podnóżka przenosi siły reakcji podłoża na konstrukcję nogi. Wersja podstawowa to po prostu płaska płyta.
Cięcie strumieniem wody to w tym przypadku najlepsza opcja. Nie ma strefy wpływu ciepła. Nie ma szorstkich elementów wymagających dodatkowego czyszczenia. Płyta pozostaje płaska i bez naprężeń. Następnie, po cięciu, warsztat wierci i gwintuje otwory montażowe dla czujnika siły/momentu obrotowego.
Nasi inżynierowie zazwyczaj używają stali sprężynowej zamiast aluminium, aby zapewnić większą trwałość. Płyta lekko się wygina pod wpływem nacisku, ale potem wraca do płaskiego kształtu. Będzie miała dłuższą żywotność, zanim pęknie. Kompromisem jest waga i odporność na korozję. Stal sprężynowa jest cięższa i rdzewieje, jeśli nie jest powlekana.
Zasady projektowania dla produkcji blach
Te zasady pomagają utrzymać produkcję części. W przeciwnym razie warsztat może oddzwonić i poprosić o zmiany lub naliczyć wyższą opłatę.
- Upewnij się, że średnica otworu jest co najmniej tak duża, jak grubość materiału. W każdym arkuszu o grubości 1 mm musi być otwór o średnicy co najmniej 1 mm. Mniejsze otwory wymagają użycia specjalnych narzędzi lub dodatkowego wiercenia. Oba te czynniki zwiększają koszty.
- Pamiętaj o zachowaniu odległości między otworem a zagięciem. Zasada jest prosta: 2.5-krotność grubości materiału plus promień gięcia. Jeśli otwór zostanie umieszczony zbyt blisko zagięcia, ulegnie on odkształceniu. Materiał rozciąga się na zewnątrz w miejscu zagięcia. Otwór staje się bardziej owalny. Łączniki przestają pasować.
- Konstrukcja powinna mieć wysokość kołnierza co najmniej czterokrotnie większą od grubości materiału. Zbyt krótki kołnierz uniemożliwi jego dokładne uformowanie. Matryca prasy krawędziowej wymaga wystarczającej ilości materiału, aby mogła się zacisnąć. Krótkie kołnierze są również mało sztywne. Pod wpływem obciążenia chwieją się.
- Dodaj zaokrąglenia do narożników wewnętrznych. Ostre narożniki mogą wywierać duży nacisk na powierzchnię. Jeśli masz wygiętą część, ostry narożnik wewnętrzny to pęknięcie, które może się pojawić. Promień rozkłada obciążenie. Część jest trwalsza. Zasada ta dotyczy zarówno płaskiego wzoru, jak i gotowego, uformowanego kształtu.
- Dla Twojej informacji, ważne jest określenie kierunku gięcia względem włókien materiału, zwłaszcza w przypadku aluminium. Blacha ma włókna o kierunku zgodnym z kierunkiem walcowni. Gięcie w poprzek włókien zwiększa jej wytrzymałość. Gięcie zgodnie z włóknami może prowadzić do pęknięć na zewnętrznej stronie gięcia. Doświadczeni projektanci zaznaczą to na rysunku. Jeśli nie masz doświadczenia, prawdopodobnie dowiesz się o tym po awarii pierwszej partii części.
Zespoły hybrydowe (obrabiane maszynowo i formowane)
Zbudowanie całego, ucieleśnionego robota przy użyciu tylko jednego procesu produkcyjnego jest niemożliwe. Proces ten jest niezwykle złożony, ale naszym ogólnym podejściem jest stosowanie obróbki CNC w przypadku części, w których precyzja i wytrzymałość są kluczowe, oraz obróbki blach w przypadku części, w których waga i koszt mają większe znaczenie. Następnie montujemy te części.
Wzór konstrukcji nogi
Przyjrzyjmy się ucieleśnionej nodze robota, od biodra do stopy. Ma ona trzy stawy: biodrowy, kolanowy i skokowy. Każdy staw wymaga obrobionej maszynowo obudowy. Otwory łożyskowe muszą być koncentryczne. Powierzchnie montażowe muszą być równoległe. Rowki uszczelniające muszą być czyste. To domena obróbki CNC.
Teraz rozważmy połączenia między tymi stawami. Udo. Łydka. To długie, strukturalne elementy. Muszą być sztywne na całej długości. Nie potrzebują jednak gęstości litego bloku aluminium. Ceowniki z blachy idealnie nadają się do tego celu. Ceownik U lub zamknięty profil skrzynkowy zapewniają sztywność zginania przy ułamku masy.
Monter przykręca lub nituje obrobioną maszynowo obudowę do kanału blachy. Obudowa utrzymuje precyzyjne połączenie. Kanał utrzymuje obie obudowy w stałej odległości od siebie. Każda część spełnia swoje zadanie. Razem działają jako całość.
Wzór konstrukcji tułowia
Tors zaprojektowano według podobnej logiki, ale z innymi proporcjami.
Centralna płyta grzbietowa, wykonana z jednego kawałka metalu, biegnie przez środek. Tworzy ona sztywny szkielet. Siłowniki są montowane bezpośrednio na niej. Komputery i baterie są przykręcane do jej powierzchni. Płyta grzbietowa musi być płaska, wytrzymała i precyzyjnie nawiercona. Właściwą metodą jest obróbka CNC grubej płyty aluminiowej.
Wokół tego gęstego rdzenia dodawane są boczne, przednie i tylne panele z blachy. Służą one dwóm celom. Po pierwsze, osłaniają elementy wewnętrzne. Nie ma odsłoniętych przewodów. Po drugie, zapobiegają wtykaniu palców w ruchome części. Po drugie, zwiększają sztywność skrętną. Zamknięta obudowa z blachy jest znacznie bardziej odporna na skręcanie niż pojedyncza płaska płyta.
To połączenie jest wydajne. Obrobiony maszynowo rdzeń wytrzymuje obciążenia skupione i precyzyjne interfejsy. Blaszana powłoka wytrzymuje duże powierzchnie i wymagania dotyczące obudowy. Razem ważą i kosztują mniej niż w pełni obrobiony maszynowo tors.
Wzór konstrukcji dłoni
Mimo że wskazówki są małe, wzór pozostaje spójny.
Precyzyjne cechy zapewniają obrabiane CNC, wtopione w ciało robota metalowe kości palców. Znajdują się tam otwory na stawy. Są również prowadnice kablowe dla ścięgien. Są też płaskie powierzchnie do mocowania cięgien. Chociaż każda kość jest mała, tolerancje są wąskie. Można je produkować w dużych ilościach za pomocą tokarki typu szwajcarskiego lub mikrofrezarki.
Dłoń może być wykonana z blachy. Cienki materiał. Wygięte kołnierze. Nadają one dłoni zakrzywiony kształt. Stanowią również punkty mocowania kości palców.
Drobne nity lub śruby utrzymują całość. Obrobione mechanicznie kości palców obracają się na precyzyjnych sworzniach. Blacha dłoniowa zapewnia podparcie. Rezultatem jest dłoń, która porusza się płynnie, waży niewiele i jest znacznie tańsza niż w pełni obrobiona mechanicznie alternatywa.
Obróbka CNC kontra obróbka blachy
Ludzie pytają, która metoda jest lepsza. To niewłaściwe pytanie. Każdy proces rozwiązuje inny problem. Poniższa tabela pokazuje, czym się różnią.
| WYGLĄD | Obróbka CNC | Produkcja blachy |
| Najlepszy dla | Otwory łożyskowe, precyzyjne otwory gwintowane, skomplikowana geometria 3D. | Płyty płaskie lub gięte, proste wsporniki, obudowy i elementy konstrukcyjne. |
| Typowa objętość | Niska objętość. Od 1 do 100 jednostek. | Mały do średniego wolumen. Od 10 do 500 sztuk. |
| Koszty oprzyrządowania | Brak. Żadnych form ani matryc. | Niskie. Proste oprzyrządowanie prasy krawędziowej. Cięcie laserowe nie wymaga twardych narzędzi. |
| Koszt za część | Wysokie. Marnotrawstwo materiałów jest znaczące. | Niska cena w przypadku serii 10 lub więcej sztuk. |
| Czas realizacji (prototypy) | 1 do 2 tydzień. | Dni od 3 do 7. |
| Siła do wagi | Dobre, ale gęste. | Doskonale. Cienki materiał skutecznie przenosi obciążenie. |
| Złożoność geometryczna | Bardzo wysokie. Podcięcia, głębokie kieszenie, kąty złożone. | Niska. Ograniczona do kształtów nadających się do gięcia. |
Kiedy wybrać obróbkę CNC
Wybierz obróbkę CNC dla części wymagających otworów łożyskowych. Otwory te muszą być idealnie okrągłe i różnić się od wymaganego rozmiaru o kilka mikronów. Wybierz tę opcję dla precyzyjnych otworów gwintowanych, które idealnie pasują do współpracujących elementów. Wybierz ją dla złożonych geometrii trójwymiarowych, których nie da się przybliżyć za pomocą płaskiej blachy. Obudowa przegubu. Wspornik czujnika o złożonych kątach. Niestandardowy półfabrykat przekładni.
Koszt początkowy jest niski. Nie trzeba kupować żadnych narzędzi. Jednak koszt jednostkowy jest wysoki. Obrabiana część zaczyna życie jako solidny blok. Większość tego bloku staje się wiórami na hali fabrycznej. W przypadku serii produkcyjnych od jednej do stu części ten kompromis ma sens. Jednak przy większych wolumenach zaczynamy szukać innych metod.
Kiedy wybrać obróbkę blachy
Wybierz obróbkę CNC dla wbudowanych części robota, które wymagają otworów łożyskowych. Otwory te muszą być idealnie okrągłe i różnić się od wymaganego rozmiaru o kilka mikronów. Wybierz tę opcję dla precyzyjnych otworów gwintowanych, które idealnie pasują do współpracujących elementów. Wybierz ją dla złożonych geometrii trójwymiarowych, których nie da się przybliżyć za pomocą płaskiej blachy. Obudowa przegubu. Wspornik czujnika o złożonych kątach. Niestandardowy półfabrykat przekładni.
Koszt początkowy jest niski. Nie trzeba kupować żadnych narzędzi. Jednak koszt jednostkowy jest wysoki. Obrabiana maszynowo część zaczyna życie jako solidny blok. Większość tego bloku staje się wiórami na hali fabrycznej. W przypadku serii produkcyjnych od jednej do stu części ten kompromis ma sens. Jednak przy większych wolumenach ludzie zaczynają szukać innych metod.
Rozważania dotyczące kosztów i czasu realizacji
Czas realizacji prototypów obrabianych CNC wynosi 1–2 tygodnie. Wąskim gardłem jest programowanie i konfiguracja. Po uruchomieniu maszyny, wytwarza ona części szybko. Jednak każda część wymaga znacznej ilości czasu pracy maszyny. Wysoki koszt jednostkowy to odzwierciedla.
Produkcja blachy jest szybsza. Proces od rysunku do gotowego elementu trwa od trzech do siedmiu dni. Cięcie laserowe jest szybkie. Gięcie również jest szybkie. Przy zamówieniach dziesięciu lub więcej sztuk koszt jednostkowy znacznie spada. Produkcja pierwszej części zajmuje tyle samo czasu, co dziesiątej.
Podejście hybrydowe to najbardziej ekonomiczne rozwiązanie dla kompletnych robotów. Obróbka precyzyjnych połączeń. Formowanie połączeń konstrukcyjnych. Skręcanie ich. Całkowity koszt jest niższy niż w przypadku robota w całości wykonanego metodą obróbki mechanicznej. Masa całkowita jest również niższa niż w przypadku robota w całości wykonanego z blachy. Ci, którzy rozumieją oba procesy, mogą szybciej budować lepsze maszyny.
Wybierz NOBLE dla ucieleśnienia produkcja robotów
Kim jesteśmy?
NOBLE to firma zajmująca się precyzyjną obróbką CNC. Posiadamy bogate doświadczenie w produkcji robotów, automatyki i urządzeń medycznych.
Łączymy prototypowanie z produkcją. Wiele firm specjalizuje się w projektach jednostkowych lub produkcji wielkoseryjnej. My zajmujemy się obiema dziedzinami. Produkujemy pojedyncze serie do testów. Zajmujemy się również produkcją średnioseryjną, od 1 do ponad 1,000 sztuk. Używamy tych samych maszyn do obu zadań. Stosujemy te same standardy jakości. Przywiązujemy taką samą wagę do szczegółów.
Możliwości obróbki rdzeni
Frezowanie CNC
Oferujemy frezowanie CNC trzy-, cztero- i pięcioosiowe . Zachowujemy tolerancję ±0.005 mm (±0.0002 cala) dla kluczowych detali. Nasze możliwości obróbki z dużą prędkością pozwalają na obróbkę aluminium i elementów cienkościennych bez drgań i odkształceń.
Toczenie CNC
Dysponujemy tokarkami z napędem na żywo i możliwością obróbki w osi Y. Automaty tokarskie typu szwajcarskiego są używane do obróbki małych, skomplikowanych części. Służą one do obróbki kości palców, mikrowałków i elementów czujników. Tokarka szwajcarska obrabia pręty i wytwarza gotowe elementy w jednym cyklu.
Procesy wspomagające
Zarówno szlifowanie powierzchniowe, jak i walcowe zapewniają wykończenie o jakości łożysk. Na powierzchniach szlifowanych osiągamy wartość Ra 0.4 mikrometra lub lepszą.
Obróbka cieplna jest przeprowadzana we własnym zakresie lub za pośrednictwem wykwalifikowanych partnerów. Oferujemy wyżarzanie, hartowanie i odprężanie. Firma NOBLE zarządza zarówno procesem, jak i dokumentacją.
Obróbka wykańczająca obejmuje usuwanie zadziorów, anodowanie (przezroczyste i z twardą powłoką typu III), pasywację stali nierdzewnej i bębnowanie w celu uzyskania jednolitej faktury powierzchni.
Dane Techniczne
ISO 9001: 2015
Firma NOBLE uzyskała certyfikat systemu zarządzania jakością, który gwarantuje, że wszystkie procesy, od produkcji i kontroli po wysyłkę, są zarządzane zgodnie z ustalonymi normami. Certyfikat ISO 9001:2015 gwarantuje stałą jakość, identyfikowalność i ciągłe doskonalenie naszych części. Oznacza to, że nasi klienci mają pewność, że za każdym razem otrzymują części zgodne ze specyfikacją.
ISO 13485: 2016
Oprócz certyfikatu ISO 9001, uzyskaliśmy również certyfikat zarządzania produkcją wyrobów medycznych. Jest to szczególnie istotne w kontekście robotycznych narzędzi chirurgicznych, egzoszkieletów medycznych i robotów rehabilitacyjnych. Norma ta wymaga bardziej rygorystycznej dokumentacji, bardziej formalnego zarządzania ryzykiem i dokładniejszej walidacji procesów niż sama norma ISO 9001. Utrzymujemy wszystkie te wymagania.
FAQ
Jakie rodzaje komponentów robota najlepiej nadają się do obróbki CNC, a nie do druku 3D lub obróbki blachy?
Obudowy przegubów. Wały obrotowe. Każda część wymagająca otworów łożyskowych lub wąskich tolerancji w zakresie ±0.005 mm. Te części przenoszą obciążenia i ustalają położenie ruchomych elementów. Druk 3D nadaje się do złożonych wsporników o niskim obciążeniu, gdzie wytrzymałość ma drugorzędne znaczenie. Blacha nadaje się do obudów i połączeń konstrukcyjnych, gdzie geometria jest prosta.
Jakie materiały polecają ludzie do produkcji elementów konstrukcyjnych robotów?
Aluminium 6061-T6 to prawdziwy „koń roboczy”. Dobra wytrzymałość. Łatwe w obróbce. Rozsądna cena. Dla wyższej wytrzymałości, najlepszym wyborem jest 7075-T6. Dobrze się obrabia, ale jest droższe. Do obudów przegubów, które wymagają twardości powierzchni i odporności na zużycie, powszechnie stosowana jest stal nierdzewna 17-4PH. Po obróbce cieplnej osiąga wysoką wytrzymałość i jest odporna na zatarcia. W przypadku lekkich, niemetalowych elementów dobrze sprawdzają się PEEK i Delrin (acetal). Są sztywne, stabilne i podatne na obróbkę skrawaniem. Nie powodują korozji.
Jak ludzie dokonują wyboru między obróbką CNC a blachą w przypadku danej części?
Prosta zasada sprawdza się w większości przypadków. Jeśli część ma otwory łożyskowe, złożoną geometrię trójwymiarową lub wymaga ścisłych tolerancji, wybierz obróbkę skrawaniem. Jeśli część jest płaską lub giętą płytą z otworami na śruby i bez precyzyjnych interfejsów, wybierz blachę. Gdy część ma oba typy cech, często projektuje się ją jako zespół. Obrabia się precyzyjny rdzeń. Formuje się powłokę z blachy. Skręca się je ze sobą.
Jakie cechy konstrukcyjne zwiększają koszt obrabianej części?
Głębokie, wąskie kieszenie stanowią problem. Gdy głębokość kieszeni przekracza czterokrotność średnicy narzędzia, odprowadzanie wiórów staje się utrudnione. Prawdopodobieństwo złamania narzędzia wzrasta. Czas cyklu znacznie się wydłuża.
Ostre narożniki wewnętrzne to kolejny problem. Prostokątny narożnik wewnętrzny wymaga specjalnego narzędzia lub dodatkowej operacji. Narożnik zaokrąglony pozwala na użycie standardowego frezu walcowo-czołowego. Należy dodawać zaokrąglenia, gdziekolwiek to możliwe.
Niepotrzebnie wąskie tolerancje dla każdej cechy zwiększają koszty bez dodawania wartości. Otwór łożyska wymaga ±0.005 mm. Profil zewnętrzny nie. Określ wąskie tolerancje tylko wtedy, gdy wymaga tego funkcja.
Czy NOBLE pozwala na produkcję części do robotów medycznych lub urządzeń chirurgicznych?
Tak. NOBLE posiada certyfikat ISO 13485:2016. Jest to norma zarządzania jakością dla wyrobów medycznych. Potwierdza ona nasze możliwości w zakresie obróbki skrawaniem komponentów do zastosowań w opiece zdrowotnej. W przypadku tych prac zapewniamy pełną identyfikowalność. Posiadamy certyfikaty materiałowe. Zapisy z inspekcji. Dokumentację procesową. Klienci otrzymują kompletny pakiet, który umożliwia złożenie wniosków regulacyjnych.
Na czym polega proces kontroli jakości?
Kontrole w trakcie procesu obróbki odbywają się w trakcie obróbki. Operatorzy sprawdzają krytyczne cechy w określonych odstępach czasu. Wyniki zapisują w dokumentacji hali produkcyjnej.
Do kontroli końcowej wykorzystywany jest sprzęt kalibrowany. Współrzędnościowa maszyna pomiarowa (CMM) do pomiaru dokładności wymiarowej. Wzorce do pomiaru średnic wewnętrznych. Wzorce do pomiaru gwintów. Komparatory optyczne do pomiaru złożonych profili i małych detali.
