Jak wybrać odpowiednie metody produkcji części podwozi robotów mobilnych i odpowiednie materiały? Ten wybór wpływa na wszystko – koszt, wytrzymałość, wagę i szybkość produkcji kolejnych jednostek. Zły wybór może sprawić, że Twój robot będzie za ciężki, za słaby lub zbyt kosztowny w budowie. Dobry wybór sprawi, że podwozie robota mobilnego będzie działać dobrze, bez przekraczania budżetu. Ma to znaczenie niezależnie od tego, czy budujesz jeden prototyp, czy tysiące jednostek. W robotyce każda decyzja dotycząca podwozia wpływa na cały projekt. Czym zatem kierować się przy wyborze? Warto wspólnie zastanowić się nad kształtem części, liczbą wyprodukowanych i wymogami środowiskowymi. Omówmy dostępne opcje, aby dopasować każdą część robota do najlepszego procesu i materiału.
Typowe procesy produkcyjne części podwozia
Cztery główne metody obejmują większość części podwozi robotów mobilnych: obróbka CNC, formowanie wtryskowe, obróbka blachy oraz komponenty dostępne od ręki. Każda z nich rozwiązuje inny problem. Warto zauważyć, że w rzeczywistej produkcji rzadko wybiera się tylko jedną. Typowa rama robota łączy w sobie obróbkę blachy, obróbkę CNC, spawanie, wykańczanie i montaż w jednym projekcie.
Obróbka CNC części podwozia
Obróbka CNC polega na wycinaniu metalu lub tworzywa sztucznego z litego bloku. Komputer steruje narzędziami, dzięki czemu kształt jest zgodny z programem. Ta metoda ubytkowa sprawdza się najlepiej, gdy część wymaga ścisłych tolerancji i powtarzalnej geometrii.
Kiedy obróbka CNC pasuje
CNC montuje elementy o krytycznym znaczeniu dla ruchu. Obudowy siłowników, korpusy przegubów i mocowania silników – wszystkie one są od niego zależne. Proces ten zapewnia wysoką dokładność wymiarową, powtarzalną w każdym urządzeniu. W przypadku precyzyjnych komponentów o kluczowym znaczeniu, można osiągnąć stabilną tolerancję ±0.01 mm. Przy odpowiedniej kontroli środowiskowej i inspekcji krytyczne elementy mogą osiągać tolerancję ±0.003 mm. Na przykład, jedna aluminiowa obudowa przegubu robota 7075-T6 utrzymywała tolerancję ±0.005 mm z zachowaniem koncentryczności między gniazdami dwóch łożysk. Te wartości mają znaczenie w robotyce, gdzie chybotliwy przegub utrudnia nawigację.
Kompromisy dotyczące kosztów i czasu realizacji
CNC nie wymaga formy, więc koszty początkowe pozostają niskie. To sprawia, że jest to idealne rozwiązanie dla prototypów i produkcji niskoseryjnej. Części docierają w ciągu kilku dni. Wady? Ktoś musi napisać kod CNC, materiał się marnuje, a pojedyncze sztuki wiążą się z wysokimi kosztami inwestycji w każdą część. Mimo to, w przypadku pojedynczych wsporników lub krótkich serii mostów, nic nie przebije szybkości.
Formowanie wtryskowe części podwozia
Formowanie wtryskowe polega na wtłaczaniu stopionego tworzywa sztucznego do metalowej formy. Forma nadaje kształt każdej części w ten sam sposób. Cykle są krótkie, a straty materiałowe minimalne.
Progi objętościowe dla formowania
Formowanie opłaca się na dużą skalę. Narzędzia aluminiowe sprawdzają się przy wolumenach poniżej 50 000 części. Narzędzia stalowe sprawdzają się przy wolumenach od 100 000 do ponad miliona części, gdzie koszt jednostkowy gwałtownie spada. Poniżej tych progów matematyka rzadko się sprawdza.
Koszty narzędzi i ograniczenia projektowe
O wyborze decydują narzędzia. Formy aluminiowe kosztują od 2,000 do 10 000 dolarów za formy jednogniazdowe o niskim lub średnim stopniu skomplikowania. Formy stalowe kosztują od 10 000 do ponad 100 000 dolarów, a formy wielogniazdowe ze stali hartowanej mogą kosztować ponad 200 000 dolarów. Wymiana formy aluminiowej kosztuje około 10% wymiany formy stalowej, co oznacza koszt od 5,000 do 20 000 dolarów. Formowanie wtryskowe ogranicza również możliwości formowania tworzyw sztucznych, a tolerancje są niższe niż w przypadku CNC. Te elementy zazwyczaj nie przenoszą obciążeń konstrukcyjnych, chociaż zintegrowane zaciski, żebra i elementy do prowadzenia kabli są dostępne w formie.
Produkcja blachy na części podwozia
Obróbka blachy polega na formowaniu płaskich elementów w ramy i wsporniki. Jest to szybkie, tanie i wystarczająco sztywne rozwiązanie do większości prac podwoziowych.
Cięcie laserowe, gięcie i spawanie
Cięcie laserowe obrabia profil. Gięcie tworzy fałdy. Spawanie łączy wszystko razem. Spawanie metodą MIG nadaje się do ram konstrukcyjnych i wsporników, choć wysoka temperatura może odkształcać cienkie elementy. Spawanie metodą TIG dobrze sprawdza się w przypadku stali nierdzewnej i aluminium z widocznymi spoinami. Spawanie punktowe oporowe szybko łączy panele zakładkowe, ale wymaga dostępu elektrody z obu stron. Spawanie laserowe utrzymuje wąską strefę wpływu ciepła, co pozwala ograniczyć odkształcenia. W przypadku cienkich blach, odkształcenia termiczne są prawdziwym wrogiem, a nie wytrzymałość połączenia. Spawanie ściegiem, zrównoważona sekwencja i sztywne mocowanie zapewniają płaskość.
Przydatność do ram i wsporników
Standardowe grubości blachy pozwalają na prostą konstrukcję. Aluminium dostępne jest w grubościach 0.020, 0.032, 0.040, 0.050, 0.062, 0.080, 0.093, 0.100, 0.125, 0.190 i 0.250 cala. Stal dostępna jest w grubościach od 0.018 do 0.375 cala. Rozmiary te pasują do większości zastosowań w podwoziach i wspornikach.
Gotowe komponenty dopełniają całości. Łożyska, elementy złączne i profile są dostarczane gotowe do przykręcenia. Ich zakup jest lepszy niż obróbka każdego małego elementu. Z praktycznego punktu widzenia, produkcja w robotyce to gra polegająca na łączeniu różnych elementów. Odpowiednie połączenie procesów zapewnia równowagę między kosztami, masą i wydajnością.
Typowe materiały na części podwozia
Materiał, z którego wykonane są części podwozia robota mobilnego, wpływa na cały proces. Spawana rama, plastikowa obudowa i wspornik drukowany w technologii 3D wymagają innego materiału. Właściwy wybór równoważy wytrzymałość, wagę, koszt i sposób, w jaki planujesz wykonać części. W przypadku systemów robotycznych liczy się każdy gram i każdy dolar. Wybór dobrych materiałów na wczesnym etapie zapobiega kosztownym przeróbkom w późniejszym czasie.
Metale na części podwozia
Stopy aluminium: równowaga wytrzymałości i masy
Aluminium to najlepszy wybór do większości podwozi robotów. Stopy takie jak 6061-T6 dobrze znoszą obróbkę. Jego stosunek wytrzymałości do masy przewyższa stal, dlatego aluminium doskonale sprawdza się w przypadku ram i wsporników. W przypadku części wymagających większej wytrzymałości, 7075-T6 oferuje wyższą granicę plastyczności przy jednoczesnym zachowaniu niskiej masy. Wybór aluminium zazwyczaj sprowadza się do stosunku ceny do wymagań wytrzymałościowych.
Stal i stal nierdzewna: trwałość i koszt
Stal kosztuje mniej za kilogram niż aluminium. Oferuje większą sztywność i dłuższą żywotność przy obciążeniach udarowych. Waży jednak prawie trzy razy więcej. Stal nierdzewna 17-4 PH wyróżnia się w systemach robotycznych. Jest odporna na rdzę i można ją poddać obróbce cieplnej w celu zwiększenia wytrzymałości. Wielu konstruktorów robotów wykorzystuje ją do wsporników, mocowań i niestandardowych elementów złącznych. Produkcja części stalowych zazwyczaj wymaga spawania i obróbki mechanicznej.
Tytan: wysoka wytrzymałość, niska waga
Tytan Ti-6Al-4V oferuje wysoką wytrzymałość i znaczną redukcję masy, ale wiąże się z wysokimi kosztami. Obróbka tytanu jest trudna i szybko zużywa narzędzia. Tytan można spotkać tylko w elementach o krytycznym znaczeniu dla masy, takich jak ramy dronów o wysokiej wydajności czy precyzyjne ramiona. W przypadku większości konstrukcji podwozia lepszym wyborem jest aluminium lub stal.
Tworzywa sztuczne do części podwozia
ABS: odporność na uderzenia i koszt
ABS dobrze znosi uderzenia i utrzymuje niskie koszty. Doskonale sprawdza się w obudowach, obudowach i wspornikach niekonstrukcyjnych. ABS kosztuje około 1.40–1.80 USD za kilogram objętości. To czyni go podstawowym materiałem do obudów robotów do zastosowań wewnętrznych. Jaki jest kompromis? Niższa sztywność niż w przypadku metali. W przypadku lekkich części robotów AMR, ABS zapewnia idealną równowagę między ceną a wytrzymałością.
Nylon: odporność na zużycie i elastyczność
Nylon 6/6 z 30% wypełnieniem szklanym (PA66 GF30) kosztuje od 3.50 do 5.50 USD za kilogram. Niewypełniony PA6 kosztuje od 2.80 do 3.80 USD/kg. W przypadku kół zębatych, tulei i wsporników konstrukcyjnych, dodatkowa odporność na zużycie i trwałość uzasadniają cenę. Nylon lepiej znosi powtarzające się naprężenia niż ABS. Materiały te, stosowane w częściach robotów AMR, oferują lepsze parametry mechaniczne niż powszechnie dostępne tworzywa sztuczne.
Poziom produkcji (ABS, PP, HDPE): 1.20–2.00 USD/kg przy rocznej produkcji 1–5 ton. Pierwszy prawdziwy poziom inżynieryjny (PA6, POM, PC, PBT): 2.50–5.50 USD/kg. Włókno szklane generuje około 0.80–1.50 USD/kg; materiały zmniejszające palność generują 0.50–2.00 USD/kg. Ilości prototypów (poniżej 500 kg/rok) są 2–4 razy wyższe ze względu na minimalne wymagania producentów.
Kompozyty i materiały drukowane w technologii 3D do części podwozi
Włókno węglowe i włókno szklane
Włókno węglowe oferuje doskonały stosunek sztywności do masy. Rama z włókna węglowego zapewnia znaczną oszczędność masy w porównaniu z aluminium. Jednak koszt materiału jest wysoki, a produkcja wymaga specjalistycznego montażu laminatów. Włókno szklane to tańsza alternatywa, charakteryzująca się dobrą sztywnością w stosunku do swojej masy. Oba materiały sprawdzają się tam, gdzie waga i osiągi liczą się bardziej niż cena.
DMLS i części drukowane w technologii 3D
Technologia Direct Metal Laser Sintering pozwala na tworzenie elementów warstwa po warstwie z proszku metalowego. W przypadku skomplikowanych kształtów, których nie da się obrabiać maszynowo, DMLS otwiera nowe możliwości projektowania. Stal nierdzewna 17-4 PH drukuje się dobrze. Stan po spiekaniu zapewnia granicę plastyczności 800 MPa przy wydłużeniu zaledwie 4%. Obróbka cieplna do H900 zwiększa granicę plastyczności do 1100 MPa i wydłużenie do 7%. Mniejsza rozdzielczość 20 mikronów zapewnia granicę plastyczności 1227 MPa i wydłużenie 10% po obróbce cieplnej. W przypadku małych serii złożonych części robotów AMR, DMLS konkuruje z obróbką mechaniczną.
| Stan | Granica plastyczności (MPa) | Wydłużenie (%) |
| W stanie spiekanym | 800 | 4 |
| Obrobione cieplnie (H900) | 1100 | 7 |
| Rozdzielczość 20 μm, H900 | 1227 | 10 |
| Rozdzielczość 30 μm, H900 | 1234 | 13 |
Dobór materiałów do części robota sprowadza się do dopasowania materiału do funkcji danej części. Ramy nośne wymagają metalu lub kompozytów. Osłony i wsporniki oświetlenia dobrze sprawdzają się w tworzywach sztucznych. W przypadku systemów robotycznych właściwy dobór materiałów decyduje o tym, czy robot będzie działał, czy zawiedzie.
Rozważania projektowe dotyczące części podwozia
Geometria i ścieżki obciążenia
Żebra, wzmocnienia i grubość ścianek
Grubość ścianki wyznacza punkt wyjścia. W przypadku aluminium obrabianego CNC bezpieczna minimalna grubość wynosi 0.8 mm. Większość ogniw robota ma grubość od 2 do 4 mm, co pozwala zaoszczędzić na wadze przy jednoczesnym zachowaniu wytrzymałości.
Żebra wzmacniają element bez zwiększania jego ciężaru. W przypadku części CNC należy zachować stosunek wysokości do grubości między 5:1 a 10:1. Wysokość nie powinna przekraczać czterokrotności szerokości. Należy dodać promień zaokrąglenia od R2 do R4 mm u podstawy. Trzy długie żebra mogą ponad dwukrotnie zwiększyć wytrzymałość na zginanie bez zwiększania ciężaru.
Elementy formowane wtryskowo podlegają innym zasadom, aby uniknąć zapadnięć i zapewnić wypychanie. Żebra są zazwyczaj cieńsze niż ścianka główna, a do formy dodawane są kąty pochylenia.
Koncentracja stresu i zmęczenie
Każdy ostry narożnik generuje naprężenia. Zaokrąglenia rozwiązują ten problem. Utrzymuj stosunek głębokości do szerokości kieszeni na poziomie 4:1 lub mniejszym. W przypadku otworów głębokość powinna być ograniczona w stosunku do średnicy, aby zapewnić dostęp narzędzi i dokładność. W robotyce stałe wibracje są nieodłącznym elementem. Żebra i wzmocnienia rozkładają obciążenia na szersze obszary, zmniejszając naprężenia szczytowe i poprawiając długoterminową trwałość.
Funkcje montażu
Elementy złączne, zatrzaski i kleje
Każda metoda łączenia ma swoje wady. Łączniki gwintowane generują duże naprężenia w miejscach mocowania śrub. Wibracje mogą je z czasem poluzować. W przypadku połączeń metal-tworzywo sztuczne, różnice temperatur powodują koncentrację naprężeń w miejscach mocowania.
Klejenie rozwiązuje wiele problemów. Równomiernie rozkłada obciążenie na spoinę. Kleje są odporne na wibracje i tworzą wodoszczelne uszczelnienia. Ważą mniej, ponieważ nie wymagają dodatkowego osprzętu. Takie podejście poprawia trwałość i wydajność.
| Czynnik | Łączniki gwintowane | Klejenie |
| Rozkład naprężeń | Wysokie w punktach mocowania | Nawet w poprzek stawu |
| Wytrzymałość zmęczeniowa | Wymaga specjalnej opieki | Doskonały |
| Odporność na wibracje | Można poluzować | Dobry |
| Ryzyko korozji | Wysoki | Niski |
| Materiały różne | Targi | Doskonały |
| Odporność temperaturowa | Wysoki | Słaby |
| Wpływ wagi | Cięższe | Zapalniczka |
Kleje słabo znoszą ciepło. Mogą się pełzać pod stałym obciążeniem. Dobre projekty wykorzystują kleje do obciążeń ścinających i elementów złącznych, w których demontaż ma znaczenie.
Stos tolerancji i wyrównanie
Każda część ma swoją tolerancję. Ułożenie ich jeden na drugim może spowodować błąd, który może spowodować rozregulowanie robota. Różne materiały pogarszają sytuację.
Aluminium, stal węglowa i stal nierdzewna mają różne współczynniki rozszerzalności cieplnej, co należy uwzględnić w przypadku zespołów składających się z materiałów mieszanych.
Stalowa śruba kulowa może się znacznie rozszerzać podczas cyklu pracy, co wpływa na wyrównanie i luz.
W przypadku podzespołów o krytycznym znaczeniu należy dopasować wartości współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE) lub zaprojektować luz dla pełnego zakresu temperatur. Dobry dobór materiałów zapobiega wielu problemom z dopasowaniem.
Czynniki środowiskowe i termiczne
Korozja i narażenie chemiczne
Środowisko pracy determinuje wybór materiałów. Aluminium jest odporne na większość warunków. Stal nierdzewna zapewnia wysoką wytrzymałość w trudniejszych warunkach. Tworzywa sztuczne, takie jak ABS i nylon, są odporne na powszechnie stosowane substancje chemiczne.
Rozpraszanie ciepła i stabilność materiału
Metalowe elementy podwozia podtrzymują obciążenia i odprowadzają ciepło z silników. Aluminium przewodzi ciepło znacznie lepiej niż stal, co czyni je korzystnym materiałem pod względem odprowadzania ciepła.
Stabilność materiału pod wpływem zmian temperatury wpływa na długoterminową wydajność. Części rozszerzające się w każdym cyklu mogą utracić współosiowość. Aby zmniejszyć współczynnik CTE, należy stosować materiały o podobnym współczynniku rozszerzalności cieplnej (CTE). Jeśli to niemożliwe, należy zadbać o zgodność projektu z wymaganiami. W przypadku systemów robotycznych taka dbałość o szczegóły poprawia wydajność.
Te rozważania projektowe dotyczące części robota AMR muszą zostać uwzględnione na wczesnym etapie projektu. Grubość ścianek, żebra, metoda montażu i dobór materiałów – wszystko to współgra ze sobą. Prawidłowe ich dobranie zapewni robotowi wysoką wytrzymałość bez nadmiernej masy. Źle dobrane – zapobiegniesz dryfowi i zmęczeniu materiału.
Ramy decyzyjne dla części podwozia
Ta struktura łączy kształt, ilość i budżet części podwozia robota mobilnego. Przekształca cechy części w rzeczywiste decyzje produkcyjne. Celem jest uniknięcie kosztownych rozbieżności między projektem a produkcją.
Dopasowanie procesu do złożoności części
Kształt części często decyduje o tym, z których procesów można skorzystać. Złożone cechy wewnętrzne całkowicie wykluczają niektóre metody.
Proste wsporniki kontra złożone obudowy
Płaski wspornik sprawdza się w każdym procesie. Obudowa z kanałami wewnętrznymi nie. Poniższa tabela przedstawia porównanie obróbki CNC i formowania wtryskowego.
| Cecha | Obróbka CNC | Formowanie wtryskowe |
| Kanały wewnętrzne | Ograniczone przez dostęp do narzędzi; często wymagają wielu ustawień lub obróbki 5-osiowej, co podnosi koszty | Złożone kształty wewnętrzne można formować bezpośrednio, wykonując operacje wtórne |
| Podcięcia | Trudne do obróbki, ponieważ narzędzia nie mogą dosięgnąć, co zwiększa koszty i złożoność | Możliwość bezpośredniego formowania, bez konieczności wykonywania operacji wtórnych |
| Całkowity wpływ na koszty/wykonalność | Wysoka złożoność i koszt kanałów wewnętrznych i podcięć; lepsze rozwiązanie w przypadku małych objętości lub kształtów, których nie można wycisnąć z formy | Bardziej praktyczne w przypadku złożonych cech wewnętrznych, ale podcięcia mogą utrudniać wyrzucanie i podnosić koszty formy |
Warto zauważyć, że obróbka CNC jest preferowana w przypadku elementów o złożonej budowie, których kształty niełatwo wysunąć z formy. To sprawia, że CNC sprawdza się w produkcji niskoseryjnej. Na przykład obudowa systemu robotycznego może mieć głębokie wnęki i ostre narożniki wewnętrzne.
Geometria części obejmuje głębokie wnęki, ostre narożniki wewnętrzne lub cechy wymagające jednoczesnej obróbki 5-osiowej.
Ten kształt wymaga obróbki 5-osiowej. Formowanie wtryskowe mogłoby mieć problemy z wypychaniem w tym miejscu.
Rozmiar i wykończenie powierzchni
Drobne detale i precyzyjne wykończenie skłaniają część do obróbki CNC. Wymagania dotyczące wykończenia powierzchni również wpływają na procesy. Wybór materiałów ma tu duże znaczenie. Gładkie wykończenie jest łatwiejsze do uzyskania w przypadku niektórych materiałów niż w przypadku innych. Obróbka blachy jest ograniczona przez promienie gięcia. Nadaje się do ram konstrukcyjnych, gdzie precyzja ma mniejsze znaczenie.
Dopasowanie materiału do wolumenu produkcji
Najlepszy materiał jest bezużyteczny, jeśli nie stać Cię na jego produkcję. To właśnie tutaj dobór materiałów spotyka się z planowaniem produkcji.
Prototypowanie w małych seriach a produkcja masowa
W przypadku małych serii, obróbka CNC jest kluczowa. Nie ma potrzeby budowania form. Można iterować z dnia na dzień. W przypadku produkcji masowej, formowanie staje się normą. Wysoki koszt początkowy oprzyrządowania rozkłada się na miliony części. Obróbka blachy plasuje się pośrodku. Zapewnia wysoką wytrzymałość i umiarkowane koszty.
Narzędzia mostowe i podejścia hybrydowe
Wiele zespołów korzysta z narzędzi mostowych. Prototypy są tworzone na maszynach CNC lub blachach, aby przetestować projekt. Następnie używają bardziej miękkiej formy aluminiowej do produkcji części przedprodukcyjnych. Pozwala im to przetestować rynek przed wdrożeniem formy stalowej. Podejście hybrydowe sprawdza się dobrze: część formowana jest obrabiana na krytycznych powierzchniach. Pozwala to zrównoważyć oszczędność kosztów z wąskimi tolerancjami.
Porównanie kosztów i czasu realizacji
Koszt jednostkowy to tylko jeden z czynników. Całkowity koszt posiadania obejmuje oprzyrządowanie, wskaźnik braków i czas realizacji.
Koszt jednostkowy a całkowity koszt posiadania
Część CNC nie wymaga żadnych nakładów na oprzyrządowanie, ale charakteryzuje się wyższym kosztem jednostkowym. Część formowana wtryskowo charakteryzuje się wysokim kosztem na oprzyrządowanie, ale niskim kosztem jednostkowym. Właściwy wybór zależy od całkowitej wielkości produkcji. Wydajność i trwałość również wpływają na koszt całkowity. Wytrzymała część może pozwolić na redukcję masy w innym miejscu. Wybór odpowiedniego procesu produkcji części robotów AMR zależy od tych kompromisów.
Czynniki wpływające na czas realizacji zamówienia według procesu
Czas realizacji zamówienia zależy od konfiguracji. Każdy proces produkcyjny ma inny czas realizacji. Partner taki jak NOBLE, wiodąca firma produkcyjna w Chinach, zapewnia wyjątkową obsługę. Ich wiedza specjalistyczna pomaga klientom w produkcji części do robotów AMR. NOBLE specjalizuje się w produkcji dla robotyki, zapewniając wysoką wytrzymałość i niską wagę każdego komponentu robota. Ich niezawodne części sprawdzają się w wymagających zastosowaniach. Rozumieją, że robotyka wymaga precyzji. NOBLE współpracuje z klientami, aby poprawić wydajność każdego budowanego systemu robotycznego. Każdy robot korzysta z ich wiedzy specjalistycznej w zakresie doboru materiałów. Odpowiedni materiał ma ogromne znaczenie. Dobry projektant robotów to wie. Świetny konstruktor robotów wybiera NOBLE.
NOBLE: Partner w produkcji części podwozi robotów mobilnych
Firma NOBLE zajmuje się obróbką metali i tworzyw sztucznych na potrzeby podwozi robotów mobilnych. Dba o każdy etap, od weryfikacji projektu po montaż gotowego produktu. W przypadku systemów robotycznych, dostęp do wszystkich tych elementów w jednym miejscu oszczędza czas i zapobiega pomyłkom. Wiedza z zakresu robotyki pomaga usprawnić każdy etap produkcji i doboru materiałów.
Ekspertyza w zakresie obróbki metali i tworzyw sztucznych
Obróbka CNC, formowanie wtryskowe i obróbka blachy
Firma NOBLE realizuje trzy główne procesy bezpośrednio w swoim zakładzie. Obróbka CNC obejmuje frezowanie 3-, 4- i 5-osiowe oraz toczenie, co pozwala osiągnąć wysoką precyzję, odpowiednią dla komponentów robotycznych.
Formowanie wtryskowe umożliwia produkcję części z tworzyw sztucznych i metalu. Firma NOBLE wykorzystuje formy stalowe i aluminiowe, przy czym formy stalowe są trwałe w przypadku produkcji wielkoseryjnej, a formy aluminiowe w przypadku produkcji krótkoseryjnej. Natężenie prasy dobierane jest w zależności od rozmiaru i materiału elementu.
Obróbka blachy dopełnia ofertę. NOBLE oferuje gięcie, spawanie, cięcie i tłoczenie z zachowaniem ścisłych tolerancji, odpowiednich dla ram podwozi i wsporników.
| Proces produkcji | Kluczowe możliwości |
| Obróbka CNC | Frezowanie CNC 3, 4, 5-osiowe, toczenie CNC, obróbka końcowa |
| Formowanie wtryskowe | Formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych, formowanie wtryskowe metali, produkcja form, obróbka końcowa |
| Produkcja blachy | Gięcie, spawanie, cięcie, tłoczenie, wykańczanie powierzchni |
Wsparcie projektowe poprzez montaż
Usługi NOBLE wykraczają poza samo wytwarzanie części. Zespół pomaga w projektowaniu części, doborze materiałów i planowaniu montażu. Sugerują odpowiedni proces dla każdego komponentu, aby uzyskać najlepszą wydajność w oparciu o wolumen i harmonogram.
W przypadku produkcji niskoseryjnej stosują obróbkę CNC lub odlewanie próżniowe. W przypadku produkcji wielkoseryjnej przechodzą na formowanie wielkoseryjne lub obróbkę blachy. Obróbka wtórna, taka jak polerowanie, malowanie proszkowe i lakierowanie, odbywa się na miejscu. Części dostarczane są gotowe do montażu.
Certyfikaty i standardy jakości
Firma NOBLE posiada certyfikaty zarządzania jakością, które gwarantują kontrolę procesu i identyfikowalność. Każda dostawa jest dokumentowana przez rejestry kontroli. Możesz prześledzić każdą część aż do jej partii produkcyjnej.
Pełna obsługa od prototypu do produkcji
Możesz zacząć od prototypu i rozwijać go do tysięcy jednostek bez konieczności zmiany dostawcy podczas budowy robota. NOBLE zajmuje się produkcją niskoseryjną z wykorzystaniem obróbki CNC oraz wielkoseryjną z wykorzystaniem formowania wtryskowego i obróbki blachy.
Wewnętrzna kontrola jakości pozwala na wczesne wykrywanie problemów. Zespół zna się na produkcji robotów. Dba o równowagę między wytrzymałością a wagą oraz dobiera odpowiedni materiał do każdego zastosowania robota.
Każdy sposób produkcji części podwozi robotów mobilnych rozwiązuje inny problem. Obróbka CNC jest najlepsza w przypadku wąskich tolerancji i małych partii. Formowanie wtryskowe obniża koszt każdej części przy produkcji wielu sztuk. Obróbka blachy pozwala szybko uzyskać sztywne ramy. Gotowe części oszczędzają czas na drobnym sprzęcie. W rzeczywistości większość projektów łączy kilka procesów.
Wybór materiałów przebiega w ten sam sposób. Aluminium równoważy wagę i wytrzymałość. Stal jest trwalsza, ale cięższa. Tytan jest lżejszy, ale znacznie droższy. Tworzywa sztuczne i kompozyty obniżają koszty lub wagę. Dopasuj materiał do objętości, a następnie pozwól, aby system decyzyjny Cię poprowadził. Sprawdź, czego potrzebuje Twoja część, zanim podejmiesz decyzję.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące części podwozi robotów mobilnych
Jak wybrać między obróbką CNC a formowaniem wtryskowym w przypadku części podwozia robota mobilnego?
Wszystko sprowadza się do wielkości i kształtu. CNC wygrywa w przypadku małych serii i ścisłych tolerancji. Formowanie opłaca się przy produkcji powyżej 50 000 części z użyciem narzędzi aluminiowych. Złożone kanały wewnętrzne sprzyjają formowaniu, podczas gdy podcięcia i głębokie wnęki skłaniają do obróbki CNC.
Jaki materiał najlepiej nadaje się na lekką ramę robota?
Aluminium 6061-T6 lub 7075-T6 zazwyczaj trafia w dziesiątkę. Oba oferują wysoki stosunek wytrzymałości do masy. W zastosowaniach wymagających jeszcze mniejszej masy można rozważyć zastosowanie zaawansowanych kompozytów, choć mogą one wiązać się z wyższymi kosztami i bardziej złożoną produkcją.
Kiedy obróbka blacharska ma sens w przypadku części podwozia?
Blacha doskonale nadaje się do produkcji ram i wsporników. Cięcie laserowe, gięcie i spawanie szybko zamieniają płaskie elementy w sztywne konstrukcje. Standardowe grubości aluminium wahają się od 0.020 do 0.250 cala. Stal ma rozpiętość od 0.018 do 0.375 cala. Jest tania i szybka w montażu.
Ile jednostek potrzebuję, zanim formowanie wtryskowe będzie się opłacać?
Narzędzia aluminiowe działają w ilości poniżej 50 000 części. Narzędzia stalowe sprawdzają się najlepiej przy produkcji od 100 000 do ponad miliona części. Poniżej tych progów koszt narzędzi rzadko się opłaca. Narzędzia pomostowe z miękką formą aluminiową pozwalają najpierw przetestować rynek.
Co jest przyczyną problemów z tolerancją nakładania się elementów podwozia robota mobilnego?
Każda część ma określoną tolerancję, a błędy się kumulują. Mieszane materiały pogarszają sytuację, ponieważ różne materiały rozszerzają się w różnym tempie. W przypadku zespołów o krytycznym znaczeniu, dopasuj wartości współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE) lub prześwit projektowy dla całego zakresu temperatur, aby zapewnić dokładne dopasowanie.
Dlaczego żebra i wzmocnienia są istotne w konstrukcji podwozia?
Żebra zwiększają wytrzymałość bez zwiększania masy. W przypadku części CNC należy zachować stosunek wysokości do grubości między 5:1 a 10:1. Trzy długie żebra mogą ponad dwukrotnie zwiększyć wytrzymałość na zginanie. W częściach formowanych żebra są zazwyczaj cieńsze niż ścianka główna, aby uniknąć zapadnięć.
Jakie certyfikaty powinien posiadać partner produkcyjny w zakresie prac z zakresu robotyki?
Szukaj partnera produkcyjnego z certyfikatami jakości, które gwarantują kontrolę i identyfikowalność procesu. NOBLE zapewnia wsparcie projektowe aż do montażu końcowego.
Czy jeden dostawca jest w stanie zająć się zarówno prototypowaniem, jak i produkcją masową?
Tak, i oszczędza czas. Firma NOBLE rozpoczyna produkcję od obróbki CNC lub odlewania próżniowego w przypadku małych serii. W przypadku dużych serii przechodzi na formowanie wtryskowe lub obróbkę blachy. Wewnętrzne operacje dodatkowe, takie jak polerowanie i malowanie proszkowe, oznaczają, że części są dostarczane gotowe do montażu.
