Bakit Mahalaga ang CNC Machining para sa mga Embodied Robot
Kapag nakikita mo ang mga robot na may katawan na gumagawa ng backflip sa harap mo, nag-aalala ka ba na baka magkahiwa-hiwalay ang mga ito o mag-aberya? Ang mga kasukasuan ay nababaluktot. Ang mga braso ay nakaunat. Ang buong istraktura ay nakararanas ng totoong puwersa—gravity, inertia, at impact.
Kaya ang hardware ay kailangang matigas, magaan, at tumpak.
Dalawang proseso ang nangingibabaw sa espasyong ito para sa prototyping at low-to-medium volume runs. CNC machining at sheet metal fabrication. Parehong madaling makuha. Parehong mabilis na nakakagawa ng mga totoong piyesa. Ngunit magkaiba ang kanilang layunin.
Ang dalawang prosesong ito ay talagang mahalaga rin sa paggawa ng mga embodied robot. Pagkatapos, ipapakita ko sa iyo kung paano nagtutulungan ang CNC machining at sheet metal fabrication upang bumuo ng isang embodied robot, hakbang-hakbang.
Mga Bahaging Ginama sa CNC (Ang Precision Core)
May ilang bahagi na tumutukoy sa pagganap ng robot. Sila ang kumukuha ng mga karga. Sila ang nagtatakda ng katumpakan. Kung wala ang mga ito, ang buong makina ay aanod at sisira.
Mga Pinagsamang Pabahay
Makikita mo ang mga ito sa mga balikat, balakang, tuhod, at bukung-bukong. Kayang hawakan ng bawat isa ang buong puwersa ng pag-ugoy ng paa o posisyon ng paglipat ng katawan. Kailangan ng pabahay ng mga tiyak na butas. Mahigpit na nakadiin ang mga bearings. Ang mga seal ay nakasentro sa umiikot na baras.
Maliban na lang kung may mga partikular na pangangailangan ang kostumer, may tendensiya kaming gumamit ng 6061 o 7075 na aluminyo sa paggawa ng mga piyesang ito. Ang 5-axis CNC machining ang pinakamahusay na paraan. Kayang maabot ng tool ang mga undercut at angled face sa isang setup. Ngunit kaya rin ng isang bihasang machinist na gawin ang parehong piyesa sa isang three-axis mill. Kailangan lang nito ng maraming setup, mas maraming fixturing, at maingat na muling kwalipikasyon ng mga datum. Mas mabilis at mas tumpak ang five-axis path. Mas mura ang three-axis path para sa maliliit na pag-ikot.
Mga Rotary Transmission Shaft
Ang mga bahaging ito ay umiikot. Inililipat nila ang torque mula sa motor patungo sa joint. Medyo mahirap ang geometry. Ang mga bearing journal ay nangangailangan ng mahigpit na kontrol sa diameter. Ang mga spline o keyway ay naglilipat ng pag-ikot nang hindi nadudulas. Ang mga threaded bits ay humahawak sa mga retaining nut o pulley. Maraming shaft ang mayroon ding mga internal through-hole. Ang mga wire para sa mga sensor o power ay dumadaan mismo sa gitna ng umiikot na assembly.
Gumagamit kami ng mga CNC lathe na may live tooling para gawin ang mga shaft na ito. Ginagawa ng lathe ang mahirap na trabaho ng pagpihit ng mga panlabas na diyametro. Ang live tooling ang nagmi-mill ng mga patag na bahagi, nagbubutas ng mga cross-hole, at pinuputol ang mga keyway nang hindi kinakailangang tanggalin ang bahagi mula sa spindle. Pagdating sa mga kumplikadong shaft, karaniwang pinakamahusay na pumili ng isang five-axis turn-mill center. Hinahawakan nila ang mga off-axis na tampok at angular port sa isang clamping.
Mahalaga rito ang daanan ng materyal. Una sa lahat, i-rough ang shaft. Siguraduhin lamang na mayroon kang stock ng mga kritikal na diyametro. Pagkatapos ay ipadala ito sa heat treatment. Ang target na katigasan ay mula HRC 45 hanggang 60, depende sa haluang metal at kung gaano kalakas ang kaya nitong tiisin. Kapag tapos na ang heat treatment, oras na para tapusin ang paggiling sa mga bearing journal at mga seal surface. Ang paggiling ay nagiging talagang tumpak gamit ang hardened steel, na hindi kayang tapatan ng pag-ikot. Ang resulta ay isang shaft na umiikot nang tama, mabagal ang pagkasira, at tatagal hangga't dapat ay tatagal ang mga robot na naka-embodied.
Torso Chassis (Pangunahing Plato ng Pagkakabit)
Ito ang gulugod ng robot. Lahat ay nakakonekta rito. Mga kompyuter, baterya, actuator, mga sistema ng pamamahala ng kable. Ang plato ay nagbibigay sa iyo ng patag at parallel na mga reference surface. Kung ang plato ay mabaluktot o mabaluktot, wala nang iba pang bagay na maaayos nang tama. Ang iyong mga robot ay tatayo nang baluktot.
Ginagawa namin ito mula sa isang platong aluminyo. Ang kapal ay nag-iiba sa pagitan ng 12 at 25 milimetro, depende sa laki ng robot at kung paano ito ginawa. Ang trabaho sa pagma-machining ay simple ngunit medyo mahirap. Mayroong daan-daang mga butas na may sinulid, lahat ay binutasan at tinapik sa loob ng isang pulgada ng kanilang buhay. Kung makakakuha ka ng butas sa maling lugar sa isang plato, maaari kang magastos nang malaki. Gumagamit ang mga tindahan ng mga CNC machining center na may mga probing cycle upang suriin ang mga posisyon ng butas bago mag-tap.
Maliliit na Bahagi ng Katumpakan
Hindi lahat ng bahagi ay isang estruktural na bulkhead. Ang ilang mga bahagi ay maliliit. Nangangailangan ang mga ito ng iba't ibang makina at iba't ibang pag-iisip.
Maliit, masalimuot, at marami ang mga buto ng daliri at mga kawing ng kamay. Ang isang humanoid na kamay ay maaaring may humigit-kumulang labinlima o dalawampung articulated link. Ang bawat isa ay may mga bearing surface, pivot hole, at cable guide. Ang mga Swiss-type lathe ang perpektong pagpipilian sa kasong ito. Gumagamit ang mga ito ng mga makina upang putulin ang mahahabang at manipis na bahagi mula sa bar stock na may pambihirang concentricity. Para sa mas maliliit na katangian, ang mga micromill ang dapat gamitin. Ang mga tool na ginagamit namin ay may diyametro na wala pang isang milimetro. Ang mga feed rate ay sinusukat sa microns bawat ngipin.
Ang mga flexure ng force/torque sensor ay isa pang hamon. Ito ay mga manipis na pader na elastic na istruktura. Medyo malambot ang mga ito kapag nilagyan mo ng pressure. Sinusukat ng mga strain gauge ang deformation na iyon. Kailangang bumalik nang perpekto ang bahagi sa bawat pagkakataon. Kung masyadong maraming materyal, maaaring maging manhid ang sensor. Hindi lang ito nakakagawa ng sapat para permanenteng baguhin ang mga bagay-bagay. Kung machining mo ang mga ito mula sa aluminum o 17-4PH stainless steel, kakailanganin mong maging maingat sa iyong toolpath control. Anumang marka ng cutter ay nagiging stress concentration. Maraming tindahan ang nagtatapon ng kalahati ng kanilang unang batch kapag nalaman nila ito.
Mas simple ngunit tumpak pa rin ang mga bearing retainer plate at encoder mount. Nakikita nila ang mga bearings sa axial na direksyon. Hawak nila ang mga encoder readhead sa eksaktong air gaps. Mahalaga ang mga tolerance, ngunit ang geometry ay kadalasang medyo diretso.
Mga Panuntunan sa Disenyo para sa CNC Machining (Naka-bullet na listahan)
Gusto mo bang malaman ang iniisip ko? Ano ang dapat mong bigyang-pansin? Nagsama-sama ako ng ilang punto na sana ay makatulong.
- Sikaping iwasan ang masisikip at makikitid na bulsa hangga't maaari. Anumang bulsa na higit sa apat na beses ang lalim kaysa sa lapad nito ay isang problema. Hindi madaling matanggal ang mga chips. Hindi makakarating ang coolant sa cutting zone. Ang mahahaba at payat na mga end mill ay maaaring magkagulo o mabasag. Baguhin ang disenyo ng bahagi o magdagdag ng butas para mas madaling mailabas ang mga chips.
- Gumamit ka na lang ng karaniwang radius ng end mill para sa mga panloob na sulok, ha? Ang pinakakaraniwang radius ay 1.5 mm, 3 mm, at 6 mm. Katugma ang mga ito sa mga kagamitang available na. Kung mayroon kang hindi karaniwang radius, halimbawa 4.2 mm, kakailanganin ng talyer na mag-custom-grind ng isang kagamitan o gumamit ng maraming paraan para linisin ang sulok. Parehong nagdaragdag ng gastos at lead time ang parehong opsyon.
- Tukuyin lang ang mas mahigpit na tolerance kung talagang kailangan. Ang isang bearing journal o gear mounting surface ay talagang nangangailangan ng ±0.005 mm. Ang isang cosmetic outer profile ay hindi. Maraming designer ang nagtatakda ng mas mahigpit na tolerance sa bawat dimensyon. Mas magastos lang iyon nang hindi napapabuti ang paggana nito. Mag-ingat lang kung sino ang pipiliin mo.
- Ang ideya ay magdisenyo para sa mga minimal na setup. Sa tuwing tinatanggal natin ang isang bahagi mula sa makina at nirerefit ito, bumababa ang katumpakan at tumataas ang oras ng pag-ikot. Kung ang isang bahagi ay minamanipula sa isa o dalawang setup, kalahati lang ang magagastos nito kumpara sa isang bahagi na nangangailangan ng limang setup. Ang mga feature na orientation ay mapupuntahan lamang mula sa isang direksyon. Sikaping iwasan ang mga undercut maliban na lang kung talagang kailangan. Magdisenyo para sa makina, hindi lamang para sa function.
Ginawang Sheet Metal Mga Bahagi (Ang Magaan na Balangkas)
Ang mga embodied robot ay lubos na kumplikado, ngunit mayroon pa ring ilang mga bahagi na kailangang maging matibay, magaan, at mura. Dito talaga pumapasok ang kahalagahan ng sheet metal. Ginagamit ito upang likhain ang balat at mga pangalawang istruktura ng robot.
Mga Enclosure at Panel ng Torso
Isipin ang mga side panel, back cover, at top deck. Pinipigilan nito ang alikabok at mga kable na pumasok. Ginagawa rin nitong parang tapos na ang robot. Alam nating lahat na ang gusot ng mga alambreng nakasabit sa isang prototype ay hindi magandang tingnan.
Gumagamit kami ng laser cutter sa paggawa ng aming mga produkto. Pinuputol ng makina ang mga patag na blangko mula 1.5 hanggang 2 milimetrong mga sheet ng aluminyo. May mga butas para dumaloy ang hangin. May mga ginupit para sa mga daanan ng kable. Pagkatapos, ang bahagi ay lilipat sa isang press brake. Ang preno ay yumuyuko, nag-flange, at humuhubog sa 3D na disenyo.
Ang mga PEM nut ay isang karaniwang detalye rito. Ito ay mga press-in threaded insert. Ikakabit ito ng isang talyer pagkatapos itong ibaluktot. Ang insert ay kapantay ng ibabaw ng sheet. Ngayon, maaari mo nang gamitin ang isang manipis na aluminum panel na may steel bolt nang hindi natatanggal ang mga sinulid. Madali lang. Gumagana ito nang maayos.
Mga Link ng Binti at Braso
Hindi kailangang maging solidong metal ang mga paa't kamay ng isang robot na may katawan. Mahusay ang paggamit ng mga C-channel at mga closed box. Pareho itong gawa sa bent sheet metal.
Isang karaniwang pamamaraan ang gumagamit ng dalawang U-channel. Ang bawat channel ay may simpleng baluktot na hugis. Inilalagay ng assembler ang mga ito nang magkadikit at pinagdudugtong ang mga flange. Ang resulta ay isang saradong box section. Matigas sa pagbaluktot. Matigas sa torsion. Magaan dahil karamihan sa materyal ay nasa mga panlabas na ibabaw. Ito ay ang parehong prinsipyo ng isang I-beam o isang bicycle frame tube.
Ang mga sheet metal link na ito ay direktang ikinakabit sa bolt o rivet sa mga makinang joint housing. Ang housing ang nagbibigay ng mga precision bearing surface. Ang sheet metal link naman ang nagbibigay ng structural reach. Ginagawa ng bawat materyal ang pinakamahusay nitong ginagawa.
Mga Enclosure ng Baterya
Ang mga lithium-ion cell ay nangangailangan ng proteksyon. Ang isang butas ay maaaring magpasiklab ng apoy. Ang isang yupi ay maaaring magdulot ng internal short circuit. Ang mga battery enclosure ay mga nakabaluktot na kahon lamang na may mga takip na maaari mong tanggalin. Ang sheet metal ay nagbibigay ng resistensya sa impact. Pinipigilan din nito ang mga cell na aksidenteng madikit sa mga kagamitan o mga kalat habang nagmementinar.
Nagdagdag ang mga taga-disenyo ng mga baluktot na tab sa mga enclosure na ito. May mga butas ang mga tab. Ang mga butas ay nakahanay sa mga sinulid na insert sa torso chassis. Ilang turnilyo lang ang nakakabit sa buong battery pack. Ilang segundo lang ang kailangan para matanggal. Napakadali lang palitan ito. Medyo simple lang ang sheet metal enclosure. Gumagana lang ito, at maaasahan ang paggana.
Mga Bracket ng Pag-mount ng Elektroniks
Kailangan ng mga sensor at circuit board ng mga tahanan. Hindi kailangang maging kumplikado ang mga mount. Gumagana nang maayos ang mga simpleng L-bracket at Z-bracket. Ginagamit ito ng mga tao para sa mga camera, LiDAR unit, at microcontroller.
Medyo mabilis ang proseso. Kumuha ng patag na disenyo mula sa isang aluminum sheet na nasa pagitan ng 1 at 1.5 mm ang kapal. Ibaluktot lang ito gamit ang press brake. Tapos na ang trabaho. Ang turnaround ay sinusukat sa mga araw, hindi linggo. Ang bilis na ito ay talagang mahalaga kapag ginagawa mo ang unang bersyon ng isang produkto. Kailangan mo bang ilipat ang posisyon ng sensor? Magdisenyo ng bagong bracket. Gupitin lang ito. Ibaluktot ito. Subukan ito. Ang buong cycle ay tumatagal ng isang hapon.
Mga Plato ng Paa (Simpleng Bersyon)
Ang foot plate ang naglilipat ng mga puwersa ng reaksyon ng lupa papunta sa istruktura ng binti. Ang pangunahing bersyon ay isang patag na plato lamang.
Ang waterjet cutting ang pinakamagandang opsyon dito. Walang bahaging apektado ng init. Walang magagaspang na bahagi na nangangailangan ng karagdagang pag-aayos. Ang plato ay nananatiling patag at walang stress. Pagkatapos, pagkatapos putulin, ang isang talyer ay magbubutas at magta-tap ng mga butas para sa pagkakabit ng force/torque sensor.
Ang aming mga inhinyero ay may tendensiyang gumamit ng spring steel sa halip na aluminum para sa mas matibay na tibay. Medyo yumuko ang plato kapag may pressure dito, ngunit bumabalik din sa pagiging patag. Mas tatagal ito bago mabasag. Ang kapalit ay ang bigat at resistensya sa kalawang. Mas mabigat ang spring steel at kalawangin kung hindi ito lalagyan ng coating.
Mga Panuntunan sa Disenyo para sa Paggawa ng Sheet Metal
Ang mga patakarang ito ay nakakatulong upang mapanatiling maayos ang paggawa ng mga piyesa. Kung hindi, maaaring tumawag muli ang isang tindahan at humingi ng mga pagbabago o maningil ng mas mataas.
- Siguraduhing ang diyametro ng butas ay hindi bababa sa kasinglaki ng kapal ng materyal. Kailangan mong tiyakin na mayroong kahit isang 1 mm na butas sa bawat 1 mm na sheet. Ang mas maliliit na butas ay nangangailangan ng mga espesyal na kagamitan o karagdagang pagbabarena. Pareho silang nagdaragdag ng gastos.
- Siguraduhing panatilihin ang distansya mula butas hanggang liko. Ang karaniwang tuntunin ay 2.5 beses ang kapal ng materyal kasama ang radius ng liko. Kung maglalagay ka ng butas nang masyadong malapit sa isang liko, ito ay mapipilipit. Ang materyal ay lumalawak palabas sa liko. Ang butas ay nagiging mas hugis-itlog. Hindi na magkakasya ang mga pangkabit.
- Ang disenyo ay dapat magkaroon ng taas ng flange na hindi bababa sa apat na beses ang kapal ng materyal. Kung ang flange ay masyadong maikli, hindi ito mabubuo nang tumpak. Ang press brake die ay nangangailangan ng sapat na materyal upang kumapit. Ang maiikling flanges ay kulang din sa higpit. Ang mga ito ay umuugoy kapag may bigat.
- Magdagdag ng mga fillet na may radius sa mga panloob na sulok. Ang matutulis na sulok ay maaaring maglagay ng malaking presyon sa isang ibabaw. Kung mayroon kang baluktot na bahagi, ang isang matalas na panloob na sulok ay isang bitak na naghihintay na mangyari. Ang radius ay namamahagi ng karga. Ang bahagi ay mas tumatagal. Ang panuntunan ay nalalapat sa parehong patag na pattern at sa pangwakas na nabuo na hugis.
- Para lang malaman mo, mahalagang tukuyin ang direksyon ng pagliko kaugnay ng hilatsa ng materyal, lalo na pagdating sa aluminyo. Ang sheet metal ay may direksyon ng hilatsa mula sa rolling mill. Ang pagbaluktot sa hilatsa ay nagpapatibay dito. Ang pagbaluktot kasabay ng hilatsa ay maaaring humantong sa pagbibitak sa labas ng liko. Ipapakita ito ng mga bihasang taga-disenyo sa drowing. Kung wala kang karanasan, malamang na matututunan mo ito pagkatapos masira ang iyong unang batch ng mga piyesa.
Mga Hybrid na Asembliya (Makina + Binuo)
Imposibleng bumuo ng isang buong robot gamit lamang ang iisang proseso ng pagmamanupaktura. Ang proseso ay lubhang kumplikado, ngunit ang aming pangkalahatang pamamaraan ay ang paggamit ng CNC machining para sa mga bahagi kung saan ang katumpakan at lakas ay kritikal at sheet metal fabrication para sa mga bahagi kung saan ang timbang at gastos ay mas mahalaga. Pagkatapos ay binubuo namin ang mga bahaging ito.
Disenyo ng Konstruksyon ng Binti
Tingnan ang isang naka-embodied na binti ng robot, mula balakang hanggang paa. Mayroon itong tatlong kasukasuan: ang balakang, tuhod, at bukung-bukong. Ang bawat kasukasuan ay nangangailangan ng isang makinang pabahay. Ang mga butas ng bearing ay dapat na konsentriko. Ang mga mounting face ay dapat na parallel. Ang mga seal grooves ay dapat na malinis. Ito ang larangan ng CNC machining.
Ngayon, isaalang-alang ang mga ugnayan sa pagitan ng mga kasukasuang iyon. Hita. Biyahe. Ito ay mahahaba at istruktural na mga katawan. Kailangan nilang maging matigas sa buong haba nito. Gayunpaman, hindi nila kailangan ang densidad ng isang solidong bloke ng aluminyo. Ang mga sheet metal channel ay mainam para sa layuning ito. Ang isang U-channel o closed box section ay nagbibigay ng higpit sa pagbaluktot sa isang maliit na bahagi ng bigat.
Ibinu-bolt o ikinakabit ng assembler ang makinang pabahay sa sheet metal channel. Pagkatapos, hinahawakan ng pabahay ang precision joint. Pinaghihiwalay naman ng channel ang dalawang pabahay sa isang takdang distansya. Ginagawa ng bawat bahagi ang trabaho nito. Magkasama, gumagana ang mga ito bilang isang yunit.
Disenyo ng Konstruksyon ng Torso
Ang torso ay dinisenyo gamit ang katulad na lohika, ngunit may iba't ibang proporsyon.
Isang gitnang spine plate, na minanikula mula sa isang piraso ng metal, ang tumatakbo pababa sa gitna. Ito ang bumubuo sa matibay na gulugod. Direktang nakakabit dito ang mga actuator. Ang mga computer at baterya ay nakakabit sa mga ibabaw nito. Ang spine plate ay dapat na patag, matibay, at tumpak na nabutas. Ang CNC machining mula sa isang makapal na aluminum plate ang tamang paraan.
Sa paligid ng siksik na core na ito, idinaragdag ang mga sheet metal na panel sa gilid, harap, at likuran. Ang mga ito ay may dalawang layunin. Una, kinukulong nito ang mga panloob na bahagi. Walang mga nakalantad na alambre. Pangalawa, pinipigilan nito ang mga daliri na tumusok sa mga gumagalaw na bahagi. Pangalawa, pinapataas nito ang torsional stiffness. Ang isang saradong sheet metal box ay mas epektibong lumalaban sa pag-ikot kaysa sa isang patag na plato.
Mahusay ang kombinasyong ito. Kayang hawakan ng isang makinadong core ang mga konsentradong karga at mga precision interface. Kayang hawakan naman ng isang sheet metal shell ang malalawak na ibabaw at mga kinakailangan sa enclosure. Kapag pinagsama-sama, mas matimbang at mas mura ang mga ito kaysa sa isang ganap na makinadong torso.
Disenyo ng Konstruksyon ng Kamay
Kahit maliit ang mga kamay, nananatiling pare-pareho ang disenyo.
Ang mga katangiang katumpakan ay ibinibigay ng mga buto ng daliri na gawa sa CNC, na binubuo ng robot metal. May mga butas para sa mga kasukasuan. Mayroon ding mga gabay sa kable para sa mga litid. Mayroon ding mga patag na ibabaw para sa mga pangkabit na pangkabit. Bagama't maliit ang bawat buto, mahigpit ang mga tolerance. Maaari itong gawin nang maramihan gamit ang isang Swiss-type lathe o isang micromill.
Maaaring gumamit ng mga sheet metal plate ang palad. Manipis na materyal. Mga baluktot na flange. Ang mga ito ang bumubuo sa kurbadong hugis ng palad. Nagbibigay din ang mga ito ng mga punto ng pagkakabit para sa mga buto ng daliri.
Pinagsasama-sama ng maliliit na rivet o turnilyo ang assembly. Ang mga pinong buto ng daliri na pino ay umiikot sa mga precision pin. Ang palad na gawa sa sheet metal ay nagbibigay ng suporta. Ang resulta ay isang kamay na gumagalaw nang maayos, maliit ang bigat, at mas mura kaysa sa isang ganap na pinong alternatibo.
CNC Machining vs. Paggawa ng Sheet Metal
Nagtatanong ang mga tao kung aling pamamaraan ang mas mainam. Mali ang tanong na iyan. Iba-iba ang problemang nilulutas ng bawat proseso. Ipinapakita ng talahanayan sa ibaba kung paano sila nagkakaiba.
| Ayos | CNC Machining | Sheet Metal Fabrication |
| Pinakamahusay para sa | Mga butas ng bearing, mga butas na may katumpakan at may sinulid, kumplikadong 3D geometry. | Mga patag o baluktot na plato, mga simpleng bracket, mga enclosure, at mga estruktural na balat. |
| Karaniwang dami | Mababang dami. 1 hanggang 100 yunit. | Mababa hanggang katamtamang dami. 10 hanggang 500 yunit. |
| Gastos sa kagamitan | Wala. Walang amag o die. | Mababa. Simpleng press brake tooling. Hindi kailangan ng matitigas na tooling gamit ang laser cutting. |
| Bawat bahagi na gastos | Mataas. Malaki ang pag-aaksaya ng materyal. | Mababa para sa mga pagpapatakbo ng 10 o higit pang mga yunit. |
| Oras ng pagsisimula (mga prototype) | 1 sa 2 linggo. | 3 hanggang 7 araw. |
| Lakas-sa-timbang | Maganda, pero siksik. | Napakahusay. Mahusay na nakakapagdala ng bigat ang manipis na materyal. |
| Geometric na pagiging kumplikado | Napakataas. Mga undercut, malalalim na bulsa, pinagsamang anggulo. | Mababa. Limitado sa mga hugis na maaaring ibaluktot. |
Kailan Pumili ng CNC Machining
Pumili ng CNC machining para sa mga piyesang nangangailangan ng mga bearing bore. Ang mga bore na ito ay dapat na perpektong bilog at nasa loob ng ilang microns ng kinakailangang laki. Piliin ito para sa mga threaded precision hole na eksaktong nakahanay sa mga mating component. Piliin ito para sa mga kumplikadong three-dimensional geometry na hindi maaaring tantiyahin ng isang flat sheet. Joint housing. Isang sensor bracket na may compound angles. Isang custom gear blank.
Mababa ang paunang gastos. Walang kailangang bilhin na kagamitan. Gayunpaman, mataas ang gastos sa bawat bahagi. Ang isang makinang bahagi ay nagsisimula bilang isang solidong bloke. Karamihan sa blokeng iyon ay nagiging mga piraso sa sahig ng pabrika. Para sa mga produksyon na tumatakbo sa pagitan ng isa hanggang isang daang bahagi, may katuturan ang kapalit na ito. Gayunpaman, para sa mas malaking volume, sinisimulan naming tingnan ang iba pang mga pamamaraan.
Kailan Pumili ng Sheet Metal Fabrication
Pumili ng CNC machining para sa mga bahagi ng robot na may katawan na nangangailangan ng mga bearing bore. Ang mga bore na ito ay dapat na perpektong bilog at nasa loob ng ilang microns ng kinakailangang laki. Piliin ito para sa mga butas na may sinulid at katumpakan na eksaktong nakahanay sa mga bahaging magkapares. Piliin ito para sa mga kumplikadong three-dimensional na geometry na hindi maaaring tantiyahin ng isang patag na sheet. Pinagsamang housing. Isang sensor bracket na may mga compound angle. Isang custom gear blank.
Mababa ang paunang gastos. Walang kailangang bilhin na kagamitan. Gayunpaman, mataas ang halaga ng bawat bahagi. Ang isang makinang bahagi ay nagsisimula bilang isang solidong bloke. Karamihan sa blokeng iyon ay nagiging mga piraso sa sahig ng pabrika. Para sa mga produksyon na tumatakbo sa pagitan ng isa hanggang isang daang bahagi, may katuturan ang kapalit na ito. Gayunpaman, para sa mas malaking volume, nagsisimulang maghanap ang mga tao ng ibang mga pamamaraan.
Mga Pagsasaalang-alang sa Gastos at Lead Time
Ang lead time para sa mga prototype ng CNC machining ay 1-2 linggo. Ang problema ay nasa programming at setup. Kapag gumagana na ang makina, mabilis itong nakakagawa ng mga piyesa. Gayunpaman, ang bawat piyesa ay nangangailangan ng malaking oras. Ang mataas na halaga ng bawat piyesa ay sumasalamin dito.
Mas mabilis ang paggawa ng sheet metal. Ang proseso ay tumatagal ng tatlo hanggang pitong araw mula sa pagguhit hanggang sa natapos na bahagi. Mabilis ang pagputol gamit ang laser. Mabilis din ang pagbaluktot. Para sa mga order na sampu o higit pang yunit, ang gastos sa bawat yunit ay bumababa nang malaki. Ang unang bahagi ay tumatagal ng parehong oras tulad ng sa ikasampu.
Ang hybrid na pamamaraan ang pinaka-cost-effective na solusyon para sa mga kumpletong robot. Makinahin ang mga precision joint. Buuin ang mga structural link. Pagdugtungin ang mga ito gamit ang bolt. Ang kabuuang gastos ay mas mababa kaysa sa isang all-machined robot. Ang kabuuang timbang ay mas mababa rin kaysa sa isang all-sheet-metal robot. Ang mga nakakaintindi sa parehong proseso ay mas mabilis na makakagawa ng mas mahuhusay na makina.
Piliin ang NOBLE para sa nakakatawang-tao paggawa ng robot
Sino po kami
Ang NOBLE ay isang kumpanya ng precision CNC machining. Malawak ang aming karanasan sa paggawa ng robotics, automation, at mga medikal na aparato.
Tinutulungan namin ang agwat sa pagitan ng prototyping at produksyon. Maraming kumpanya ang dalubhasa sa mga minsanang proyekto o mataas na volume ng produksyon. Pareho naming hinahawakan ang pareho. Gumagawa kami ng mga single-unit run para sa pagsubok. Hinahawakan din namin ang mid-volume na produksyon mula 1 hanggang mahigit 1,000 unit. Gumagamit kami ng parehong makina para sa pareho. Parehong pamantayan ng kalidad. Nagbibigay kami ng parehong atensyon sa detalye.
Mga Kakayahan sa Pangunahing Pagma-machine
CNC Milling
Nag-aalok kami ng three-, four-, at 5-axis CNC milling . Pinapanatili namin ang mga tolerance na ±0.005 mm (±0.0002 pulgada) para sa mga kritikal na tampok. Ang aming mga kakayahan sa high-speed machining ay humahawak sa mga bahaging aluminyo at manipis na dingding nang walang pagkagulo o distortion.
CNC Turning
Mayroon kaming mga live tooling lathe na may kakayahang Y-axis. Ang mga Swiss-type automatic lathe ay ginagamit para sa maliliit at kumplikadong mga bahagi. Ginagamit ang mga ito para sa mga finger bone, micro-shaft, at mga bahagi ng sensor. Ang Swiss lathe ay gumagamit ng bar stock at gumagawa ng mga natapos na bahagi sa isang cycle.
Mga Proseso ng Pagsuporta
Ang surface grinding at cylindrical grinding ay parehong nakakagawa ng mga finish na may kalidad na bearing. Nakakamit namin ang Ra value na 0.4 micrometres o mas mataas pa sa mga ibabaw ng lupa.
Isinasagawa ang heat treatment sa loob ng kumpanya o sa pamamagitan ng mga kwalipikadong kasosyo. Nag-aalok kami ng annealing, hardening, at stress relieving. Ang NOBLE ang namamahala sa parehong proseso at dokumentasyon.
Kasama sa post-machining finishing ang deburring, anodising (clear at Type III hard coat), passivating stainless steel, at media tumbling upang lumikha ng pare-parehong tekstura ng ibabaw.
Certifications
ISO 9001: 2015
Nakakuha ang NOBLE ng sertipikasyon sa sistema ng pamamahala ng kalidad, na nagsisiguro na ang lahat ng proseso, mula sa pagmamanupaktura at inspeksyon hanggang sa pagpapadala, ay pinamamahalaan alinsunod sa mga itinatag na pamantayan. Ginagarantiyahan ng sertipikasyon ng ISO 9001:2015 ang pare-parehong kalidad, kakayahang masubaybayan, at patuloy na pagpapabuti ng aming mga piyesa. Nangangahulugan ito na makakasiguro ang aming mga customer na makakatanggap ng mga piyesang nakakatugon sa mga espesipikasyon sa bawat oras.
ISO 13485: 2016
Bukod sa sertipikasyon ng ISO 9001, nakakuha rin kami ng sertipikasyon para sa pamamahala ng paggawa ng mga kagamitang medikal. Ito ay partikular na mahalaga sa konteksto ng mga robotic surgical instrument, medical exoskeleton, at rehabilitation robot. Ang pamantayan ay nangangailangan ng mas mahigpit na dokumentasyon, mas pormal na pamamahala ng panganib, at mas masusing pagpapatunay ng proseso kaysa sa hinihingi ng ISO 9001 lamang. Pinapanatili namin ang lahat ng ito.
FAQ
Anong mga uri ng mga bahagi ng robot ang pinakaangkop para sa CNC machining kaysa sa 3D printing o sheet metal?
Mga joint housing. Mga rotary shaft. Anumang bahagi na nangangailangan ng bearing bore o masisikip na tolerance sa hanay na ±0.005 mm. Ang mga bahaging ito ay nagdadala ng mga karga at naglalagay ng mga gumagalaw na bahagi. Ang 3D printing ay angkop para sa mga kumplikado at low-load na bracket kung saan pangalawa ang lakas. Ang sheet metal ay angkop para sa mga enclosure at structural link kung saan simple ang geometry.
Anong mga materyales ang inirerekomenda ng mga tao para sa mga bahaging istruktural ng robot?
Ang aluminyo 6061-T6 ang pinakamabisang makina. Matibay. Madaling makinahin. Makatwirang presyo. Para sa mas mataas na tibay, ang 7075-T6 ang pagpipilian. Mahusay itong makinahin ngunit mas mahal. Para sa mga joint housing na nangangailangan ng katigasan ng ibabaw at resistensya sa pagkasira, karaniwan ang 17-4PH stainless steel. Ito ay tinatanggap ang mataas na tibay at lumalaban sa pagkagalit. Para sa mga magaan at hindi metal na bahagi, mahusay na gumagana ang PEEK at Delrin (acetal). Ang mga ito ay matigas, matatag, at madaling makinahin. Walang alalahanin sa kalawang.
Paano pumipili ang mga tao sa pagitan ng CNC machining at sheet metal para sa isang partikular na bahagi?
Isang simpleng tuntunin ang sumasaklaw sa karamihan ng mga kaso. Kung ang bahagi ay may mga bearing bore, kumplikadong three-dimensional geometry, o nangangailangan ng masikip na tolerance, piliin ang machining. Kung ang bahagi ay isang patag o baluktot na plate na may mga butas ng fastener at walang precision interface, piliin ang sheet metal. Kapag ang isang bahagi ay may parehong uri ng mga tampok, madalas itong dinidisenyo ng mga tao bilang isang assembly. I-machine ang precision core. Buuin ang sheet metal shell. I-bolt ang mga ito nang magkasama.
Anong mga tampok sa disenyo ang nagpapataas ng gastos ng isang makinang bahagi?
Problema ang malalalim at makikitid na bulsa. Kapag ang lalim ng bulsa ay lumampas sa apat na beses ng diyametro ng kagamitan, nagiging mahirap ang pag-alis ng mga piraso ng piraso. Posible ang pagkasira ng kagamitan. Lubhang tumataas ang oras ng pag-ikot.
Ang matutulis na panloob na sulok ay isa pang isyu. Ang isang parisukat na panloob na sulok ay nangangailangan ng isang espesyal na kagamitan o pangalawang operasyon. Ang isang radiused na sulok ay nagbibigay-daan sa isang karaniwang end mill. Dapat magdagdag ang mga tao ng mga fillet hangga't maaari.
Hindi kinakailangang mahigpit na tolerance sa bawat gastos ng feature drive nang hindi nagdaragdag ng halaga. Ang isang bearing bore ay lehitimong nangangailangan ng ±0.005 mm. Ang isang outer profile ay hindi. Tukuyin lamang ang mahigpit na tolerance kung saan hinihingi ito ng function.
Maaari bang gumawa ang mga tao ng mga piyesa para sa mga medikal na robot o mga aparatong pang-operasyon mula sa NOBLE?
Oo. Ang NOBLE ay may sertipikasyon ng ISO 13485:2016. Ito ang pamantayan sa pamamahala ng kalidad para sa mga aparatong medikal. Ipinapakita nito ang aming kakayahan sa pagma-machine ng mga bahagi para sa mga aplikasyon sa pangangalagang pangkalusugan. Para sa mga trabahong ito, pinapanatili namin ang ganap na pagsubaybay. Mga sertipikasyon sa materyal. Mga talaan ng inspeksyon. Dokumentasyon sa proseso. Ang mga kliyente ay makakatanggap ng kumpletong pakete na angkop para sa mga pagsusumite ng regulasyon.
Ano ang proseso ng inspeksyon ng kalidad?
Ang mga inspeksyon habang isinasagawa ang proseso ay nagaganap habang nagma-machining. Sinusuri ng mga operator ang mga kritikal na katangian sa mga takdang pagitan. Itinatala nila ang mga resulta sa dokumentasyon ng shop floor.
Ang pangwakas na inspeksyon ay gumagamit ng mga kagamitang naka-calibrate. CMM para sa katumpakan ng dimensyon. Mga bore gauge para sa mga panloob na diyametro. Mga thread gauge para sa mga may sinulid na tampok. Mga optical comparator para sa mga kumplikadong profile at maliliit na tampok.
