Gia công CNC cánh tay robot biến đổi nhôm thô, thép và nhựa kỹ thuật thành các bánh răng, khớp nối, giá đỡ và vỏ bọc. Các bộ phận này thường có dung sai từ ±0.001 đến ±0.005 inch. Phạm vi này không phải là ước lượng. Các tiêu chuẩn robot đã công bố liệt kê dung sai ±0.005 inch cho các khớp nối cánh tay lên đến 100 mm, ±0.002 inch cho các lỗ ổ trục và giao diện bánh răng, và ±0.002 inch cho các mặt phẳng lắp đặt servo.
Hướng dẫn gia công CNC thông thường liệt kê dung sai hai chiều phổ biến là ±0.005 inch. Đối với gia công vỏ chính xác, dung sai yêu cầu khắt khe hơn: đường kính lỗ trục nằm trong phạm vi ±0.001 inch, và độ đồng tâm là 0.002 inch. Vật liệu, dung sai, yêu cầu độ chính xác và những thách thức trong sản xuất đều ảnh hưởng đến sản phẩm cuối cùng.
Gia công CNC bằng cánh tay robot và các linh kiện thông dụng
Định nghĩa về gia công CNC cánh tay robot
Gia công bóc tách cho các bộ phận robot
Gia công CNC bằng cánh tay robot là một quy trình gia công bóc tách. Nó cắt bỏ vật liệu khỏi một khối rắn cho đến khi đạt được hình dạng mong muốn. Đúc và rèn tạo hình vật liệu bằng khuôn hoặc khuôn dập, vì vậy phương pháp này khác. In 3D xây dựng các bộ phận từng lớp một, nên phương pháp này cũng khác. Các phương pháp gia công bóc tách hoạt động tốt nhất đối với các bộ phận robot gia công CNC khi dung sai nhỏ hơn ±0.01 mm. Các hình dạng phức tạp và sản xuất từ 10 đến 5,000 chi tiết cũng phù hợp với phương pháp này.
Vai trò trong việc tạo mẫu thử và sản xuất
Gia công CNC bao gồm cả tạo mẫu thử và sản xuất hàng loạt. Các xưởng sử dụng gia công 3+2 trục và gia công 5 trục đồng thời như một cầu nối đáng tin cậy giữa hai giai đoạn này. In 3D phù hợp cho việc tạo mẫu thử và cấu trúc dạng lưới. Nhưng các bộ phận robot được gia công CNC vẫn là lựa chọn hàng đầu khi tỷ lệ độ bền trên trọng lượng, độ hoàn thiện bề mặt và tuổi thọ mỏi của kim loại là những yếu tố quan trọng. Các khớp nối, bộ phận cuối của robot, hộp số và vỏ cảm biến đều phụ thuộc vào độ tin cậy đó.
Linh kiện cơ khí cốt lõi
Đế và Tấm gắn
Các đế và tấm gắn là nền tảng. Những bộ phận này cần phải phẳng và ổn định. Tấm nhôm đúc MIC-6 và Durabar là những lựa chọn phổ biến cho các tấm phẳng lớn. Chúng giữ được độ phẳng sau khi gia công nhờ ứng suất bên trong thấp.
Các đoạn và khớp nối của cánh tay
Các đoạn cánh tay robot mang tải trọng và xác định tầm với của robot. Nhôm 7075-T6 và 6061-T6 là những vật liệu thường được sử dụng ở đây. Cả hai đều nhẹ, chắc chắn và dễ gia công. Quá trình anod hóa giúp các bề mặt này chống mài mòn tốt hơn.
Giao diện cổ tay và đầu cuối của thiết bị tác động
Các khớp nối cổ tay kết nối cánh tay robot với dụng cụ. Các bộ phận robot được gia công CNC này cần độ khít chặt. Giá đỡ servo thường có độ chính xác ±0.02 mm. Giá đỡ cảm biến cần độ chính xác ±0.05 mm. Bất kỳ độ lỏng nào ở đây đều thể hiện dưới dạng sai số định vị tại đầu dụng cụ.
Các bộ phận khớp nối và truyền động
Vỏ ổ đĩa Harmonic
Vỏ của bộ truyền động hài cần độ chính xác cực cao. Dung sai giao diện của chúng là ±0.01 mm. Độ nhám bề mặt là Ra từ 0.8 đến 1.6 μm. Các bộ phận robot được gia công CNC này ảnh hưởng trực tiếp đến độ rơ và độ lặp lại của dao động.
Nắp ổ trục và vòng giữ
Các nắp ổ trục giữ cho trục thẳng hàng. Đường kính lỗ ổ trục đạt ±0.01 mm. Độ nhám bề mặt của mặt tiếp xúc ổ trục là Ra từ 0.4 đến 0.8 μm. Dung sai H7 cho phép ổ trục nằm chắc chắn mà không bị rung lắc hoặc biến dạng vòng bi.
Giá đỡ động cơ và khớp nối
Các khớp nối và giá đỡ động cơ truyền mô-men xoắn. Dung sai tiêu chuẩn của máy CNC là ±0.10 mm phù hợp với các liên kết khung và giá đỡ động cơ. Mức độ này bao phủ khoảng 80% các bộ phận của robot. Đối với gia công CNC cánh tay robot chịu tải trọng cao, thép không gỉ 17-4PH hoặc thép hợp kim 4140 có thể đáp ứng được ứng suất.
Về mặt thực tiễn, gia công CNC cánh tay robot liên quan trực tiếp đến chất lượng chuyển động. Các bánh răng, khớp nối, giá đỡ và vỏ phải được chế tạo với độ chính xác cao để robot di chuyển trơn tru và định vị chính xác. Gia công CNC chính xác là điều cần thiết để đạt được kích thước chính xác đến từng phần nhỏ của milimét. Vì vậy, các bộ phận robot phù hợp nhất cho gia công CNC bao gồm vỏ khớp nối, khối ổ trục, đế robot, cánh tay, tấm gắn, giá đỡ và các bộ phận robot gia công CNC khác mà độ khít và vị trí ổ trục quyết định hiệu suất thực tế.
Gia công CNC bằng cánh tay robot: Các quy trình chính
Phay, tiện, khoan và taro là những phương pháp chính được sử dụng trong gia công CNC bằng cánh tay robot. Hiện nay, các xưởng gia công sử dụng máy 3 trục, 4 trục và 5 trục. Mỗi máy có thể xử lý độ phức tạp của hình dạng khác nhau. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp cho từng chi tiết giúp giảm chi phí và tăng độ chính xác.
Phay CNC 5 trục
Hình học phức tạp và đường cắt
Trong gia công 5 trục, dụng cụ cắt di chuyển dọc theo các trục thẳng X, Y và Z trong khi phôi nghiêng hoặc quay trên hai trục quay. Chuyển động đồng thời này cho phép dao cắt đạt được các góc mà trục chính thẳng đứng không thể nào đạt tới. Góc của dụng cụ cắt thay đổi liên tục để duy trì vị trí cắt tối ưu. Các bề mặt được tạo hình sẽ mịn hơn, ít rung lắc và cong vênh dụng cụ hơn. Các chi tiết lồi lõm và bề mặt có góc nghiêng sâu trở nên dễ gia công hơn thay vì là những việc bất khả thi.
Khoảng cách giữa máy 5 trục và máy 3 trục là rất lớn. Máy 3 trục sao chép các hình dạng phức tạp bằng nhiều đường cắt thẳng nhỏ, để lại dấu vết. Các chi tiết lồi lõm cần dụng cụ đặc biệt hoặc tốn thêm thời gian gia công. Các lỗ góc cạnh cần giá đỡ tùy chỉnh cho từng góc. Máy 5 trục thực hiện tất cả những việc đó chỉ trong một lần gia công liên tục.
| Tính năng / Bước quy trình | Gia công 3 trục | Gia công 5 trục (đa trục) |
| Đường viền phức tạp | Được sao chép bằng nhiều nhát cắt thẳng nhỏ, để lại dấu vết. | Chuyển động dụng cụ ổn định tạo ra bề mặt nhẵn mịn, chính xác chỉ trong một lần gia công. |
| Các phím tắt | Không thể thực hiện nếu không có dụng cụ chuyên dụng hoặc nhiều bước thiết lập và xoay chi tiết. | Công cụ có thể nghiêng để tiếp cận các chi tiết bên dưới mà không cần di chuyển chi tiết. |
| Lỗ góc cạnh | Cần có giá đỡ tùy chỉnh hoặc phải xoay chi tiết cho từng góc độ. | Phôi gia công hoặc đầu dụng cụ được nghiêng đúng theo thông số kỹ thuật để khoan. |
| Số lượng thiết lập | 3–6+ mỗi phần | 1–2 mỗi phần |
| Thời gian lập trình | Cao hơn (nhiều chương trình) | Hạ thấp (một chương trình phức tạp) |
| Thời gian gia công | Cao hơn do thay đổi cài đặt | Thấp hơn nhiều |
| Rủi ro sai sót | Tỷ lệ cao (lỗi do con người trong quá trình thiết lập) | Rất thấp (được điều khiển bằng máy) |
Giảm số lần thiết lập
Số lần thiết lập ảnh hưởng đến cả chi phí và sai sót. Một công việc gia công 3 trục có thể cần từ ba đến sáu lần thiết lập cho mỗi chi tiết. Một công việc gia công 5 trục thường chỉ cần một hoặc hai lần. Mỗi lần lật và kẹp lại đều làm tăng thêm sai số tích lũy. Gia công từ một vị trí giữ cố định duy nhất sẽ cắt mọi chi tiết dựa trên cùng một hệ tọa độ tham chiếu. Điều này rất quan trọng đối với dung sai hình học chặt chẽ giữa các chi tiết trên các mặt đối diện.
Việc sử dụng dụng cụ ngắn hơn và cứng hơn là một ưu điểm khác. Nghiêng trục chính hoặc bàn máy giúp hiển thị bề mặt ở góc tốt hơn, do đó dụng cụ có thể hoạt động ngắn hơn với ít phần nhô ra hơn. Ít phần nhô ra hơn có nghĩa là ít bị cong vênh hơn, bề mặt hoàn thiện tốt hơn và ít rung lắc hơn trên các tiết diện nhôm thành mỏng. Việc loại bỏ phoi cũng tốt hơn, vì góc cắt tối ưu giúp loại bỏ phoi khỏi vùng cắt. Đối với việc kiểm soát nhiệt và hiện tượng tích tụ phoi trên cạnh khi gia công nhôm, đó là một lợi thế thực sự.
Gia công tiện CNC và phay tiện
Khớp nối và trục hình trụ
Gia công tiện rất hiệu quả đối với các chi tiết tròn. Các khớp nối tay robot hình tròn, trục và ổ đỡ đều thuộc nhóm này. Gia công cắt ổn định cho tốc độ loại bỏ vật liệu cao và dung sai tròn chặt chẽ. Một trục bậc thang 12 inch có thể được gia công xong trong khoảng 3 đến 8 phút. Dung sai đường kính thường đạt ±0.0002 đến ±0.001 inch. Gia công khoan chính xác giúp tinh chỉnh đường kính trong của ổ đỡ để đạt tiêu chuẩn ép lắp. Vỏ ổ đỡ thường cần dung sai ±0.0005 inch, và các thanh chống rung giúp giữ cho các lỗ khoan sâu được thẳng.
Công cụ trực tiếp cho các tính năng chéo
Trung tâm gia công tiện phay đưa quy trình lên một tầm cao mới. Trục quay 4 trục A hoặc B định vị hoặc quay đều phôi. Các trục có lỗ xuyên và khớp tay robot được gia công trên nhiều mặt mà không cần di chuyển chi tiết. Dụng cụ cắt hoạt động trực tiếp kết hợp với trục C cho phép các dụng cụ điện tự động phay, khoan và taro ở các góc độ cố định. Thêm trục Y, các chi tiết lệch tâm và lỗ xuyên trở nên khả thi. Một trục phụ cắt phần phía sau và hoàn thiện chi tiết trong một chu kỳ. Ít thao tác thiết lập hơn, thời gian sản xuất ngắn hơn và độ chính xác cao hơn là những lợi ích tiếp theo.
Khoan, ren và các hoạt động phụ trợ
Anodizing và thụ động hóa
Công đoạn hoàn thiện giúp bảo vệ chi tiết sau khi cắt. Quá trình anot hóa tạo ra một lớp oxit chống mài mòn trên các chi tiết nhôm của cánh tay robot, điều thường thấy trong các dự án gia công cơ khí. Quá trình thụ động hóa loại bỏ sắt tự do khỏi bề mặt thép không gỉ và khôi phục khả năng chống ăn mòn. Cả hai bước này đều quan trọng đối với các bộ phận robot gia công CNC phải chịu chuyển động lặp đi lặp lại và môi trường khắc nghiệt.
Mài và đánh bóng chính xác
Mài và đánh bóng giúp hoàn thiện những chi tiết mà phay và tiện không thể. Mài giữ được đường kính và độ phẳng quan trọng trên các chi tiết đã được tôi cứng hoặc xử lý nhiệt. Đánh bóng giúp tinh chỉnh hình dạng lỗ và độ hoàn thiện bề mặt bên trong các lỗ thủy lực và ổ trục. Các công đoạn gia công thứ cấp này làm tăng chi phí, vì vậy các kỹ sư thường dành chúng cho các bề mặt làm việc mà độ chính xác và tuổi thọ quyết định hiệu suất. Trên thực tế, gia công CNC bằng cánh tay robot hoạt động tốt nhất khi mỗi chi tiết được thực hiện bằng quy trình tiết kiệm nhất mà vẫn đáp ứng được dung sai của nó.
Tại sao độ chính xác lại quan trọng trong gia công CNC bằng cánh tay robot
Ảnh hưởng của dung sai đến độ chính xác động học
Định vị lặp lại
Những sai sót nhỏ tích lũy rất nhanh, vì vậy vỏ bộ truyền động hài phải có độ chính xác ±0.01 mm. Nếu vị trí ổ trục bị lệch chỉ 0.01 mm, nó sẽ làm tăng độ rung và ma sát. Nhân điều đó lên sáu khớp, và đầu cuối của bộ truyền động sẽ đặt sai vị trí trong mỗi chu kỳ.
“Độ chính xác lặp lại của robot chỉ được đảm bảo khi dung sai tích lũy ở các khớp và hệ thống truyền động của nó chính xác. Độ đồng tâm của lỗ ổ trục, độ chính xác của răng bánh răng và vị trí thực của các chi tiết lắp đặt đều quyết định độ chính xác khi đầu cuối của robot tiếp đất.”
Câu nói đó đã tóm gọn toàn bộ vấn đề: vỏ hộp truyền động hài hòa là điểm lắp đặt cho các ổ đỡ, giao diện rãnh then và giá đỡ bộ mã hóa. Khi các bộ phận này dịch chuyển, độ rơ sẽ tăng lên và độ chính xác định vị giảm xuống.
Kiểm soát độ rơ và rung động
Khi khe hở giữa các lỗ ổ trục được giữ trong phạm vi vài micromet, độ rung sẽ thấp và ổ trục sẽ bền hơn. Khe hở ổ trục quá lớn sẽ gây ra tác dụng ngược lại: chúng làm tăng nhiệt độ hoạt động, phân bố tải trọng không đều và làm giảm tuổi thọ. Gia công các bộ phận của cánh tay robot với độ chính xác cao tập trung vào các bề mặt quan trọng này trước tiên. Các kiểu hỏng hóc thường gặp là do mỏi, mài mòn và ăn mòn, và việc lựa chọn vật liệu phù hợp cùng với các phương pháp xử lý bề mặt giúp kiểm soát chúng.
Ưu điểm so với các phương pháp khác
So sánh với quá trình đúc và rèn
Đúc và rèn cần khuôn hoặc khuôn dập, và việc chế tạo các dụng cụ đó tốn tiền bạc và thời gian. Gia công CNC bỏ qua hoàn toàn bước đó và đạt được dung sai chặt chẽ mà các bộ phận đúc không thể đạt được nếu không có thêm công đoạn gia công.
So sánh với in 3D
In 3D thích hợp hơn cho các cấu trúc dạng lưới và mô hình ý tưởng nhanh, trong khi các bộ phận robot gia công CNC lại tốt hơn về độ bền mỏi, độ hoàn thiện bề mặt và tỷ lệ độ bền trên trọng lượng. Vì vậy, các nguyên mẫu hoạt động và các bộ phận sử dụng cuối cùng thường được gia công bằng CNC.
Các yếu tố về chi phí và thời gian thực hiện
Khi nào việc gia công CNC chính xác là cần thiết
Tổng chi phí dự án bao gồm chi phí vật liệu cộng với thời gian gia công, thiết lập và dụng cụ, cũng như xử lý sau gia công và kiểm tra. Giá thành phụ thuộc vào loại vật liệu: nhôm 6061 rẻ hơn nhiều so với titan hoặc PEEK. Máy gia công 5 trục và máy tiện phay có chi phí mỗi giờ cao hơn so với máy phay 3 trục. Chi phí thiết lập là khoản chi phí lớn nhất đối với các lô hàng nhỏ từ một đến năm chi tiết.
Cân bằng tốc độ và độ chính xác
Những thay đổi trong DFM (Thiết kế cho sản xuất) có thể giúp giảm chi phí từ 10 đến 30%. Bán kính góc tiêu chuẩn, không có các hốc sâu hẹp và dung sai ít chặt chẽ hơn đều giúp ích. Việc kiểm tra nên tập trung vào các kích thước quan trọng, chứ không phải mọi chi tiết. Một đối tác như NOBLE, một công ty sản xuất hàng đầu tại Trung Quốc, giúp khách hàng chuyển từ nguyên mẫu sang sản xuất hàng loạt mà không phải trả quá nhiều cho tốc độ hoặc độ chính xác.
Vật liệu cho gia công CNC cánh tay robot
Hợp kim nhôm
Thép 6061-T6 dùng cho các bộ phận kết cấu
Thép không gỉ 6061-T6 là lựa chọn hàng đầu cho hầu hết các bộ phận kết cấu. Nó dễ gia công, hàn tốt và phản ứng tốt với quá trình anot hóa. Độ bền kéo của nó đạt tới 310 MPa và độ bền chảy đạt 276 MPa. Sự kết hợp giữa các đặc tính tốt và chi phí thấp giúp nó luôn đứng đầu trong việc gia công các bộ phận cho cánh tay robot.
7075-T6 cho độ bền cao
Thép không gỉ 7075-T6 có độ bền vượt trội. Độ bền kéo là 572 MPa, và độ bền chảy là 503 MPa. Điều này có nghĩa là độ bền kéo của nó mạnh hơn khoảng 3.5 lần so với thép tấm đúc MIC-6. Nó dễ gia công nhưng làm mòn dụng cụ nhanh hơn so với các hợp kim 6xxx. Các bộ phận kết cấu chịu tải trọng cao sẽ được hưởng lợi nhiều nhất từ loại thép này.
Tấm đúc MIC-6 dùng cho công nghệ làm phẳng
MIC-6 là tấm thép đúc dùng làm khuôn mẫu, được chế tạo để đảm bảo độ phẳng và độ ổn định kích thước. Dung sai độ phẳng của nó là ±0.005″ trên tấm dày, so với ±0.030″ của thép tiêu chuẩn 7075-T6. Trong thử nghiệm chu kỳ nhiệt 50 lần (68°F–200°F, mẫu 12″×12″×0.5″), MIC-6 chỉ thay đổi kích thước 0.0008″, trong khi tấm thép cán 6061-T6 thay đổi 0.0035″. Đó là sự cải thiện độ ổn định lên đến 77%. MIC-6 có độ bền cơ học thấp hơn, vì vậy nó phù hợp nhất cho các đồ gá, đế và các tấm thép chính xác.
Biến dạng do ứng suất dư — thường được gọi là “biến dạng kiểu khoai tây” — xảy ra khi một mặt của phôi chịu ứng suất được gia công trước, giải phóng các lực nén bị khóa và làm biến dạng chi tiết theo những cách khó lường. Đối với các chi tiết thành mỏng hoặc các đồ gá cần độ phẳng cao, hãy chỉ định phôi đã được xử lý giảm ứng suất (chuẩn độ T651 cho thép 6061), hoặc sử dụng trình tự gia công đối xứng để cân bằng lực trên cả hai mặt trước khi thực hiện các bước gia công hoàn thiện.
Thép không gỉ và Durabar
Mác thép 304 và 316L
Thép không gỉ 304 và 316L mang lại khả năng chống ăn mòn và độ bền cao. Các loại thép này được sử dụng trong các dụng cụ y tế, thiết bị chế biến thực phẩm và các bộ phận hàng hải. Thép 316L được bổ sung molypden giúp tăng khả năng chống lại clorua và các hóa chất mạnh.
17-4 PH cho cường độ cao
Thép 17-4 PH là lựa chọn có độ bền cao cho các bộ phận robot cần khả năng chống ăn mòn và chịu mỏi tốt. Ở trạng thái H900, giới hạn chảy của nó trên 1170 MPa. Trục đầu ra, chốt chịu tải cao và khớp nối cho robot chế biến thực phẩm hoặc robot khử trùng y tế đều sử dụng loại thép này.
Durabar dành cho các tấm phẳng khổ lớn
Durabar thường được sử dụng cho các tấm kết cấu phẳng lớn. Nó đảm bảo độ phẳng và có ứng suất bên trong thấp sau khi gia công. Điều đó làm cho nó trở thành lựa chọn vững chắc cho đế robot và các tấm lắp đặt nơi cần sự ổn định.
Titan và nhựa kỹ thuật
Hợp kim Ti-6Al-4V dùng cho các mối nối chịu tải trọng lớn.
Hợp kim Ti-6Al-4V (titanium cấp 5) có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao nhất so với bất kỳ nguyên tố kim loại nào khác. Nó có khả năng chống ăn mòn vượt trội và tương thích sinh học. Các khớp nối cánh tay robot chịu tải cao, giá đỡ trong ngành hàng không vũ trụ và các bộ phận cuối của chất bán dẫn đều sử dụng nó trong những trường hợp cần giảm trọng lượng.
Vật liệu PEEK và Delrin dùng để cách nhiệt và chống mài mòn.
PEEK có khả năng kháng hóa chất, chịu nhiệt độ cao và cách điện tốt. Robot trong ngành bán dẫn và hàng không vũ trụ sử dụng nó ở những nơi cần giảm thiểu sự thoát khí. Delrin (POM) mang lại ma sát thấp, khả năng chống mài mòn và độ cứng cao. Các bánh răng, bạc lót và cơ cấu trượt tùy chỉnh trong các khớp robot được hưởng lợi từ tính ổn định kích thước của nó. Các bộ phận robot được gia công CNC này giúp giảm mài mòn ở các giao diện chuyển động. Từ góc độ thực tiễn, gia công CNC cánh tay robot thường kết hợp kim loại với các loại nhựa này để giải quyết đồng thời các vấn đề về cách điện và chống mài mòn.
Dung sai và yêu cầu độ chính xác trong gia công CNC bằng cánh tay robot
Phạm vi dung sai điển hình
Dung sai gia công chung
Gia công CNC bằng cánh tay robot thường giữ kích thước tổng thể trong khoảng ±0.001 đến ±0.005 inch. Tiêu chuẩn ISO 2768-m bao gồm hầu hết các chi tiết không quá quan trọng. Nó cho phép sai số khoảng ±0.1 mm đối với các bộ phận dưới 30 mm. Điều này phù hợp với các bộ phận kết cấu của cánh tay robot, nơi không cần độ chính xác tuyệt đối.
Gia công CNC với dung sai chặt chẽ tập trung vào các bề mặt làm việc. Vỏ và gờ trang trí có thể sử dụng các cấp độ dung sai lỏng hơn. Cần xác định rõ các khu vực này ngay từ đầu để giảm chi phí. Tiêu chuẩn ISO 2768 phân loại từ f (chặt nhất) đến v (rất thô). Cấp m là tiêu chuẩn thông thường cho gia công CNC.
Dung sai lắp ghép quan trọng
Các chi tiết quan trọng cần dung sai chặt chẽ. Lỗ ổ bi và vỏ hộp số phải nằm trong phạm vi ±0.01 mm. Giao diện truyền động hài hòa cũng đáp ứng tiêu chuẩn này, với Ra từ 0.8 đến 1.6 μm. Bề mặt lắp đặt servo có dung sai ±0.02 mm. Giá đỡ cảm biến có dung sai ±0.05 mm. Đây là các dung sai CNC phổ biến cho các linh kiện robot.
Các khớp ổ bi kiểm soát sự thẳng hàng của trục. Các khớp ổ bi tiêu chuẩn sử dụng kiểu lắp ép H7/p6 cho các vòng bi cố định. Chúng sử dụng kiểu lắp hở H7/g6 cho các khớp quay. Các kiểu lắp ổ bi này ngăn các vòng bi quay. Kiểm soát dung sai chặt chẽ giúp ngăn ngừa rung động và mài mòn.
Sai số tích lũy trên mỗi chi tiết là ±0.05 mm dọc theo mối nối. Ba chi tiết tạo ra tổng sai số tích lũy là ±0.15 mm. Kiểm tra các ổ đỡ ổ trục như một cụm lắp ráp, không phải từng chi tiết riêng lẻ.
Thông số kỹ thuật hoàn thiện bề mặt
Giá trị Ra cho các ổ đỡ
Độ nhám bề mặt kiểm soát ma sát và mài mòn. Các ổ đỡ trên vỏ được gia công thường cần độ nhám Ra từ 0.4 đến 0.8 μm. Thép ổ đỡ được gia công siêu mịn đạt được Ra 0.05–0.1 μm, nhưng vỏ hầu như không bao giờ cần đến mức đó. Đối với các bộ phận robot được gia công CNC, Ra 0.8 μm là đủ cho các lỗ ổ đỡ.
Các bề mặt làm việc như các thanh dẫn hướng gân PEEK được đánh bóng đạt độ nhám Ra 0.2 μm. Các ổ đỡ, các vùng làm kín và các thanh dẫn hướng trượt chính xác đều được hưởng lợi từ độ nhám được kiểm soát. Hãy đưa điều này vào bản vẽ.
Hoàn thiện mang tính thẩm mỹ so với hoàn thiện mang tính chức năng
Bề mặt tiếp xúc với vật liệu có thể giữ được độ nhám Ra từ 0.8–1.2 μm sau khi phun cát siêu mịn và mạ anod loại II. Các mặt không tiếp xúc với vật liệu nào có độ nhám Ra 3.2 μm. Một vỏ máy có thể có cả vùng làm việc nhẵn và vùng bề mặt tiếp xúc với vật liệu có độ nhám cao.
Bề mặt được đánh bóng như gương giúp tăng cường độ bền mỏi bằng cách loại bỏ các điểm tích tụ ứng suất. Bề mặt nhẵn cũng làm giảm ma sát trên các khu vực tiếp xúc của ổ trục. Vì vậy, việc lựa chọn bề mặt hoàn thiện có liên quan đến các yêu cầu về độ chính xác và dung sai trên toàn bộ chi tiết.
Kiểm tra và Kiểm soát Chất lượng
CMM và Kiểm tra quang học
Máy đo tọa độ (CMM) kiểm tra các hình dạng 3D phức tạp và kích thước CTQ. Thước đo chiều cao và thước đo micromet dùng để đo kích thước thẳng. Hệ thống thị giác đo các chi tiết 2D nhỏ. Máy quét laser thu thập hình ảnh các bề mặt mỏng manh mà không cần tiếp xúc trực tiếp.
Phương pháp đo kích thước và dung sai hình học (GD&T) thiết lập các bước kiểm tra này. Khi bản vẽ sử dụng vị trí thực, máy đo tọa độ (CMM) trở nên cần thiết. Đối với gia công CNC bằng cánh tay robot, việc kiểm tra giúp liên kết ý đồ thiết kế với chi tiết thực tế.
Kiểm tra sản phẩm đầu tiên và kiểm tra trong quá trình sản xuất
Kiểm tra sản phẩm đầu tiên (FAI) kiểm tra chi tiết đầu tiên so với mô hình CAD trước khi sản xuất hàng loạt. Các nhà cung cấp hàng không vũ trụ chính thức hóa điều này theo tiêu chuẩn AS9102. Kiểm tra trong quá trình sản xuất sử dụng SPC để phát hiện sự sai lệch do mài mòn dụng cụ. Sản xuất hàng loạt với độ chính xác cao hướng đến hệ số Cpk ≥ 1.67.
Bước kiểm tra cuối cùng lựa chọn phương án: đo lường 100%, lấy mẫu ngẫu nhiên, kiểm tra chức năng hoặc kiểm tra trực quan. Các nhà sản xuất Sharp sử dụng các bước này để chứng minh các linh kiện robot gia công CNC đáp ứng các yêu cầu về dung sai, GD&T và độ hoàn thiện bề mặt.
Những thách thức trong thiết kế và sản xuất đối với gia công CNC bằng cánh tay robot
Thiết kế cho khả năng sản xuất
Tránh góc nhọn
Các góc trong sắc nhọn là một vấn đề thường gặp trong gia công CNC bằng cánh tay robot. Dao phay tiêu chuẩn có đầu tròn, vì vậy chúng luôn để lại đường cong. Nếu bạn muốn có một góc 90 độ hoàn hảo, bạn cần gia công bằng tia lửa điện hoặc một bước khác chậm và tốn kém. Một cách thiết kế tốt hơn cho gia công CNC bằng cánh tay robot là thêm một cạnh bo tròn nhỏ ở mỗi góc trong. Bán kính góc thẳng đứng tối thiểu từ 0.2 mm đến 0.5 mm phù hợp với hầu hết các vật liệu. Điều này cho phép dao cắt hoạt động trơn tru và giảm sự tích tụ ứng suất.
Giảm thiểu chi phí phát sinh
Các hốc sâu và hẹp làm chậm trục chính và làm mòn dụng cụ nhanh chóng. Chiều sâu hốc được đề xuất không nên vượt quá bốn lần chiều rộng hốc. Nếu hốc rộng 10 mm, chiều sâu của nó nên giữ dưới 40 mm. Tỷ lệ này giúp phoi thoát ra dễ dàng, giảm hiện tượng cong vênh dụng cụ và giữ cho bề mặt hoàn thiện ổn định. Một nguyên tắc tốt khi thiết kế cho gia công CNC bằng cánh tay robot là làm cho bán kính góc ít nhất bằng một phần tám chiều sâu hốc. Điều đó cho phép dụng cụ ngắn hơn, cứng hơn hoạt động ở tốc độ tiến dao cao hơn.
Sử dụng kích thước công cụ tiêu chuẩn
Kích thước lỗ và ren không tiêu chuẩn làm tăng chi phí mà không tạo thêm giá trị. Hãy tiêu chuẩn hóa đường kính lỗ và bước ren bất cứ khi nào có thể. Ngoài ra, hãy giữ độ dày thành trên 0.8 mm đối với kim loại và 1.5 mm đối với nhựa. Tránh các chi tiết nhỏ hơn 2 mm trừ khi thực sự cần thiết. Những thói quen thiết kế này dành cho gia công CNC bằng cánh tay robot giúp giảm số lần thay dao, rút ngắn thời gian chu kỳ và giảm nguy cơ gãy dao.
Độ phẳng và ứng suất dư
Đảm bảo độ phẳng trên các bộ phận lớn
Việc giữ cho các tấm và đế lớn phẳng là rất khó. Ứng suất dư là ứng suất bên trong bị khóa lại và sẽ dịch chuyển khi vật liệu được loại bỏ hoặc kẹp được nới lỏng. Một bề mặt trông phẳng khi được kẹp có thể bị giãn ra sau khi nới lỏng kẹp. Đối với một đế máy lớn, một xưởng đã đạt được độ phẳng 7 µm trên 2000 mm, vượt mục tiêu dưới 10 µm. Họ đã sử dụng phương pháp gia công thô cân bằng, giảm ứng suất trung gian và các bước gia công tinh được kiểm soát.
Giảm thiểu biến dạng
Việc loại bỏ vật liệu không đồng đều làm cho các tấm và các chi tiết thành mỏng bị cong hoặc xoắn. Gia công đối xứng và cắt theo từng giai đoạn giúp giảm sự mất cân bằng ứng suất. Nhiệt độ khi cắt cũng gây ra sự giãn nở nhiệt tạm thời và co ngót sau khi làm nguội. Dụng cụ sắc bén, chất làm mát ổn định và các bước gia công hoàn thiện được kiểm soát tốt sẽ giúp ích. Đối với các hợp kim nhạy cảm với ứng suất, sự giãn nở nhiệt trung gian giữa gia công thô và gia công tinh có thể giữ dung sai trong phạm vi +/-0.005 mm. Trình tự gia công thô - gia công tinh - gia công tinh cho phép chi tiết giải phóng ứng suất trước các bước gia công cuối cùng.
Dung sai và cân bằng chi phí
Đạt được dung sai chặt chẽ
Dung sai chặt chẽ chỉ nên áp dụng cho các giao diện quan trọng. Lỗ ổ bi, đường kính trục dẫn động động cơ và giao diện bánh răng chịu trách nhiệm chính về sự căn chỉnh. Các chi tiết này có thể cần giới hạn gần ±0.005 mm. Nhưng việc áp dụng mức độ đó ở khắp mọi nơi sẽ làm tăng thời gian gia công, hao mòn dụng cụ và khối lượng kiểm tra. Sự tích lũy dung sai cũng rất quan trọng. Sai số kết hợp trên một chuỗi các bộ phận robot được gia công CNC có thể gây ra sự sai lệch ngay cả khi mỗi bộ phận đều vượt qua kiểm tra.
Giảm chi phí gia công
Việc phân bổ dung sai dựa trên chức năng giúp giảm chi phí. Các hốc giảm trọng lượng, nắp đậy và lỗ thông hơi có thể sử dụng dung sai thương mại khoảng ±0.05 mm. Việc xem xét DFM sớm giúp phát hiện các vấn đề về hốc sâu và nới lỏng các dung sai không quan trọng. Một ước tính cho thấy thời gian vận hành trục chính có thể tiết kiệm tới 40% nhờ những thay đổi này. Từ góc độ thực tiễn, gia công CNC bằng cánh tay robot hoạt động tốt nhất khi độ chính xác tuân theo chức năng, chứ không phải theo quy ước. Sự cân bằng đó giúp đảm bảo các yêu cầu về dung sai, GD&T và độ hoàn thiện bề mặt là thực tế đối với cả nguyên mẫu và sản xuất hàng loạt.
Ứng dụng cánh tay robot trong gia công CNC trên nhiều ngành công nghiệp.
Tự động trong công nghiệp
Cần gắp đặt và cần hàn
Cánh tay robot gắp và đặt được chế tạo để hoạt động nhanh chóng. Chúng thực hiện hàng nghìn chu kỳ mỗi giờ, vì vậy mỗi chút trọng lượng di chuyển đều rất quan trọng. Các bộ phận robot bằng nhôm nhẹ giúp giữ trọng lượng ở mức thấp. Các bộ phận phổ biến bao gồm vỏ cánh tay robot, cụm khớp nối, giá đỡ động cơ servo, trục quay và đầu nối bộ phận cuối. Nhôm 6061, 7075 và 6082 là những lựa chọn thường dùng.
Các cánh tay robot phải chịu đựng điều kiện làm việc khắc nghiệt hơn nhiều. Tia lửa bắn ra, nhiệt độ cao và chuyển động liên tục làm mòn mọi khớp nối. Vỏ hộp số và các ổ đỡ chính xác phải giữ được độ khít trong suốt quá trình hoạt động. Hầu hết các bộ phận của cánh tay robot cần dung sai từ ±0.01mm đến ±0.02mm, tùy thuộc vào từng công việc. Phạm vi dung sai đó giúp duy trì đường đi của mỏ hàn ổn định qua từng ca làm việc.
Khớp nối robot cộng tác
Robot cộng tác làm việc sát cánh cùng con người. An toàn phụ thuộc vào chuyển động mượt mà và dễ dự đoán. Một khớp bị kẹt hoặc rung lắc là mối nguy hiểm, chứ không chỉ là vấn đề chất lượng. Đây là lúc việc gia công các bộ phận cánh tay robot chứng tỏ giá trị của nó. Vỏ khớp phải chứa được ổ bi, cảm biến và đường dẫn cáp trong một không gian nhỏ hẹp mà vẫn đảm bảo độ cứng vững.
Gia công phay CNC đa trục xử lý tất cả chỉ trong một lần thiết lập. Các hốc giảm trọng lượng, các đường dẫn bên trong và các vỏ khớp định hình đều được thực hiện trên cùng một máy. Ít lần định vị lại chi tiết hơn đồng nghĩa với việc giảm thiểu sai sót tích lũy. Thép không gỉ thường được sử dụng cho vỏ bộ giảm khớp để tăng khả năng chống mài mòn và ăn mòn. Các ống lót PEEK đảm nhiệm việc cách điện bên trong cùng một cụm lắp ráp.
Robot Y khoa và Phẫu thuật
Các thành phần tương thích với vô trùng
Robot phẫu thuật cần độ sạch sẽ và tính lặp lại ở mức độ ngang nhau. Các bộ phận phải chịu được quá trình khử trùng nhiều lần mà không bị rỗ hoặc biến dạng. Thép không gỉ 316L và titan Ti-6Al-4V là những lựa chọn phổ biến. Cả hai đều chống ăn mòn và chịu được các chu kỳ làm sạch khắc nghiệt. Titan còn tăng khả năng tương thích sinh học, điều này rất quan trọng đối với bất kỳ bộ phận nào tiếp xúc gần với bệnh nhân.
Việc sản xuất thiết bị y tế thường yêu cầu dung sai ±0.0002 inch. Độ chính xác này cao hơn nhiều so với các công việc gia công cơ khí thông thường. Vỏ cảm biến, giá đỡ động cơ và các bộ phận truyền động đều thuộc phạm vi này. Độ hoàn thiện bề mặt cũng rất quan trọng. Bề mặt ổ trục nhẵn mịn giúp giảm ma sát và loại bỏ chất bẩn thay vì giữ chúng lại.
Các mắt xích phẫu thuật độ chính xác cao
Các khớp nối phẫu thuật chuyển đổi tín hiệu đầu vào từ động cơ thành chuyển động của dụng cụ ở mức milimet. Bất kỳ độ rơ nào cũng sẽ biểu hiện dưới dạng rung lắc ở đầu dụng cụ. Cơ cấu khớp nối linh hoạt cho các thao tác chính xác được gia công với dung sai ±0.0002 inch chính vì lý do này. Trục quay và ổ đỡ chịu phần lớn tải trọng đó.
Một lưu ý thực tế: gia công CNC bằng cánh tay robot cho các khớp nối này thường kết hợp tiện và phay. Trục được gia công trên máy tiện, sau đó các chi tiết giao nhau được cắt trên trung tâm tiện-phay. Việc thực hiện cả hai thao tác trong cùng một hệ thống giúp giảm thao tác thủ công và bảo vệ các mối nối khít.
Hàng không vũ trụ và quốc phòng
Các bộ phận kết cấu nhẹ
Trọng lượng là kẻ thù trong ngành hàng không vũ trụ. Mỗi kilogram tiết kiệm được sẽ mang lại lợi ích về tải trọng và nhiên liệu. Nhôm 7075 rất phù hợp cho cấu trúc cánh tay robot nhờ tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao. Khung kết cấu, khung gầm và các bộ phận điều khiển cũng tuân theo logic tương tự. Gia công phay tạo ra các hình dạng lăng trụ, các hốc và các đường cong phức tạp mà các bộ phận này cần.
Robot quốc phòng là một ví dụ khác. Chúng hoạt động trong môi trường bụi bẩn, muối và biến động nhiệt độ. Hợp kim chống ăn mòn và vỏ kín giúp chúng hoạt động liên tục. Việc sản xuất các linh kiện đòi hỏi độ chính xác cao thường xuyên đạt dung sai ±0.0002 inch trong lĩnh vực này.
Các cụm khớp nối cường độ cao
Các cụm khớp nối chịu toàn bộ tải trọng của cánh tay robot. Chúng cần có độ bền, độ cứng và tuổi thọ mỏi cùng một lúc. Thép không gỉ 17-4PH và titan được sử dụng cho các khớp nối chịu ứng suất cao, trong khi nhôm sẽ bị mỏi quá sớm. Nắp hộp số, giá đỡ và các giao diện đầu cuối của thiết bị là những bộ phận điển hình khác trong danh sách.
Công nghệ chế tạo hàng không vũ trụ cũng dựa vào khả năng gia công đa trục. Các vỏ khớp nối có hình dạng phức tạp với các đường dẫn bên trong được gia công trong một quy trình duy nhất, giúp duy trì độ đồng tâm giữa các lỗ ổ trục. Phương pháp thiết lập một lần duy nhất đó là điều giúp tạo ra các thiết kế khớp nối nhỏ gọn và tích hợp.
NOBLE: Đối tác gia công CNC bằng cánh tay robot của bạn
Chuyên môn về gia công kim loại và nhựa
Nhôm, thép không gỉ, titan và nhựa kỹ thuật
NOBLE sản xuất tất cả các vật liệu thông dụng cho cánh tay robot. Nhôm phù hợp cho các cánh tay và bệ đỡ nhẹ vì nó làm giảm quán tính và chống gỉ. Thép không gỉ phù hợp với trục, chốt và các không gian sạch sẽ dễ dàng vệ sinh. Titan mang lại cho các khớp nối trong ngành hàng không vũ trụ và y tế tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng tuyệt vời. Nhựa kỹ thuật như PEEK và Delrin được sử dụng cho các bộ phận cách điện, thanh dẫn hướng chống mài mòn và vỏ cảm biến.
Sự đa dạng về vật liệu rất quan trọng vì một robot duy nhất có thể trộn nhiều loại vật liệu khác nhau. Vỏ khớp nối có thể làm bằng nhôm, trục bằng thép không gỉ 17-4, và bạc lót bằng PEEK. NOBLE sản xuất tất cả các bộ phận này dưới cùng một hệ thống, đảm bảo độ khớp nối nhất quán trong toàn bộ cụm lắp ráp.
Từ nguyên mẫu đến sản lượng sản xuất
Nhà cung cấp này không ngừng phát triển quy trình để đáp ứng nhu cầu tạo mẫu nhanh, gia công các bộ phận riêng lẻ, sản xuất theo lô nhỏ và sản xuất hàng loạt quy mô lớn. Họ duy trì chất lượng ổn định và giao hàng đúng thời hạn ở mọi giai đoạn.
Một giá đỡ đơn lẻ và một lô sản xuất 5,000 chi tiết đều được kiểm soát quy trình như nhau. Hệ thống gá lắp được ghi chép đầy đủ, đường chạy dao đã được kiểm chứng và thiết lập ổn định giúp các chi tiết có kích thước đồng nhất giữa các lô sản xuất. Tính lặp lại của lô sản xuất rất quan trọng đối với các cụm robot mô-đun, nơi mỗi đơn vị phải hoạt động theo cùng một cách.
Chứng nhận và Hệ thống chất lượng
ISO 9001:2015 và ISO 13485:2016
NOBLE đạt chứng nhận ISO 9001:2015 và ISO 13485:2016. Chứng nhận đầu tiên bao gồm quản lý chất lượng chung. Chứng nhận thứ hai bổ sung các quy định về thiết bị y tế mà robot phẫu thuật yêu cầu. Cả hai đều yêu cầu kiểm soát vật liệu, quản lý phiên bản, xử lý sự không phù hợp và truy xuất nguồn gốc lô hàng.
Kiểm tra và lập tài liệu
Mỗi linh kiện robot đều trải qua quá trình kiểm tra nhiều giai đoạn, bao gồm cả việc kiểm định bằng máy đo tọa độ (CMM) so với kích thước và hình dạng (GD&T). Các dụng cụ như thước đo micromet, thước đo đường kính lỗ, thước đo chiều cao, thước đo ren, máy đo độ nhám và hệ thống quang học được sử dụng khi máy CMM không đáp ứng đủ nhu cầu. Kiểm tra sản phẩm mẫu đầu tiên xác nhận quy trình trước khi chuyển sang lô hàng tiếp theo. Kiểm tra trong quá trình sản xuất giúp phát hiện sự mài mòn dụng cụ, sự dịch chuyển của đồ gá hoặc sự thay đổi nhiệt độ.
| Tài liệu | Điều đó chứng minh điều gì |
| Báo cáo thử nghiệm vật liệu/nhà máy | Hợp kim và lô nhiệt chính xác |
| Báo cáo FAI và CMM | Kích thước khớp với bản vẽ. |
| Giấy chứng nhận hợp quy | Tuân thủ tiêu chuẩn |
| Hồ sơ truy xuất nguồn gốc lô hàng | Lô hàng nào được vận chuyển đến đâu? |
Mỗi tài liệu đều liệt kê số hiệu linh kiện, phiên bản, lô vật liệu và lô sản xuất.
Sản xuất dịch vụ đầy đủ
Thiết kế, gia công cơ khí, hoàn thiện và lắp ráp.
NOBLE coi gia công CNC bằng cánh tay robot là một giai đoạn của dự án, chứ không phải toàn bộ công việc. Quy trình kiểm tra DFM (Design For Manipulation) phát hiện các chỗ lõm sâu và các góc sắc nhọn trước khi phôi vụn bắn ra. Sau khi cắt, quá trình anot hóa, mạ và thụ động hóa vẫn được thực hiện theo cùng một hệ thống chất lượng, do đó các thay đổi về kích thước đều được ghi lại. Công đoạn lắp ráp bao gồm chèn ren, ép vòng bi và lắp chốt.
Quản lý dự án từ một nguồn duy nhất
Một nhóm duy nhất quản lý lập trình, chế tạo dụng cụ, kẹp phôi, kiểm tra, gia công bên ngoài, lập tài liệu và lắp ráp. Điều này giúp giảm bớt gánh nặng phối hợp giữa các nhà cung cấp. Tài liệu bằng tiếng Anh, báo cáo kiểm tra và bao bì chắc chắn hoàn thiện gói dịch vụ. Về mặt thực tiễn, mô hình một nguồn cung cấp duy nhất này giúp các đơn đặt hàng nguyên mẫu và sản xuất được thực hiện đúng tiến độ.
Gia công CNC bằng cánh tay robot phụ thuộc vào ba lựa chọn bạn cần đưa ra ngay từ đầu: hình dạng chi tiết, loại vật liệu và độ chính xác cần thiết. Các bề mặt làm việc như ổ đỡ và giao diện bánh răng cần độ chính xác ±0.001 đến ±0.005 inch và độ nhám bề mặt Ra từ 0.4 đến 1.6 micromet. Các bề mặt thẩm mỹ có thể sử dụng giới hạn lỏng hơn. Vật liệu cũng rất quan trọng, vì MIC-6 và Durabar giúp giữ cho các đế lớn phẳng. Mỏi, mài mòn và ăn mòn là những nguyên nhân thường gặp gây hỏng chi tiết, và các hợp kim phù hợp cùng với các phương pháp xử lý bề mặt sẽ giúp chống lại chúng. Hãy tuân thủ các nguyên tắc DFM: tránh các góc nhọn bên trong và giảm thiểu các hốc sâu. Trên thực tế, chi phí gia công CNC bằng cánh tay robot giảm xuống mà không làm giảm độ chính xác. Hãy hợp tác với nhà sản xuất được chứng nhận như NOBLE để đảm bảo truy xuất nguồn gốc vật liệu, kiểm tra được ghi chép và hỗ trợ từ nguyên mẫu đến sản xuất hàng loạt. Những lựa chọn đúng đắn sẽ mang lại cho bạn một robot chính xác, bền bỉ và có thể lặp lại.
Câu hỏi thường gặp về gia công CNC bằng cánh tay robot
Robot cánh tay có thể đáp ứng được dung sai tối đa là bao nhiêu trong quá trình gia công CNC?
Hầu hết các kích thước thông dụng nằm trong khoảng ±0.001 đến ±0.005 inch. Các chi tiết quan trọng cần độ chính xác cao hơn nữa. Lỗ ổ bi và giao diện truyền động hài hòa nằm trong phạm vi ±0.01 mm, giá đỡ servo trong phạm vi ±0.02 mm, và giá đỡ cảm biến trong phạm vi ±0.05 mm. Các khớp nối phẫu thuật có thể đạt đến ±0.0002 inch. Vì vậy, câu trả lời thực sự phụ thuộc vào chi tiết cụ thể mà bạn đang hỏi.
Tôi nên chọn loại nhôm nào cho cánh tay robot?
Điều đó phụ thuộc vào từng ứng dụng cụ thể. Thép 6061-T6 phù hợp với hầu hết các bộ phận kết cấu và có độ bền kéo 310 MPa. Thép 7075-T6 cho độ bền kéo 572 MPa đối với các liên kết chịu tải trọng nặng. Tấm thép đúc MIC-6 là lựa chọn tốt nhất khi độ phẳng là yếu tố quan trọng nhất, vì nó duy trì độ phẳng ±0.005″ và hầu như không bị biến dạng trong quá trình thay đổi nhiệt độ.
Khi nào thì máy CNC vượt trội hơn máy in 3D trong việc sản xuất các bộ phận robot?
In 3D, công nghệ này phù hợp cho các mô hình ý tưởng và cấu trúc dạng lưới. Gia công CNC bằng cánh tay robot sẽ vượt trội hơn khi bạn cần các bộ phận có độ bền cao, bề mặt hoàn thiện tốt hoặc tỷ lệ độ bền trên trọng lượng đáp ứng được yêu cầu sử dụng. Các nguyên mẫu hoạt động và các bộ phận sử dụng cuối cùng thường được gia công bằng máy CNC.
Tại sao các tấm đế lớn lại bị cong vênh sau khi gia công?
Nguyên nhân là do ứng suất dư. Khi gia công một mặt, các lực bị kẹt sẽ được giải phóng, và chi tiết bị cong vênh — các xưởng gọi hiện tượng này là “biến dạng khoai tây”. MIC-6 và Durabar chống lại hiện tượng này vì chúng có ứng suất bên trong thấp. Trình tự gia công thô - nghỉ - tinh cũng cho phép ứng suất thoát ra trước các bước gia công cuối cùng.
Bề mặt tiếp xúc của ổ đỡ cần có độ hoàn thiện như thế nào?
Các ổ đỡ trên vỏ máy gia công thường cần độ nhám bề mặt Ra từ 0.4 đến 0.8 μm. Các giao diện của bộ truyền động hài hòa cần độ nhám Ra từ 0.8 đến 1.6 μm. Các bề mặt hoàn thiện có thể có độ nhám thấp hơn, khoảng Ra 3.2 μm. Ghi rõ con số này trên bản vẽ để xưởng gia công biết bề mặt nào cần độ nhám cao.
Điều gì ảnh hưởng đến chi phí gia công CNC bằng cánh tay robot?
Bốn yếu tố cần xem xét: chất lượng vật liệu, thời gian gia công, thiết lập và dụng cụ, và kiểm tra. Nhôm 6061 có giá thành thấp hơn nhiều so với titan hoặc PEEK. Máy gia công năm trục và máy tiện phay có giá thành theo giờ cao hơn. Đối với các lô sản phẩm từ một đến năm chi tiết, chi phí thiết lập là khoản chi phí lớn nhất.
Làm thế nào để đảm bảo độ chính xác mà không vượt quá ngân sách?
Chỉ nên đặt dung sai chặt chẽ lên các bề mặt làm việc. Các lỗ ổ trục, trục dẫn động động cơ và các khớp nối bánh răng chịu tải trọng căn chỉnh. Các hốc, nắp và lỗ thông có thể sử dụng dung sai thương mại gần ±0.05 mm. Việc xem xét DFM sớm có thể giảm thời gian hoạt động của trục chính lên đến 40%.
Tôi nên tìm kiếm những gì ở một nhà cung cấp cánh tay robot gia công CNC?
Hãy tìm kiếm các tiêu chuẩn về truy xuất nguồn gốc vật liệu, kiểm tra được ghi chép đầy đủ và các chứng nhận phù hợp với ngành của bạn. ISO 9001:2015 bao gồm quản lý chất lượng chung. ISO 13485:2016 bổ sung các quy định về thiết bị y tế mà robot phẫu thuật yêu cầu. Báo cáo CMM và kiểm tra sản phẩm mẫu đầu tiên nên được thực hiện theo tiêu chuẩn.
