1. Các trường hợp ứng dụng của là gì? Các bộ phận của bàn tay robot hình người?
Những cánh tay máy hình người là vật dụng không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực. Trong công nghiệp, chúng đảm nhiệm việc lắp ráp và gia công các chi tiết nhỏ. Về hậu cần, chúng phân loại và đóng gói. Trong dịch vụ, chúng hướng dẫn và chào đón khách. Tại nhà, chúng gấp quần áo và rửa bát. Trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, chúng hỗ trợ trong quá trình tập luyện và sinh nở. Mỗi trường hợp có những yêu cầu khác nhau, nhưng tất cả đều đòi hỏi độ chính xác và độ tin cậy cao.
2. Các vật liệu thường dùng cho các bộ phận tay của robot hình người là gì??
Vật liệu là nền tảng cho việc lắp ráp bàn tay robot hình người. Việc lựa chọn vật liệu là một quyết định kỹ thuật cơ bản, đòi hỏi phải cân bằng giữa độ bền, trọng lượng, độ bền lâu, khả năng gia công và chi phí. Lựa chọn sai vật liệu có thể dẫn đến hỏng hóc sớm, tiêu thụ năng lượng quá mức hoặc chuyển động không chính xác.
| Vật liệu | Mật độ (g / cm³) | Độ bền kéo (MPa) | Tỷ lệ độ cứng trên trọng lượng | Machinability | tốt nhất cho |
| Nhôm 7075-T6 | 2.81 | 572 | Xuất sắc | Xuất sắc | Các khớp xương chịu lực, khớp cổ tay |
| Nhôm 6061-T6 | 2.70 | 310 | tốt | Xuất sắc | Giá đỡ không chịu lực, giá gắn cảm biến |
| Magie AZ31B | 1.77 | 290 | Upper | Tốt (nguy cơ chip dễ cháy) | Vỏ bọc mỹ phẩm siêu nhẹ, các chi không chịu tải. |
| Titan Ti-6Al-4V | 4.43 | 950 | Trung bình | Khó (mòn dụng cụ) | Các loại chốt nối chịu lực cao, ốc vít |
| 316L thép không gỉ | 8.00 | 580 | Thấp | Trung bình | Vỏ bộ truyền động cần khả năng chống ăn mòn |
2.Hợp kim nhôm 1
Nhôm, đặc biệt là các hợp kim như 6061-T6 và 7075, là vật liệu chính cho khung và các bộ phận cấu trúc của robot hình người. Nó có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng tuyệt vời, dễ gia công, chống ăn mòn và giá thành tương đối thấp. Hợp kim nhôm 7075 nổi tiếng với các ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ. Nó có thể cung cấp độ bền vượt trội trong các khớp chịu tải trọng quan trọng hoặc các khớp cổ tay và ngón tay chuyển động của bàn tay, nơi yêu cầu độ bền cao.
2.2 Hợp kim Titan
Đối với những ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất, chẳng hạn như khớp tay của các khớp chịu lực cao hoặc khớp hông và khớp gối của các bộ phận chịu tác động lặp đi lặp lại, hợp kim titan, ví dụ như Ti-6Al-4V, thường được lựa chọn. Hợp kim titan có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao hơn hầu hết các loại thép, khả năng chống mỏi tuyệt vời và khả năng tương thích sinh học tốt. Tuy nhiên, chi phí gia công hợp kim titan cao hơn và độ khó lớn hơn, đòi hỏi các dụng cụ đặc biệt và tốc độ cắt thấp hơn.
2.3 thép không gỉ
Thép không gỉ, chẳng hạn như thép không gỉ loại 304 hoặc 17-4 PH, thường được sử dụng trong các bộ phận đòi hỏi khả năng chống mài mòn cao, độ cứng cao hoặc khả năng chống ăn mòn cao. Ứng dụng của nó bao gồm các trục chính xác, ốc vít, các bộ phận bánh răng và các bộ phận thao tác (đầu cuối) có thể tương tác với nhiều môi trường khác nhau. Do mật độ cao, nó được sử dụng thận trọng và thường chỉ được sử dụng trong các trường hợp đòi hỏi hiệu năng cực kỳ cao.
2.4. Nhựa kỹ thuật và vật liệu composite
Các vật liệu như PEEK, Delrin và UHMWPE có giá trị vô cùng lớn trong các ứng dụng cụ thể. PEEK có độ bền cao, ổn định nhiệt và khả năng tự bôi trơn, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng để sản xuất bạc lót, ổ trục và các bộ phận cách điện. Polyoxymethylene được sử dụng để sản xuất bánh răng và vỏ có ma sát thấp. CFRP ngày càng được sử dụng để sản xuất các tấm và vỏ siêu nhẹ và có độ cứng cao, nhưng chúng thường yêu cầu khuôn và kỹ thuật chuyên dụng để ngăn ngừa sự tách lớp.
3. Các quy trình gia công phổ biến cho các bộ phận tay robot hình người là gì??
Gia công CNC 3 trục truyền thống đã đạt đến giới hạn trong việc xử lý các hình dạng phức tạp của robot hình người hiện đại. Ngày nay, công nghệ tiên tiến đã trở thành tiêu chuẩn trong lĩnh vực này.
3.1 Gia công CNC 5 trục
Đây có thể coi là công nghệ quan trọng nhất. Trung tâm gia công 5 trục có thể di chuyển dụng cụ hoặc phôi dọc theo năm trục khác nhau cùng một lúc. Điều này cho phép gia công hoàn chỉnh các hình dạng hữu cơ phức tạp chỉ trong một lần thiết lập. Nó có thể gia công các rãnh sâu và bề mặt uốn lượn của các mối nối kết cấu, các chi tiết góc cạnh của vỏ khớp nối và các đường cong 3D liên tục mượt mà mà không cần định vị lại chi tiết. Điều này tránh được việc phát sinh lỗi. Nó rút ngắn đáng kể chu kỳ gia công và cải thiện độ chính xác tổng thể.
3.2. Gia công vi mô và máy tiện kiểu Thụy Sĩ
Đối với các chi tiết nhỏ, độ chính xác cao thường thấy trong bàn tay, cổ tay và hệ thống cảm biến, các trung tâm gia công siêu nhỏ và máy tiện kiểu Thụy Sĩ là rất cần thiết. Những máy này có thể gia công các chi tiết có đường kính dưới 1mm. Dung sai có thể đạt ±0.005mm hoặc tốt hơn. Máy tiện kiểu Thụy Sĩ đặc biệt tốt trong việc gia công các trục mảnh và các chi tiết có ren cho các bộ truyền động siêu nhỏ. Chúng đạt được độ đồng tâm và độ hoàn thiện bề mặt rất cao.
3.3 Gia công EDM
EDM, đặc biệt là EDM dây và EDM chìm, được sử dụng để gia công các chi tiết mà các dụng cụ cắt truyền thống không thể tiếp cận. Nó sử dụng tia lửa điện để ăn mòn vật liệu. Nó có thể tạo ra các góc trong sắc bén, gia công các vật liệu rất cứng và tạo hình các đường viền 2D phức tạp mà không cần tác dụng lực lên dụng cụ. Nó thường được sử dụng để chế tạo các bánh răng tùy chỉnh, khuôn ép phun cho vỏ robot bằng nhựa và các chi tiết kết cấu chính xác.
KHAI THÁC. Gì Xử lý bề mặt Chúng được sử dụng cho các bộ phận tay của robot hình người?
Các vật liệu cấu thành tay cầm chủ yếu là hợp kim nhôm, hợp kim titan, thép không gỉ và nhựa kỹ thuật. Mỗi loại vật liệu cần các phương pháp xử lý bề mặt khác nhau. Các loại phổ biến bao gồm:
4.1 Anodizing:
Đây là phương pháp xử lý phổ biến nhất cho các chi tiết bằng nhôm. Anod hóa tiêu chuẩn tạo ra một lớp màng mỏng. Chủ yếu là để chống ăn mòn và trang trí. Nó cũng có thể được nhuộm màu. Anod hóa cứng có thể đạt độ dày từ 25-150 micron. Nó có độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt. Nó thường được sử dụng cho các khớp ngón tay, các chỗ nối và các bộ phận chịu lực khác. Lưu ý rằng lớp màng oxit làm tăng kích thước. Các bề mặt tiếp xúc cần có khoảng hở hoặc lớp bảo vệ che chắn.
4.2 Oxy hóa vi hồ quang:
Thích hợp cho hợp kim nhôm, titan và magie. Nó tạo thành một lớp màng gốm trên bề mặt. Có khả năng chống mài mòn và ăn mòn. Có vẻ ngoài mờ, cảm giác mịn và chống bám vân tay. Tốt cho các bộ phận có tính thẩm mỹ cao. Nhược điểm là ít lựa chọn màu sắc và giá thành cao hơn.
4.3 Phun cát, đánh bóng, chà nhám:
Đây là các bước xử lý sơ bộ hoặc xử lý bề mặt. Phun cát có thể làm đồng đều độ nhám bề mặt và cải thiện độ bám dính của lớp phủ. Đánh bóng và chà xát chủ yếu cải thiện chất lượng bề ngoài.
4.4 Mạ điện và mạ không dùng điện:
Các bộ phận bằng thép thường được mạ niken hoặc crom để cải thiện khả năng chống mài mòn và chống gỉ.
4.5 Lớp phủ chân không PVD và lớp phủ DLC:
Chúng có độ cứng màng cao và hệ số ma sát thấp. Chúng thích hợp cho bánh xe dẫn hướng gân, ròng rọc, trục khớp nối và các bề mặt ma sát chuyển động khác.
4.6 thụ động:
Phương pháp xử lý chống gỉ cho các bộ phận bằng thép không gỉ. Phương pháp này có chi phí thấp và không làm thay đổi kích thước.
4.7 Phun sương và điện di:
Dùng cho các bộ phận trang trí ngoại thất. Màu sắc phong phú và khả năng chống ăn mòn tốt.
Khi lựa chọn phương pháp xử lý bề mặt, cần xem xét đồng thời năm yếu tố: khả năng chống mài mòn, khả năng chống ăn mòn, khả năng cách điện, tính thẩm mỹ và ảnh hưởng đến kích thước.
5. Kích thước quan trọng của các bộ phận tay robot hình người là gì??
Bàn tay là một trong những bộ phận nhỏ nhất và đòi hỏi độ chính xác cao nhất của robot hình người. Các kích thước quan trọng chủ yếu bao gồm:
5.1 Kích thước lỗ nối và ổ đỡ:
Dung sai đường kính của các lỗ bản lề khớp nối và lỗ lắp ổ bi thường cần đạt cấp H7 trở lên. Các lỗ không đạt dung sai sẽ gây ra hiện tượng lung lay hoặc kẹt khớp. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của chuyển động ngón tay.
5.2 Vị trí lỗ và khoảng cách giữa các lỗ:
Khoảng cách tâm giữa các điểm khớp nối ngón tay quyết định đường đi của chuyển động ngón tay. Sai lệch vị trí lỗ gây ra hiện tượng cản trở liên kết và lực căng gân không đều. Dung sai vị trí này thường được kiểm soát ở mức 0.02-0.05 mm.
5.3 Kích thước kênh gân:
Trong các thiết kế truyền động bằng gân, đường kính trong của lỗ gân, chiều rộng của rãnh dây và bán kính cung đều rất quan trọng. Lỗ quá nhỏ sẽ làm mòn gân. Lỗ quá lớn sẽ làm gân bị lung lay. Đầu ra cũng cần có cạnh tròn và nhẵn.
5.4 Kích thước độ dày thành:
Để giảm trọng lượng, độ dày thành khớp ngón tay và lòng bàn tay thường chỉ khoảng 1mm. Độ dày thành không đồng đều gây ra biến dạng và các vấn đề về độ bền.
6. Những điểm quan trọng cần lưu ý trong quá trình gia công các bộ phận tay robot hình người là gì?
Các chi tiết của bàn tay có kích thước nhỏ, thành mỏng và đòi hỏi độ chính xác cao. Trong quá trình gia công, cần tập trung vào các khu vực sau:
6.1Kiểm soát biến dạng thành mỏng:
Độ dày thành chi tiết thường nhỏ hơn 1.5mm. Lực kẹp quá lớn gây biến dạng. Sử dụng kẹp mềm, kẹp từng bước hoặc các mấu định vị trong quá trình gia công. Tách biệt gia công thô và gia công tinh. Giảm ứng suất trước khi gia công tinh để ngăn ngừa hiện tượng đàn hồi ngược.
6.2 Quản lý công cụ vi mô:
Gia công lỗ gân và khoang bên trong ngón tay sử dụng các dụng cụ có đường kính dưới 1mm. Các dụng cụ nhỏ có độ cứng kém và dễ gãy. Sử dụng tốc độ và bước tiến hợp lý. Theo dõi tuổi thọ dụng cụ và thay dụng cụ kịp thời.
6.3 Kiểm soát gờ:
Các bộ phận của tay cầm tiếp xúc trực tiếp với gân và cảm biến. Các cạnh sắc và gờ có thể làm đứt gân. Tất cả các lỗ và cạnh phải được bo tròn và loại bỏ gờ. Có thể thêm công đoạn đánh bóng thủ công khi cần thiết.
6.4 Sạch sẽ:
Các bộ phận chứa cảm biến và các bộ phận truyền động phải không có vụn kim loại hoặc dầu mỡ trong khoang bên trong. Sau khi gia công, chúng phải được làm sạch và kiểm tra.
7. Những dự án nào phù hợp với gia công CNC trong các bộ phận tay robot hình người?
7.1Phần đế và khung lòng bàn tay:
Đây là bộ phận cấu trúc cốt lõi của toàn bộ bàn tay. Nó tích hợp các khớp nối, vị trí lắp đặt động cơ và các đường dẫn dây điện. Cấu trúc này khá phức tạp. Nó chủ yếu được chế tạo bằng máy CNC từ nhôm.
7.2 Các bộ phận khớp ngón tay:
Các phần đốt ngón tay gần, giữa và xa đều nhỏ, thành mỏng và có nhiều lỗ. Yêu cầu về dung sai rất nghiêm ngặt. Chúng thích hợp cho gia công phay chính xác bằng máy CNC.
7.3 Trục khớp nối và đế bản lề:
Các trục khớp nối cần có độ đồng tâm cao và độ nhám bề mặt tốt. Chúng thường được gia công bằng máy phay tiện CNC. Vật liệu chủ yếu là thép không gỉ hoặc hợp kim titan.
8. Những thách thức và giải pháp trong gia công các bộ phận tay robot hình người
Gia công các bộ phận cho robot hình người phải đối mặt với một loạt thách thức độc đáo. Nó đẩy các quy trình sản xuất truyền thống đến giới hạn. Thách thức chính là cân bằng giữa độ bền cấu trúc cao và trọng lượng thấp, đồng thời xử lý các hình dạng bên trong cực kỳ phức tạp và có mật độ cao.
Thử thách 1: Hình học bên trong phức tạp và thành mỏng
Các bộ phận robot hiếm khi là khối đặc. Ví dụ, cụm khớp cổ tay phải chứa các ổ bi, giá đỡ động cơ, cảm biến momen xoắn và các đường dẫn điện và khí nén trong một không gian hạn hẹp. Điều này dẫn đến các cấu trúc bên trong như các rãnh sâu và hẹp, các lưới phức tạp để giảm trọng lượng và các vách rất mỏng ngăn cách các khoang chức năng. Gia công các cấu trúc này rất rủi ro. Lực cắt làm cho các vách mỏng rung động. Điều này dẫn đến bề mặt hoàn thiện kém, sai số kích thước, hoặc thậm chí hỏng hóc bộ phận trong quá trình gia công.
Giải pháp: Điều này đòi hỏi các trình tự gia công được thiết kế cẩn thận và các công cụ tiên tiến. Thợ gia công sử dụng các chiến lược phay “trochoidal” hoặc “thích ứng”. Dao cắt di chuyển dọc theo các đường tròn trơn tru và cắt vật liệu ở độ sâu xuyên tâm nhỏ, không đổi. Điều này làm giảm đáng kể lực cắt và sinh nhiệt, bảo toàn các cấu trúc thành mỏng. Các dao phay ngón có tầm với dài, góc xoắn thay đổi đặc biệt với lớp phủ giảm chấn là rất quan trọng. Thông thường, các chi tiết cần được gia công theo từng giai đoạn, để lại vật liệu hỗ trợ chỉ được loại bỏ trong các thao tác tinh chỉnh cuối cùng.
Thử thách 2: Khả năng tiếp cận đa trục và gia công một lần thiết lập
Nhiều bộ phận robot có bề mặt cong phức tạp. Các chi tiết quan trọng trên nhiều mặt phải duy trì sự thẳng hàng góc hoàn hảo. Ví dụ, một giá đỡ vai với mặt lắp đặt bộ truyền động ở một góc không vuông góc chính xác là một trường hợp điển hình. Nếu bộ phận này được gia công trên máy phay 3 trục tiêu chuẩn, nó cần nhiều lần kẹp lại. Mỗi lần kẹp đều gây ra sai lệch căn chỉnh tiềm tàng và làm tăng chu kỳ gia công.
Giải pháp: Giải pháp tiêu chuẩn trong ngành là gia công CNC đồng thời 5 trục . Máy 5 trục có thể xoay phôi quanh hai trục bổ sung. Điều này cho phép dụng cụ cắt tiếp cận hầu hết mọi bề mặt của chi tiết. Nhờ đó, toàn bộ hình dạng phức tạp có thể được gia công chỉ trong một lần thiết lập. Ưu điểm rất đáng kể: loại bỏ sai sót do gá kẹp, cải thiện độ chính xác giữa các chi tiết, sử dụng các dụng cụ ngắn hơn và cứng cáp hơn để có bề mặt hoàn thiện tốt hơn, và tăng tốc độ sản xuất tổng thể. Tuy nhiên, việc lập trình và kiểm tra các đường chạy dao 5 trục này đòi hỏi phần mềm CAM cao cấp và chuyên môn sâu rộng.
9. Các yêu cầu về năng lực nào áp dụng cho nhà cung cấp máy CNC?
Khi lựa chọn nhà cung cấp máy CNC, hãy tập trung vào ba lĩnh vực chính:
9.1 Khả năng gia công:
Phải kiểm soát ổn định các dung sai hình học như vị trí, độ đồng tâm và độ phẳng ở mức 0.02 mm. Bề mặt hoàn thiện phải đáp ứng các yêu cầu về ghép nối và hình thức. Phải có kinh nghiệm gia công các chi tiết thành mỏng và siêu nhỏ. Độ chính xác của thiết bị và quản lý dụng cụ phải đạt tiêu chuẩn.
9.2 Khả năng kiểm soát chất lượng:
Phải có hệ thống quản lý chất lượng hoàn chỉnh, chẳng hạn như chứng nhận ISO 9001. Phải có thiết bị kiểm tra như máy đo tọa độ (CMM) và máy đo thị giác. Các kích thước quan trọng phải được kiểm tra đầy đủ. Các lô hàng phải được truy xuất nguồn gốc. Các bộ phận bị lỗi phải được phân tích và sửa chữa nhanh chóng.
9.3 Khả năng kiểm tra và giao hàng:
Phải cung cấp đầy đủ báo cáo và dữ liệu kiểm tra. Phải có kế hoạch sản xuất hợp lý. Thời gian giao hàng mẫu thường khoảng một tuần. Thời gian sản xuất hàng loạt phải ổn định. Phải phản hồi kịp thời về các bất thường và cung cấp dịch vụ hậu mãi nhanh chóng.
10. Báo giá gia công CNC hoàn chỉnh cho các bộ phận tay robot hình người bao gồm những gì?
10.1 Bản vẽ chi tiết:
Bao gồm mô hình 3D và bản vẽ kỹ thuật 2D với kích thước, dung sai và yêu cầu hình học.
10.2 Danh sách tài liệu:
Mác vật liệu (ví dụ: nhôm 6061, titan TC4, thép không gỉ 304), thông số kỹ thuật và số lượng mỗi bộ phận.
10.3 Thông tin quy trình:
Các bước gia công, phương pháp kẹp, yêu cầu xử lý bề mặt và liệu có được gia công ngoài hay không.
10.4 Phân tích chi phí:
Chi phí vật liệu, chi phí gia công (tính theo giờ máy), chi phí xử lý bề mặt và chi phí kiểm tra được liệt kê riêng.
10.5 Điều khoản báo giá:
Giá theo số lượng, chi phí khuôn mẫu hoặc dụng cụ, thuế, phí vận chuyển, thời gian giao hàng và thời hạn hiệu lực của báo giá.
11. Tại sao nên chọn NOBLE làm đối tác của bạn? Nhà cung cấp gia công CNC các bộ phận tay robot hình người?
NOBLE cung cấp các giải pháp gia công CNC cho các bộ phận robot hình người, được hỗ trợ bởi kiến thức kỹ thuật, kỹ năng sản xuất và hệ thống sản xuất chất lượng cao của chúng tôi. Chúng tôi phục vụ các công ty robot, khách hàng OEM và các nhóm dự án. Chúng tôi cung cấp dịch vụ sản xuất đáng tin cậy cho cả sản xuất hàng loạt và tạo mẫu thử nghiệm.
Hỗ trợ kỹ thuật
— Các kỹ sư của chúng tôi xem xét các tệp CAD, mô hình 3D và bản vẽ kỹ thuật. Chúng tôi đánh giá khả năng sản xuất, đề xuất phương pháp gia công và giúp tối ưu hóa thiết kế chi tiết cho sản xuất.
Sản xuất CNC chính xác
— Với khả năng phay CNC , tiện CNC , gia công trên máy tiện kiểu Thụy Sĩ và gia công đa trục, NOBLE sản xuất các bộ phận robot phức tạp với các đặc điểm chính xác, chất lượng ổn định và hiệu suất lắp ráp đáng tin cậy.
Kiểm tra chất lượng và Kiểm tra
— Chúng tôi duy trì chất lượng sản phẩm ổn định thông qua các quy trình kiểm tra và hệ thống quản lý chất lượng, bao gồm ISO 9001 và ISO 13485. Điều này được hỗ trợ bởi việc kiểm tra kích thước và xác minh bằng máy đo tọa độ (CMM).
Hỗ trợ sản xuất linh hoạt
— Từ số lượng nguyên mẫu và sản xuất theo lô nhỏ đến các chương trình sản xuất lặp lại, NOBLE cung cấp các giải pháp có khả năng mở rộng cho nhu cầu phát triển robot và sản xuất OEM đang phát triển.
