Khớp robot là liên kết chuyển động giữa hai bộ phận cứng. Nó điều khiển chuyển động và hướng trong cánh tay robot. Vỏ khớp robot bao quanh các ổ bi, động cơ, bộ mã hóa và hộp số bên trong. Nó giữ cho chúng được căn chỉnh, sạch sẽ và an toàn. Lớp vỏ đó quan trọng hơn vẻ ngoài của nó. Fact.MR định giá thị trường cánh tay robot toàn cầu ở mức khoảng 22.74 tỷ USD vào năm 2025, vì vậy mức độ cạnh tranh rất cao. Thiết kế khớp robot tốt bảo vệ độ chính xác trong các cánh tay công nghiệp và robot cộng tác. Sự cẩn trọng tương tự được áp dụng cho mọi khớp robot tích hợp và mô-đun khớp robot. Mỗi ứng dụng khớp robot đều phụ thuộc vào nó.
Các yếu tố cần xem xét trong thiết kế và vỏ bọc khớp nối robot
Mọi thiết kế khớp robot đều bắt đầu bằng một câu hỏi đơn giản: khớp này sẽ phải chịu những lực nào? Câu trả lời sẽ định hình mọi thứ về vỏ khớp robot. Độ rơ, độ cứng, trọng lượng và quản lý nhiệt đều ảnh hưởng đến các quyết định thiết kế vỏ khớp robot. Nếu sai sót ở những yếu tố này, khớp robot tích hợp của bạn sẽ không bao giờ giữ được vị trí chính xác.
Nhu cầu về khả năng chịu tải và độ cứng
Vỏ khớp đóng vai trò như khung xương cấu trúc. Nó giữ cho các bộ phận được căn chỉnh và cứng cáp khi chịu tải. Một vỏ khớp robot mỏng với bộ giảm tốc cứng bên trong sẽ làm cho toàn bộ khớp trở nên mềm. Để tìm ra nguồn gốc của độ đàn hồi, hãy đo riêng bộ giảm tốc và sau đó đo lại bên trong khớp đã lắp ráp. Sự khác biệt cho thấy các ổ bi, vỏ khớp và ốc vít đã góp phần vào độ đàn hồi đó bao nhiêu.
Độ cứng so với sự cân bằng trọng lượng
Độ cứng phải được cân bằng với trọng lượng. Một cánh tay robot quá nặng sẽ lãng phí năng lượng và hạn chế khả năng nâng vật nặng. Mục tiêu là đạt được độ cứng cao mà không làm tăng khối lượng quá mức. Sự cân bằng này định hướng việc lựa chọn vật liệu và độ dày thành trong quá trình sản xuất.
Hình học giao diện lắp đặt
Các mặt lắp ghép cần phải phẳng và vuông góc. Bất kỳ độ nghiêng nào ở đây đều gây ra sự sai lệch về sau. Trong khớp robot có cấu hình thấp, mặt bích lắp ghép thường cũng truyền nhiệt. Chức năng kép đó làm cho hình dạng càng trở nên quan trọng hơn.
Lập kế hoạch dung sai và lắp ghép
Độ khít cho biết ổ bi nằm như thế nào trong lỗ khoan. Hình học cho biết vị trí của ổ bi so với các bộ phận khác. Hai lỗ khoan ổ bi có thể đáp ứng thông số kích thước tiêu chuẩn nhưng vẫn không thẳng hàng. Đó là lý do tại sao thiết kế khớp robot phải bao gồm cả yêu cầu về hình dạng, chứ không chỉ giới hạn kích thước.
Vòng bi và đế bánh răng
Đối với các mô-đun khớp nối truyền động hài hòa, các trục ổ đỡ cần được căn chỉnh chính xác trong phạm vi 0.006 mm. Điều này giúp ngăn ngừa mài mòn răng bánh răng sớm và hiện tượng rơ. Độ vuông góc giữa lỗ khoan và mặt bích phải nằm trong phạm vi 0.005 mm theo chỉ báo tổng thể để tránh làm kẹp vòng bi. Vị trí các chốt định vị cần chính xác trong phạm vi cộng hoặc trừ 0.008 mm. Khoảng cách tâm giữa các bánh răng hành tinh phải giữ ở mức cộng hoặc trừ 0.006 mm. Đây không chỉ là những ý tưởng suông. Chúng tạo nên sự khác biệt giữa một khớp nối hoạt động lặp lại chính xác và một khớp nối bị lệch.
Dung sai giãn nở nhiệt
Nhiệt độ làm thay đổi mọi thứ. Vỏ khớp robot hoạt động hoàn hảo ở 20°C có thể bị kẹt ở 70°C. Chu kỳ nhiệt trong quá trình gia công làm lão hóa trước vật liệu. Điều này giúp vật liệu ổn định qua hàng nghìn lần thay đổi nhiệt độ. Đối với robot trong kho lạnh hoặc xưởng đúc, vật liệu có hệ số giãn nở nhiệt thấp giúp duy trì độ chính xác ở mức micromet từ 0°C đến 70°C.
| Chung | Cân nhắc nhiệt | Lựa chọn vật liệu |
| J1 (Cơ sở) | Mô-men xoắn không đổi cao | 20CrMnTi, tôi cứng bề mặt bằng cacbon. |
| J2 (Vai) | Định vị chính xác trong điều kiện tăng trưởng | 42CrMo, bề mặt được tôi cứng |
| J3 (Khuỷu tay) | Phản ứng nhanh hơn giúp giảm nhiệt độ. | 42CrMo, 54–57 HRC |
| J4 (Xoay cổ tay) | Rất ít nhiệt | 42CrMo hoặc 20CrMnTi |
| J5 (Độ nghiêng cổ tay) | Độ chính xác cao nhất cần thiết | 42CrMo hoặc titan |
| J6 (Công cụ) | Vấn đề cân nặng | Nhôm, titan hoặc thép nitrat hóa |
Tích hợp linh kiện và cáp
Một khớp robot tích hợp bao gồm động cơ, bộ mã hóa, phanh, bộ bánh răng và bộ truyền động servo trong cùng một vỏ. Đó là sự kết hợp phức tạp giữa điện, nhiệt và cơ khí. Mỗi bộ phận đều tranh giành không gian.
Vị trí đặt động cơ, bộ mã hóa và cảm biến
Vị trí đặt động cơ ảnh hưởng đến cách tản nhiệt. Bộ mã hóa cần đường dẫn tín hiệu sạch. Cảm biến phải chịu được rung động. Hình dạng vỏ phải phù hợp với tất cả các bộ phận mà không ảnh hưởng đến sự thẳng hàng. Các hoa văn cánh tản nhiệt phức tạp được gia công trên vỏ khớp robot làm tăng diện tích bề mặt để làm mát. Các cánh tản nhiệt có thể được đặt góc để phù hợp với luồng không khí tại vị trí lắp đặt robot.
Niêm phong và định tuyến cáp
Dây cáp là một thách thức tiềm ẩn. Gom các dây điện rời lại và bọc chúng trong ống bọc chia đôi. Cố định ống bọc ở cả hai đầu để dây điện không bị tuột ra trong quá trình quay. Tạo một vòng dây dự phòng để đảm bảo chuyển động của cánh tay robot diễn ra trơn tru mà không bị kéo giật. Dây điện rời dễ bị vướng và giật mạnh khi các bộ phận di chuyển qua nhau. Lên kế hoạch cho phần dây thừa khi bộ phận được kéo vào, sau đó tạo hình phần dây thừa đó thành một vòng gọn gàng. Bảo vệ các bó dây bằng ống bọc co giãn hoặc xoắn ốc gần các điểm bị kẹp. Gom dây nguồn động cơ và dây mã hóa lại với nhau và cố định chúng vào động cơ.
Việc làm kín giúp ngăn bụi bẩn xâm nhập. Tản nhiệt giúp đẩy nhiệt ra ngoài. Hệ thống dẫn cáp cho phép mọi thứ di chuyển tự do. Ba thách thức này lặp đi lặp lại trong mọi cánh tay robot công nghiệp và robot cộng tác. Giải quyết chúng sớm, và các bộ phận cơ khí khớp robot của bạn sẽ hoạt động tốt trong nhiều năm.
Vật liệu chế tạo vỏ khớp robot
Vật liệu bạn chọn cho vỏ khớp robot sẽ ảnh hưởng đến trọng lượng, độ cứng, khả năng chịu nhiệt và chi phí. Mỗi lựa chọn đều đi kèm với những đánh đổi ảnh hưởng đến toàn bộ quy trình sản xuất. Sự lựa chọn phù hợp nhất phụ thuộc vào tải trọng và môi trường mà khớp sẽ phải đối mặt.
Hợp kim nhôm
Nhôm là lựa chọn phổ biến nhất cho các bộ phận khớp robot. Nó nhẹ, dễ gia công và tản nhiệt tốt, giúp động cơ hoạt động mát hơn. Cả hai loại 6061 và 7075 đều dễ dàng anod hóa, điều này làm cho chúng phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp.
So sánh hợp kim 6061 và 7075
6061-T6 là loại thép thông dụng hàng ngày. Nó dễ gia công, hàn và mạ anod. Chi phí thấp hơn và hoạt động tốt cho các mối nối chịu tải thấp. Nhưng nó cũng có những hạn chế. Vỏ làm bằng 6061 sẽ bị mòn nhanh hơn dưới tải trọng nặng lặp đi lặp lại. Đối với các mối nối hoạt động nhiều lần mỗi phút, đó là một rủi ro thực sự.
Thép 7075-T6 mang lại hiệu suất tốt hơn. Nó bền hơn khoảng 66% về khả năng chịu mỏi. Bảng dưới đây thể hiện các số liệu.
| Bất động sản | 6061-T6 | 7075-T6 | Sự khác biệt |
| Độ bền mỏi (10^8 chu kỳ) | 96 MPa (14 ksi) | 159 MPa (23 ksi) | 7075-T6 cao hơn 66%. |
Thép 7075 vượt trội hơn 6061 về khả năng chống mỏi nhờ cấu trúc hạt bền chắc hơn và khả năng nứt vi mô thấp hơn, điều này khiến nó phù hợp hơn cho việc chịu tải chu kỳ trong các bộ phận này.
Độ bền vượt trội đó đi kèm với những đánh đổi. Hợp kim 7075 khó gia công hơn. Độ mài mòn dụng cụ tăng lên. Nó cũng khó hàn hơn và có giá thành cao hơn. Nhưng đối với một mô-đun khớp robot hoạt động nhiều lần mỗi ngày, 7075 xứng đáng với chi phí cao hơn. Tuổi thọ dài hơn bù đắp cho giá thành vật liệu cao hơn.
Khả năng tương thích với quá trình anot hóa
Cả hai hợp kim đều có khả năng anot hóa tốt. Tuy nhiên, hợp kim 7075 cần được chăm sóc kỹ hơn trong quá trình này. Quá trình anot hóa loại II bổ sung khả năng chống ăn mòn tiêu chuẩn. Lớp phủ cứng loại III tăng cường khả năng chống mài mòn đáng kể. Một chi tiết 7075 được anot hóa cứng có khả năng chống mài mòn tốt hơn dưới sự rung động liên tục của mô-đun khớp robot. Lớp phủ cứng cũng giữ nhiệt ít hơn, giúp quản lý nhiệt hiệu quả hơn.
Thép và thép không gỉ
Thép có độ cứng mà nhôm không thể sánh được. Nó nặng hơn, nhưng đôi khi độ chính xác quan trọng hơn trọng lượng. Thép cũng chịu được nhiệt độ cao hơn mà không bị giảm độ bền.
Sự đánh đổi về ăn mòn
Thép dễ bị gỉ trong môi trường ẩm ướt hoặc hóa chất. Thép không gỉ khắc phục được nhược điểm này nhưng giá thành cao hơn và gia công chậm hơn. Đối với các bộ phận khớp nối trong xưởng đúc chịu nhiệt và độ ẩm, thép không gỉ sẽ nhanh chóng mang lại hiệu quả kinh tế. Đối với cánh tay robot trong phòng sạch, thép phủ có thể là đủ. Các lớp phủ như niken không điện phân làm tăng chi phí nhưng mở rộng phạm vi sử dụng của các loại thép rẻ hơn.
Độ bền và khả năng chống mài mòn
Các chi tiết thép thể hiện ưu điểm vượt trội trong các mối nối chịu momen xoắn cao như J1 và J2. Thép tôi cứng bề mặt như 20CrMnTi có khả năng chống biến dạng tại các điểm tiếp xúc của bu lông. Bề mặt vẫn cứng trong khi lõi vẫn dẻo dai. Sự kết hợp này khó có thể bị đánh bại trong các ứng dụng tải nặng. Đối với các khu vực chịu mài mòn cao, thép tôi nitơ giúp tăng thêm độ cứng bề mặt mà không gây biến dạng.
Nhựa và vật liệu tổng hợp
Vật liệu nhựa giúp giảm trọng lượng đáng kể. Chúng hoạt động tốt nhất trong các robot có mô-men xoắn thấp hoặc robot cộng tác, nơi khối lượng là yếu tố quan trọng nhất. Chúng cũng làm giảm rung động một cách tự nhiên, giúp ổn định vị trí.
Ứng dụng của PEEK và Nylon
PEEK chịu được nhiệt độ cao hơn hầu hết các loại nhựa khác. Nó có khả năng chống lại hóa chất và ít bị mài mòn theo thời gian. Nylon có giá thành thấp hơn nhưng hấp thụ độ ẩm, làm thay đổi kích thước. Sử dụng PEEK cho các vòng đệm và bạc lót bên trong khớp nối. Sử dụng nylon cho các lớp vỏ ngoài không chịu tải. Các loại nylon có chứa sợi thủy tinh giúp tăng độ cứng nhưng làm giảm khả năng chịu va đập.
Các tùy chọn gia cường bằng sợi carbon
Vật liệu composite sợi carbon có độ cứng gần bằng nhôm nhưng trọng lượng chỉ bằng một nửa. Tuy nhiên, chúng dẫn nhiệt kém, do đó việc quản lý nhiệt trở nên khó khăn hơn. Chúng cũng có chi phí sản xuất cao hơn và cần thiết kế khuôn mẫu cẩn thận. Đối với cánh tay robot cộng tác tốc độ cao, sợi carbon ở một số bộ phận nhất định có thể làm giảm quán tính đáng kể. Mỗi lựa chọn vật liệu đều định hướng phần còn lại của quá trình sản xuất, từ tốc độ gia công đến xử lý bề mặt.
Tạo mẫu và thử nghiệm vỏ khớp robot
Việc tạo mẫu thử nghiệm giúp biến thiết kế khớp robot từ ý tưởng thành một bộ phận thực tế. Nó giúp bạn phát hiện ra các vấn đề trước khi chi tiền cho các công cụ sản xuất. Phát hiện vấn đề sớm giúp tiết kiệm hàng tuần thời gian và hàng nghìn đô la. Một giai đoạn tạo mẫu thử nghiệm tốt là điều kiện tiên quyết để tạo ra một bộ phận đáng tin cậy thay vì bị hỏng trong quá trình sử dụng.
Phương pháp tạo mẫu nhanh
Trong quá trình tạo mẫu thử, tốc độ rất quan trọng. Có hai phương pháp phổ biến nhất. Mỗi phương pháp hoạt động hiệu quả nhất ở một giai đoạn khác nhau.
So sánh nguyên mẫu được tạo bằng máy CNC và nguyên mẫu được tạo bằng máy in 3D.
Các nguyên mẫu CNC được làm từ kim loại thật. Độ cứng và đặc tính nhiệt của chúng phù hợp với chi tiết cuối cùng. Đối với một khớp robot tích hợp, thông tin đó rất quan trọng. Bạn không thể đoán được vỏ khớp robot hoạt động như thế nào dưới tải trọng. Bạn cần số liệu thực tế. Các ổ đỡ, trục bánh răng và các mặt lắp ráp đều cần có các đặc tính kim loại.
In 3D rất tốt để kiểm tra hình dạng, nhưng không phù hợp cho việc kiểm tra tải trọng. Nhựa uốn cong khác với kim loại. Kết quả sẽ không chính xác. Nhưng in ấn nhanh và rẻ. Bạn có thể kiểm tra đường đi của dây cáp và hình dạng trong một ngày. Đối với các bộ phận mô-đun ghép nối như đế ổ trục, luôn luôn sử dụng máy CNC. Dung sai của nhựa quá lỏng lẻo.
Kiểm tra chức năng và độ bền
Vỏ khớp robot vừa khít cũng phải hoạt động tốt dưới tải trọng. Thử nghiệm chức năng chứng minh điều đó. Thử nghiệm độ bền cho thấy nó sẽ bền bỉ trong nhiều năm sử dụng.
Kiểm tra độ vừa vặn và hình thức
Kiểm tra độ khít giúp xác định các bộ phận khớp với nhau như thế nào. Đặt một vòng bi vào lỗ. Xoay nó. Cảm nhận xem có lực cản nào không. Thử lắp động cơ. Nó có trượt vào trơn tru không? Kiểm tra bánh răng. Nó có nằm đúng vị trí không? Những thử nghiệm thực tế này cho thấy các vấn đề thiết kế tiềm ẩn. Một bài kiểm tra độ khít 30 phút có thể giúp tiết kiệm được nhiều tuần sau đó.
Kiểm tra hình thức xem xét toàn bộ cụm lắp ráp. Dây cáp có vừa qua các rãnh không? Các lỗ lắp đặt có thẳng hàng không? Dây của bộ mã hóa có đủ dài mà không cần phải kéo căng không? Những kiểm tra đơn giản này giúp tránh việc phải sửa chữa tốn kém.
Kiểm tra tải trọng và mô-men xoắn
Lắp các mô-đun khớp robot lên giá thử nghiệm. Tác dụng mô-men xoắn từng chút một. Đo độ lệch ở mỗi bước. So sánh với độ cứng mục tiêu. Kết quả sẽ cho biết vỏ robot có đủ độ cứng để thực hiện công việc chính xác hay không.
Kiểm tra độ rơ là một phần của bước này. Khóa đầu ra. Đo độ dịch chuyển của đầu vào. Đối với mô-đun khớp robot tích hợp, hãy giữ độ rơ dưới 1 phút cung. Con số lớn hơn có nghĩa là vỏ khớp robot bị uốn cong quá nhiều. Khắc phục bằng cách làm cho thành dày hơn hoặc hỗ trợ ổ trục tốt hơn. Vỏ bị uốn cong sẽ làm lệch khớp bánh răng và làm mòn răng nhanh hơn.
Kiểm tra độ rung và độ mỏi
Kiểm tra độ rung giúp xác định các tần số tự nhiên. Vỏ máy bị rung lắc ở tốc độ vận hành sẽ sớm bị hỏng. Thêm các gân tăng cường hoặc làm dày thành vỏ để đẩy tần số lên cao hơn.
Thử nghiệm độ bền mỏi cho phép mô-đun khớp robot trải qua hàng triệu chu kỳ. Điều này cho thấy liệu vật liệu bạn chọn có đáp ứng được yêu cầu hay không. Các vết nứt nhỏ gần lỗ bu lông sẽ xuất hiện trong thử nghiệm này. Kết quả thử nghiệm cho thấy tuổi thọ dự kiến của mô-đun khớp robot. Sử dụng dữ liệu này để thiết lập khoảng thời gian bảo trì.
Lặp lại thiết kế và xác thực
Thử nghiệm tạo ra dữ liệu. Dữ liệu dẫn đến thay đổi. Vòng phản hồi đó làm cho việc tạo mẫu thử nghiệm trở nên đáng giá.
Vòng lặp phản hồi dữ liệu thử nghiệm
Ghi lại tất cả các kết quả. Độ rơ, độ cứng, độ tăng nhiệt độ. So sánh từng kết quả với mục tiêu thiết kế. Nếu một chỉ số không đạt yêu cầu, hãy thay đổi vỏ khớp robot.
Tăng độ dày thành. Điều chỉnh độ khít của ổ trục. Gia công một nguyên mẫu mới. Thử nghiệm lại. Mỗi vòng lặp giúp thiết kế tốt hơn. Ba đến năm vòng là bình thường đối với một vỏ phức tạp. Dữ liệu cho bạn biết cần sửa gì và khi nào nên dừng lại.
Tiêu chí đóng băng thiết kế
Hãy đặt ra một điểm dừng rõ ràng trước khi bắt đầu. Xác định tiêu chí thành công. Ví dụ: độ rơ dưới 1 phút cung, không hỏng hóc trong 10 triệu chu kỳ, độ cứng trên giá trị mục tiêu. Hãy ghi lại những điều này ngay từ đầu.
Khi nguyên mẫu đáp ứng tất cả các mục tiêu, hãy cố định thiết kế. Khóa mô hình 3D. Chuyển sang giai đoạn sản xuất. Hợp tác với một xưởng sản xuất có kinh nghiệm. NOBLE là một công ty sản xuất hàng đầu tại Trung Quốc. Họ đảm nhiệm cả việc tạo mẫu và sản xuất hàng loạt. Chuyên môn gia công của họ cho phép tạo ra các bộ phận CNC đáp ứng thông số kỹ thuật cuối cùng ngay từ nguyên mẫu đầu tiên. Điều này giúp giảm thời gian lặp lại và tăng sự tự tin vào vỏ khớp robot của bạn.
Gia công chính xác vỏ khớp robot
Gia công cơ khí biến một khối vật liệu thô thành một vỏ khớp robot hoàn chỉnh. Giai đoạn này quyết định xem các ổ bi có được đặt đúng vị trí và các bánh răng có ăn khớp trơn tru hay không. Đối với vỏ khớp robot bằng kim loại, phay và tiện CNC đảm nhiệm phần lớn công việc. Vỏ bằng nhựa hoặc vỏ sản xuất với số lượng nhỏ có thể được tạo ra bằng phương pháp ép phun hoặc in 3D. Những phương pháp này giúp tránh được phoi kim loại, nhưng lại đánh đổi độ cứng và dung sai chặt chẽ. Các bộ phận bằng kim loại vẫn là tiêu chuẩn cho các cánh tay robot công nghiệp.
Phay và Tiện CNC
Gia công phay tạo ra các hốc, mặt phẳng và các lỗ bắt vít. Gia công tiện tạo hình các lỗ tròn và mặt bích. Hầu hết các vỏ khớp nối đều cần cả hai gia công này. Phôi gia công thường bắt đầu trên máy tiện, sau đó chuyển sang máy phay để gia công các chi tiết bên cạnh. Mỗi lần thiết lập đều tiềm ẩn nguy cơ sai sót, vì vậy các xưởng phải lên kế hoạch thứ tự gia công cẩn thận.
Lợi ích của gia công đa trục
Máy gia công năm trục thay đổi hoàn toàn cách thức gia công các chi tiết phức tạp. Dụng cụ hoặc chi tiết được nghiêng, cho phép dao cắt đạt đến các góc mà máy ba trục không thể với tới. Và đây là những lợi ích mà điều đó mang lại:
- Ít thao tác thiết lập hơn, vì tất cả các mặt đều được gia công trong một lần kẹp.
- Bề mặt hoàn thiện tốt hơn vì dụng cụ giữ được góc tối ưu.
- Dung sai chặt chẽ hơn, vì việc điều chỉnh vị trí ít hơn đồng nghĩa với việc độ lệch ít hơn.
- Hỗ trợ các chi tiết cong, góc cạnh hoặc hữu cơ.
- Tuổi thọ dụng cụ dài hơn nhờ thiết kế góc cạnh thông minh giúp giảm ứng suất và nhiệt lượng tỏa ra.
Các hốc sâu và lỗ nghiêng là những thử thách thực sự. Máy ba trục cần các dụng cụ dài, dễ bị uốn cong và rung lắc. Gia công năm trục nghiêng chi tiết để dụng cụ ngắn, cứng cáp có thể tiếp cận vào bên trong. Điều đó giúp giữ cho các thành ổn định và bề mặt hoàn thiện sạch sẽ. Ít thao tác thiết lập hơn cũng giảm nguy cơ sai lệch tọa độ. Các lỗ lắp đặt, cổng bên và mặt làm kín đều nằm trong cùng một hệ tọa độ. Điều này rất quan trọng khi kiểu bố trí bu lông phải thẳng hàng với một hốc bên trong.
Lắp đặt vật liệu cho tường mỏng
Các vách mỏng sẽ dịch chuyển khi kẹp chặt. Lực kẹp quá mạnh sẽ làm lỗ khoan bị biến dạng hình bầu dục. Lực kẹp quá yếu sẽ làm chi tiết bị nhấc lên trong quá trình cắt. Các má kẹp mềm được gia công theo hình dạng chi tiết giúp phân tán tải trọng. Các khối đỡ phía sau vách giúp tăng độ cứng mà không làm trầy xước bề mặt. Các bước gia công hoàn thiện nhẹ nhàng loại bỏ phần vật liệu còn lại với lực tối thiểu. Một bộ gá được thiết kế tốt sẽ bảo vệ hình dạng mà thiết kế yêu cầu.
Khoan, Khoan và Cắt ren
Các lỗ trông có vẻ đơn giản cho đến khi bạn kiểm tra vị trí. Một mặt bích động cơ có các lỗ lệch nhau vài phần trăm milimét sẽ không thể bắt vít phẳng. Do đó, việc doa sẽ điều chỉnh kích thước lỗ cho phù hợp cuối cùng. Việc tạo ren sẽ cắt các ren giữ các ốc vít dưới tác động của rung động.
Độ chính xác vị trí lỗ
Dung sai vị trí phụ thuộc vào chức năng của khớp nối. Bảng dưới đây thể hiện các mức độ phổ biến.
| Mức độ chính xác | Độ chính xác vị trí lỗ lắp | Ứng dụng |
| Tiêu chuẩn | ± 0.05 mm | Ứng dụng chung của khớp robot |
| Cao | ± 0.02 mm | Ứng dụng khớp robot độ chính xác cao |
| Cực cao | ± 0.01 mm | Ứng dụng khớp robot siêu chính xác |
Độ đồng tâm giữa lỗ lắp và lỗ trục ổ bi phải nằm trong phạm vi 0.02 mm TIR. Độ chính xác đường kính lỗ nằm trong phạm vi ±0.05 mm. Các lỗ ren tuân theo tiêu chuẩn ren cấp 6H theo ISO 965.
Chất lượng ren cho ốc vít
Ren là bộ phận chịu lực kẹp giúp giữ các khớp nối robot lại với nhau. Ren nông hoặc bị rách sẽ bị trờn ren dưới tác động của rung động. Mũi khoan sắc bén, kích thước mũi khoan phù hợp và chất bôi trơn thích hợp đều giúp bảo vệ hình dạng ren. Kiểm tra độ sâu ren và đo độ dày của mọi lỗ quan trọng. Lỗ ren bị trờn ren đồng nghĩa với việc phải bỏ đi bộ phận đó, chứ không phải là một giải pháp sửa chữa nhanh chóng.
Kiểm soát độ hoàn thiện bề mặt và kích thước
Bề mặt ổ trục cần phải nhẵn mịn. Độ nhám gây ra mài mòn và tiếng ồn. Việc lựa chọn dụng cụ và tốc độ cắt quyết định độ hoàn thiện bề mặt. Kiểm tra trong quá trình sản xuất giúp phát hiện sai lệch trước khi toàn bộ lô hàng bị lỗi.
Lựa chọn công cụ và tốc độ
Các dụng cụ cắt bằng cacbua sắc bén với lớp phủ phù hợp sẽ cắt nhôm rất sạch. Tốc độ trục chính cao và tốc độ tiến dao vừa phải sẽ cho bề mặt hoàn thiện mịn. Dụng cụ cùn sẽ làm nhòe bề mặt và tăng độ nhám. Đối với thép, tốc độ chậm hơn và thiết lập chắc chắn sẽ kiểm soát nhiệt. Chất làm mát giúp giữ nhiệt độ ổn định để đảm bảo kích thước được giữ nguyên.
Đo lường trong quá trình
Đo đạc khi chi tiết vẫn còn trên máy. Việc kiểm tra bằng đầu dò giúp xác định kích thước và vị trí lỗ trước khi tháo kẹp. Phản hồi này cho phép người vận hành điều chỉnh độ lệch trong thời gian thực. Phát hiện sai lệch sớm sẽ cứu cả một lô hàng. Thói quen này rất quan trọng đối với sản xuất chính xác, và nó là yếu tố phân biệt một xưởng đáng tin cậy với một xưởng có rủi ro cao.
Các bề mặt ổ trục hoặc bạc lót thường yêu cầu độ nhám bề mặt Ra từ 0.4 đến 0.8 µm, đạt được thông qua quá trình mài hoặc tiện chính xác.
Những chiếc ghế này là điểm tựa cho mọi mô-đun khớp robot, vì vậy thông số kỹ thuật hoàn thiện là điều bắt buộc. Quy trình sản xuất tốt kết hợp công cụ phù hợp với vòng lặp đo lường. Sự kết hợp đó giúp duy trì dung sai trên hàng nghìn chi tiết. Kỹ năng sản xuất lành nghề giúp các mô-đun khớp robot hoạt động chính xác trong nhiều năm.
Xử lý bề mặt vỏ khớp robot
Xử lý bề mặt giúp bảo vệ vỏ khớp robot khỏi gỉ sét, mài mòn và bụi bẩn. Tuy nhiên, lớp phủ có thể làm thay đổi kích thước của chi tiết. Các lỗ ổ bi và bề mặt làm kín cần được che chắn cẩn thận. Lớp hoàn thiện phù hợp giúp khớp hoạt động trơn tru trong nhiều năm.
Lớp phủ anot hóa và chuyển đổi
Quá trình anot hóa tạo ra một lớp oxit ngay trên bề mặt nhôm. Lớp này chống gỉ và làm cho bề mặt cứng hơn. Đây là lớp hoàn thiện thông thường cho hầu hết các vỏ thiết bị.
Anodizing loại II so với loại III
Lớp mạ anod loại II cung cấp khả năng bảo vệ tốt chống gỉ và có thể nhuộm màu. Đối với không gian sạch, loại II hoạt động rất tốt. Nó cũng tăng thêm khả năng chống mài mòn đáng kể.
Quá trình anot hóa cứng loại III không giống như loại thông thường. Nó tạo ra một lớp oxit dày hơn, đặc hơn. Độ cứng của nó đạt từ 600 đến 700 HV. Trong khi đó, thép 6061-T6 thô chỉ có độ cứng khoảng 95 HV. Sự khác biệt lớn này tạo nên sự khác biệt đáng kể. Loại III hoạt động tốt cho các bề mặt trượt và quay. Bạn có thể thêm PTFE vào để tạo ra bề mặt ma sát thấp. Chuyển động trở nên mượt mà hơn và dễ lặp lại hơn. Đối với một mô-đun khớp robot chuyển động hàng ngày, loại III là lựa chọn tốt hơn.
Lợi ích chống ăn mòn và mài mòn
Nhôm thô chỉ có khả năng chống gỉ ở mức trung bình. Loại II được đánh giá là xuất sắc. Loại III có khả năng chống mài mòn cực cao. Vỏ khớp robot chưa qua xử lý sẽ bị trầy xước và rỗ trong nhà máy. Loại được anot hóa cứng sẽ chịu được hóa chất tẩy rửa và bụi bẩn trong nhà máy.
Lớp phủ chuyển hóa cromat là một lựa chọn khác. Nó tạo ra một lớp màng bảo vệ siêu mỏng. Lớp màng này cho phép dòng điện chạy qua. Nó cũng giúp sơn bám dính tốt hơn. Cromat hóa trị sáu loại I phù hợp với các yêu cầu của ngành hàng không vũ trụ cũ. Màng hóa chất trong suốt hóa trị ba loại II đáp ứng các quy định RoHS và REACH. Hãy sử dụng nó khi quá trình anod hóa làm tăng độ dày quá mức cho các chi tiết cần lắp đặt.
Sơn, phủ bột và mạ
Một số vỏ máy được sơn hoặc phủ bột thay vì mạ anod. Các phương pháp này tạo ra các lớp dày hơn. Chúng làm thay đổi kích thước nhiều hơn so với mạ anod.
Kiểm soát độ dày lớp phủ
Lỗ khoan chính xác có dung sai rất lớn. Lỗ khoan H6 không thể chịu được lớp phủ quá dày. Quá trình anot hóa cứng loại III sẽ làm tăng thêm từ 25 đến 75 μm. Điều đó làm giảm đường kính lỗ khoan xuống khoảng một nửa lượng đó. Nếu tăng quá nhiều, ổ bi sẽ không vừa. Lực ép ban đầu sẽ bị mất.
Có ba phương pháp khắc phục vấn đề này. Che chắn các lỗ ổ trục trước khi phủ lớp bảo vệ. Đặt hàng các lỗ có kích thước lớn hơn để kích thước cuối cùng vẫn nằm trong dung sai cho phép. Chỉ thực hiện anod hóa cứng trên bề mặt bên ngoài. Các nhóm sản xuất thường sử dụng cả ba phương pháp cùng một lúc. Đó là thông lệ bình thường đối với các bộ phận chính xác.
Che chắn các bề mặt quan trọng
Các bề mặt ổ trục, bề mặt làm kín và lỗ ren đều cần được che chắn. Nếu lớp phủ dính vào ren, các ốc vít sẽ không khớp đúng cách. Nếu lớp phủ tích tụ trên bề mặt làm kín, vòng O-ring sẽ bị rò rỉ. Băng keo hoặc nút silicon sẽ ngăn chặn lớp phủ. Hãy tháo chúng ra sau khi xử lý. Kiểm tra mọi bề mặt trước khi lắp ráp.
Gọt bavia và Chuẩn bị cạnh
Các cạnh sắc có thể cắt dây điện và làm xước găng tay. Chúng tạo ra các điểm chịu lực và gây nứt theo thời gian. Việc loại bỏ bavia giúp loại bỏ những rủi ro đó.
So sánh giữa phương pháp loại bỏ bavia thủ công và tự động
Gia công thủ công sử dụng dũa, dao cạo và miếng mài mòn. Người thợ lành nghề có thể xử lý mọi cạnh khuất. Phương pháp này hiệu quả với sản lượng thấp. Gia công tự động sử dụng bàn chải hoặc vật liệu mài rung. Phương pháp này nhanh hơn và cho kết quả đồng nhất hơn. Đối với các mô-đun khớp robot sản xuất số lượng lớn, tự động hóa là lựa chọn tối ưu. Mỗi chi tiết đều cho ra kết quả như nhau.
Thông số kỹ thuật ngắt cạnh
Các cạnh cần được bo tròn nhẹ. Thông số kỹ thuật phổ biến yêu cầu độ bo tròn từ 0.1 đến 0.5 mm. Điều này giúp loại bỏ các gờ mà không làm thay đổi hình dạng. Cần chỉ định độ bo tròn ở tất cả các cạnh ngoài. Giữ nguyên độ sắc bén của các cạnh ổ trục bên trong trừ khi bản vẽ yêu cầu khác. Thông số kỹ thuật rõ ràng sẽ tránh được những tranh cãi giữa bộ phận thiết kế và xưởng sản xuất.
Xử lý bề mặt giúp chuẩn bị vỏ máy đã được gia công sẵn sàng cho hoạt động. Lớp phủ phù hợp giúp ngăn bụi bẩn và chống gỉ. Che chắn các bề mặt cần thiết. Chọn loại anod hóa phù hợp. Làm tròn các cạnh. Một mô-đun khớp robot được xử lý bề mặt tốt sẽ hoạt động lâu hơn và cần ít lần sửa chữa hơn.
Kiểm tra chất lượng vỏ khớp robot
Kiểm tra chứng minh rằng vỏ khớp robot đáp ứng các dung sai thiết kế và yêu cầu về bề mặt. Bạn có thể chế tạo một bộ phận tuyệt vời nhưng vẫn có thể xuất xưởng một bộ phận lỗi. Chỉ có đo lường mới cho biết sự thật.
Phương pháp kiểm tra kích thước
Máy đo tọa độ (CMM) đo các chi tiết trong không gian ba chiều. Nó có một cánh tay di động, một đầu dò và một máy tính. Đầu dò chạm vào các điểm trên chi tiết. Máy ghi lại mỗi điểm dưới dạng tọa độ X, Y và Z. Những điểm này tạo thành một đám mây điểm 3D. Phần mềm so sánh đám mây điểm đó với mô hình thiết kế.
CMM và Đo lường quang học
Đối với một mẫu bu lông có dung sai vị trí thực, chỉ kiểm tra tọa độ X và Y là chưa đủ. Vị trí của mỗi lỗ đều quan trọng so với các lỗ khác và so với các mốc chuẩn. Vì vậy, máy đo tọa độ (CMM) đo vị trí thực của trục mỗi lỗ. Nó kiểm tra xem trục đó có nằm trong vùng dung sai hình trụ cần thiết hay không. Máy so sánh quang học cũng thực hiện điều tương tự đối với các chi tiết nhỏ hơn.
Kiểm tra GD&T
Cách tính toán như sau: Đo tâm thực của mỗi lỗ. Ghi lại tọa độ X và Y của nó so với hệ quy chiếu chuẩn. Sau đó tìm hiệu số: dx bằng X thực trừ X danh nghĩa, và dy bằng Y thực trừ Y danh nghĩa. Công thức vị trí thực là P = 2 × √(dx² + dy²). Công thức này cho đường kính hình trụ nhỏ nhất có tâm tại vị trí cơ bản chứa trục thực của lỗ.
Vị trí tại MMC cho phép dung sai bổ sung khi chi tiết vượt ra khỏi kích thước vật liệu tối đa. Một lỗ được chỉ định tại MMC là 0.266 inch mà khi khoan ra có kích thước 0.270 inch sẽ được cộng thêm 0.004 inch. Sai số vị trí cho phép tăng từ 0.010 inch lên 0.014 inch. Điều này hợp lý: một lỗ lớn hơn có thể chấp nhận sai số vị trí lớn hơn mà vẫn vừa khít.
Kiểm tra vật liệu và lớp phủ
Kiểm tra độ cứng giúp xác định xem quá trình xử lý nhiệt có hiệu quả hay không. Các phương pháp khác nhau phù hợp với các nhu cầu khác nhau.
| Phương pháp kiểm tra độ cứng | Nó giúp ích như thế nào cho các bộ phận thép của vỏ khớp robot |
| Brinell | Kiểm tra độ cứng ở các chi tiết chịu nhiệt độ cao như các chi tiết rèn và các chi tiết được xử lý nhiệt. |
| Rockwell | Thích hợp nhất cho thép tôi cứng và hợp kim đã qua xử lý nhiệt. |
| Vickers | Thích hợp cho việc thay đổi độ sâu và độ cứng của lớp vỏ. |
| Knoop | Rất thích hợp cho các vết nhỏ như lớp phủ và vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt. |
Kiểm tra độ cứng và thành phần
Rockwell dùng cho thép tôi cứng và hợp kim xử lý nhiệt. Vickers cho thấy độ sâu lớp tôi và sự thay đổi độ cứng. Knoop dùng cho lớp phủ và các khu vực hàn. Kiểm tra thành phần xác nhận hợp kim phù hợp với chứng nhận của nhà máy.
Kiểm tra độ bám dính của lớp phủ
Lớp phủ phải bám dính tốt. Thử nghiệm bằng băng dính hoặc thử nghiệm cào xước cho thấy liệu lớp mạ hoặc lớp anot hóa có bám dính vào kim loại nền hay không. Độ bám dính kém sẽ dẫn đến gỉ sét sớm.
Tài liệu và truy xuất nguồn gốc
Khả năng truy xuất nguồn gốc là vô cùng quan trọng đối với robot an toàn và robot y tế. Các nhà kiểm toán muốn theo dõi toàn bộ lô hàng từ chứng nhận nhà máy nguyên liệu thô đến khâu kiểm tra cuối cùng. Điều đó bao gồm việc theo dõi nguyên liệu bằng số lô cho đến thành phẩm. Theo dõi lô hàng bao gồm kiểm tra chứng nhận nhà máy, thành phần hóa học và kiểm tra tính chất cơ học. Chứng nhận nguyên liệu thô đầy đủ và theo dõi lô hàng hoàn thiện chu trình.
Báo cáo kiểm tra
Mọi thông số quan trọng đều được ghi lại. Báo cáo liệt kê các giá trị đo được bên cạnh giá trị danh nghĩa và dung sai.
Theo dõi lô và nối tiếp
Số sê-ri liên kết mỗi mô-đun khớp robot với dữ liệu kiểm tra của nó. Nếu xảy ra lỗi trong quá trình sử dụng, bạn có thể truy tìm nguồn gốc.
Kiểm tra tốt giúp đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy cao trong mọi mô-đun khớp robot. Điều này cũng giúp giữ cho hồ sơ sản xuất của bạn luôn minh bạch và uy tín sản xuất của bạn luôn vững chắc.
Tích hợp lắp ráp các mô-đun khớp robot tích hợp
Khớp robot tích hợp giữ động cơ, bộ bánh răng, bộ mã hóa, phanh và bộ truyền động servo trong một vỏ duy nhất. Mỗi bộ phận phải khớp đúng cách. Việc lắp ráp giúp duy trì sự thẳng hàng, tải trọng ban đầu và độ kín khít đã được thiết lập trong các bước thiết kế và gia công ban đầu. Một sai sót ở đây sẽ phá hỏng tất cả công sức đã bỏ ra một cách cẩn thận.
Lắp đặt ổ bi và bánh răng
Các ổ bi và bánh răng truyền lực từ động cơ đến cánh tay robot. Chúng phải nằm thẳng bên trong vỏ khớp nối của robot.
Phương pháp ép chặt và phương pháp ép nhiệt
Phương pháp ép chặt sử dụng lực đều để đẩy vòng bi vào lỗ. Thành vỏ khớp robot phải giữ được lỗ mà không bị cong. Phương pháp lắp ghép nhiệt thì khác. Làm nóng vỏ hoặc làm nguội vòng bi. Sau đó, các bộ phận trượt vào nhau mà không cần lực. Đối với các mô-đun khớp truyền động hài hòa, phương pháp lắp ghép nhiệt rất phổ biến. Chúng ngăn ngừa hư hỏng bề mặt do ép chặt. Nhiệt độ đồng đều rất quan trọng. Nhiệt độ không đồng đều sẽ làm cong lỗ và làm hỏng mối ghép.
Điều chỉnh tải trước
Các ổ trục cần có lực siết trước phù hợp. Lực siết quá lớn gây ra ma sát và sinh nhiệt. Lực siết quá nhỏ làm cho khớp bị lung lay. Điều chỉnh lực siết bằng các miếng đệm hoặc đai ốc có ren. Đo mô-men xoắn khi điều chỉnh. Dừng lại khi mô-men xoắn khớp với thông số kỹ thuật. Bước này giúp mỗi mô-đun khớp robot hoạt động trơn tru. Khớp robot tích hợp cần điều này để chuyển động mượt mà.
Tích hợp động cơ và cảm biến
Động cơ tạo ra mô-men xoắn. Cảm biến báo cáo vị trí. Chúng phải hoạt động cùng nhau mà không gây nhiễu điện.
Thủ tục căn chỉnh
Trục động cơ phải thẳng hàng với đầu vào bánh răng. Sự lệch trục gây ra rung lắc và tiếng ồn. Sử dụng đồng hồ đo độ lệch tâm. Kiểm tra độ lệch tâm tại khớp nối. Giữ nó trong phạm vi thông số kỹ thuật của nhà sản xuất bánh răng. Đối với bộ truyền động sóng biến dạng mỏng, chính xác, ngay cả một độ lệch vài micromet cũng làm giảm tuổi thọ bánh răng. Hãy làm việc này một cách chậm rãi.
Sơ đồ đấu dây và định tuyến đầu nối
Dây dẫn mang điện năng và dữ liệu. Hãy bố trí chúng sao cho tránh bị kẹp và nhiễu điện. Cáp bọc chống nhiễu giúp bảo vệ tín hiệu bộ mã hóa khỏi bị nhiễu.
| Loại khiên | Bảo vệ EMI | Tính linh hoạt | Khả năng chịu xoắn | tốt nhất cho |
| Lá nhôm (nhôm/mylar) | Tốt (độ phủ trên 90%) | Chất lượng kém — dễ bị nứt sau chưa đến 100 chu kỳ sạc. | Không thích hợp | Chỉ lắp đặt cố định |
| Dây bện (đồng mạ thiếc) | Rất tốt (độ phủ 85–95%) | Tốt — chịu được hơn 5 triệu chu kỳ sạc | Độ xoắn trung bình — hạn chế | Dây kéo, độ uốn tuyến tính |
| Cuộn dây xoắn ốc (đồng) | Tốt (độ phủ 70–85%) | Tốt — Chu kỳ 3M+ | Tuyệt vời — có thể điều chỉnh độ xoắn | Khớp cổ tay robot, trục quay |
| Tóc tết + Lá nhôm (kết hợp) | Xuất sắc (>95% độ phủ) | Độ cứng vừa phải — lớp màng nhôm hạn chế độ uốn dẻo. | Kém chất lượng — lá kim loại bị nứt dưới tác động xoắn. | Môi trường có nhiễu điện từ cao, độ uốn cong cố định đến tối thiểu |
Đối với các mô-đun khớp robot tích hợp, lớp chắn bện giúp cân bằng giữa khả năng chống nhiễu điện từ và độ bền uốn. Lớp chắn xoắn ốc giúp xử lý hiện tượng xoắn trong các khớp cổ tay. Kết nối lớp chắn ở cả hai đầu cáp. Lớp chắn lỏng lẻo sẽ hoạt động như một ăng-ten. Giữ cáp nguồn cách cáp tín hiệu bên trong cánh tay ít nhất 50 mm. Vắt chéo chúng ở góc 90° nếu chúng bắt buộc phải gặp nhau. Các bộ phận của mô-đun khớp như động cơ và bộ mã hóa dùng chung một không gian. Hệ thống dây dẫn gọn gàng giúp tiết kiệm thời gian khắc phục sự cố sau này.
Kiểm tra và niêm phong cuối cùng
Bước cuối cùng kiểm tra xem mọi thứ có hoạt động tốt không. Mỗi bộ phận của mô-đun ghép nối phải đạt yêu cầu trước khi rời khỏi dây chuyền sản xuất.
Kiểm tra rò rỉ và độ kín
Vỏ khớp robot phải được giữ kín. Bụi bẩn làm hỏng ổ bi. Hơi ẩm gây chập mạch điện tử. Áp dụng áp suất hút chân không nhẹ. Quan sát sự giảm áp suất. Sử dụng dung dịch xà phòng tại các gioăng. Kiểm tra vòng chữ O xem đã được lắp đúng vị trí chưa. Bất kỳ sự rò rỉ nào cũng đồng nghĩa với việc phải làm lại.
Xác minh chức năng chung
Vận hành khớp robot ở chế độ chuyển động tối đa. Kiểm tra hoạt động trơn tru. Đo mô-men xoắn đầu ra. Đảm bảo phản hồi từ bộ mã hóa khớp với vị trí được lệnh. Lắng nghe xem có tiếng động lạ nào không. Rung động ở một tốc độ nhất định có thể cho thấy ổ trục bị lệch. Ghi lại kết quả để theo dõi. Các thử nghiệm này xác nhận các mô-đun khớp robot khác nhau đáp ứng mục tiêu đề ra trước khi xuất xưởng. Một khớp robot tích hợp đã được kiểm tra đầy đủ sẵn sàng cho việc lắp ráp cánh tay robot cuối cùng.
Việc lắp ráp kết nối mọi thứ lại với nhau. Quy trình sản xuất tốt giúp duy trì độ chính xác từ khâu thiết kế đến sản xuất. Mỗi khớp robot tích hợp phải hoạt động đáng tin cậy khi rời khỏi dây chuyền sản xuất.
Tại sao nên chọn NOBLE cho sản xuất vỏ khớp robot?
Việc lựa chọn đối tác sản xuất vỏ khớp robot là một quyết định quan trọng. Bạn cần một xưởng gia công kim loại và nhựa, đảm bảo dung sai chặt chẽ và am hiểu toàn bộ quy trình chế tạo. NOBLE là một lựa chọn phù hợp. Họ tập trung vào các bộ phận robot và tích hợp cả vật liệu lẫn quy trình sản xuất.
Chuyên môn về gia công kim loại và nhựa
Khả năng trên nhiều loại vật liệu
NOBLE gia công các loại vật liệu như nhôm, thép, thép không gỉ và nhựa kỹ thuật. Sự đa dạng này rất quan trọng vì một khớp robot tích hợp thường sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau. Vỏ khớp robot có thể làm bằng nhôm, ổ đỡ bằng thép, và gioăng làm kín bằng PEEK. Một xưởng duy nhất có thể xử lý cả ba loại vật liệu này giúp giảm thời gian giao hàng và tránh đổ lỗi lẫn nhau giữa các nhà cung cấp.
Gia công chính xác và hoàn thiện
Xưởng của họ sử dụng thiết bị CNC đa trục và kiểm soát độ hoàn thiện bề mặt của các lỗ ổ bi. Quá trình anot hóa, mạ và loại bỏ bavia được thực hiện nội bộ hoặc thông qua các đối tác đáng tin cậy. Sự kiểm soát này bảo vệ các khớp nối mà bạn đã thiết kế. Nó cũng giúp đảm bảo tính khả thi của toàn bộ cụm chi tiết từ vết cắt đầu tiên đến lớp phủ cuối cùng.
Chứng nhận và tiêu chuẩn chất lượng
Quản lý chất lượng ISO 9001:2015
Tiêu chuẩn ISO 9001:2015 đặt ra tiêu chuẩn cơ bản cho chất lượng ổn định. NOBLE tuân thủ các bước được ghi chép rõ ràng cho mọi công việc. Điều đó có nghĩa là các mô-đun khớp robot của bạn được chăm sóc như nhau cho đến đơn hàng thứ một trăm.
Tiêu chuẩn ISO 13485:2016 về tiêu chuẩn y tế.
Tiêu chuẩn ISO 13485:2016 thúc đẩy kỷ luật hơn nữa. Nó đòi hỏi khả năng truy xuất nguồn gốc nghiêm ngặt, quy trình minh bạch và kiểm tra được ghi chép đầy đủ. Tư duy đó phù hợp với robot an toàn cao. Một mô-đun khớp robot hiệu suất cao cần mức độ kiểm soát như vậy.
Hỗ trợ từ thiết kế đến lắp ráp
Hỗ trợ Kỹ thuật và Thiết kế
Các kỹ sư của NOBLE sẽ xem xét thiết kế của bạn trước khi gia công kim loại. Họ chỉ ra những thành mỏng, dung sai chặt chẽ và các chi tiết làm tăng chi phí. Phản hồi đó giúp rút ngắn thời gian chỉnh sửa và cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Sản xuất, Kiểm tra và Lắp ráp
Đội ngũ này đảm nhận toàn bộ dự án, từ nguyên liệu thô, gia công, hoàn thiện, kiểm tra đến lắp ráp cuối cùng. Họ chế tạo các cụm khớp robot tích hợp, chứ không chỉ là các bộ phận rời rạc. Một đối tác duy nhất cho toàn bộ chuỗi cung ứng giúp giảm thiểu các khâu trung gian và những rủi ro phát sinh.
NOBLE kết hợp quy trình sản xuất, chứng nhận và dịch vụ hỗ trợ toàn diện. Đối với công việc chế tạo mô-đun khớp robot, sự kết hợp này khó có thể sánh kịp.
Bạn đã trải qua toàn bộ quy trình: thiết kế khớp robot, lựa chọn vật liệu, tạo mẫu thử, gia công, xử lý bề mặt, kiểm tra và lắp ráp. Mỗi bước đều dựa trên bước trước đó. Dung sai chặt chẽ giúp giữ cho các ổ trục ở đúng vị trí. Hợp kim phù hợp chịu được nhiệt và tải trọng. Thử nghiệm giúp phát hiện các vấn đề trước khi bắt đầu sản xuất. Kiểm tra chứng minh chi tiết phù hợp với bản vẽ. Lắp ráp đảm bảo sự thẳng hàng, tải trọng ban đầu và độ kín khít.
Hãy áp dụng những thói quen này vào các dự án của riêng bạn. Chỉ chốt thiết kế sau khi dữ liệu thử nghiệm xác nhận tính khả thi. Che chắn các bề mặt quan trọng trước khi phủ lớp. Đo đạc khi chi tiết vẫn còn trên máy thay vì chờ đến khâu kiểm tra cuối cùng.
Khớp robot tích hợp chỉ hoạt động tốt khi vỏ bọc của nó cho phép. Chọn đúng vỏ bọc khớp robot, và các cánh tay robot công nghiệp và robot cộng tác của bạn sẽ giữ được vị trí, hoạt động mát mẻ và bền bỉ trong nhiều năm.
Câu hỏi thường gặp về vỏ khớp robot
Vật liệu nào là tốt nhất cho vỏ khớp robot?
Nhôm 7075-T6 là lựa chọn hàng đầu cho hầu hết các khớp nối. Nó có độ bền mỏi cao hơn 66% so với 6061-T6. Thép phù hợp hơn cho các khớp nối chịu momen xoắn cao. Nhựa thích hợp cho các robot cộng tác tải trọng thấp, nơi trọng lượng là yếu tố quan trọng nhất.
Tại sao lỗ ổ trục lại cần dung sai chặt chẽ đến vậy?
Các cổ trục ổ bi phải có độ chính xác tâm trong phạm vi 0.006 mm. Độ vuông góc giữa lỗ khoan và mặt bích phải nằm trong phạm vi 0.005 mm. Độ lắp ghép lỏng lẻo gây mài mòn bánh răng và độ rơ. Điều đó làm giảm độ chính xác và rút ngắn tuổi thọ của khớp nối.
Tôi nên tạo mẫu thử bằng máy CNC hay in 3D?
Hãy sử dụng máy CNC cho các nguyên mẫu kim loại. Chúng có độ cứng và đặc tính nhiệt tương đương với sản phẩm cuối cùng. Chỉ sử dụng in 3D để kiểm tra hình dạng nhanh chóng. Kết quả thử nghiệm bằng nhựa sẽ không cho bạn biết vỏ khớp robot thực tế hoạt động như thế nào.
Phương pháp xử lý bề mặt nào mang lại hiệu quả tốt nhất?
Mạ anod cứng loại III là tiêu chuẩn. Nó đạt độ cứng từ 600 đến 700 HV. Thép 6061-T6 thô chỉ có độ cứng 95 HV. Nó có khả năng chống mài mòn và ăn mòn tốt trong môi trường nhà máy. Cần che chắn các lỗ ổ trục trước khi mạ.
Làm thế nào để kiểm tra xem vỏ khớp robot có đạt tiêu chuẩn kiểm định hay không?
Máy đo tọa độ (CMM) kiểm tra vị trí lỗ và kích thước đường kính lỗ. So sánh kết quả với các thông số GD&T. Công thức vị trí thực cho biết mỗi lỗ có nằm trong vùng dung sai của nó hay không. Đồng thời kiểm tra độ cứng vật liệu và độ bám dính của lớp phủ.
Nguyên nhân nào gây ra hầu hết các sự cố hỏng hóc ở vỏ khớp robot?
Sự giãn nở nhiệt là một vấn đề thường gặp. Vỏ khớp robot hoạt động hoàn hảo ở 20°C có thể bị kẹt ở 70°C. Việc đi dây kém cũng gây ra hỏng hóc. Dây điện lỏng lẻo bị vướng khi các bộ phận di chuyển qua nhau.
Tôi có thể sử dụng nhựa cho khớp nối của robot công nghiệp được không?
Nhựa phù hợp với các robot cộng tác có mô-men xoắn thấp, nơi trọng lượng là yếu tố quan trọng. PEEK chịu nhiệt và hóa chất tốt. Nhưng đối với các cánh tay robot công nghiệp chịu tải trọng cao, kim loại vẫn là tiêu chuẩn. Độ cứng và khả năng quản lý nhiệt là những yêu cầu bắt buộc.
Quá trình lắp ráp ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của vỏ khớp robot?
Cần điều chỉnh lực siết ổ trục sao cho chính xác. Lực siết quá lớn gây ma sát và sinh nhiệt. Lực siết quá nhỏ làm khớp bị lung lay. Đo mô-men xoắn khi điều chỉnh. Dừng lại khi đạt giá trị thông số kỹ thuật.
