Precyzyjna obróbka ramion robotycznych: analiza całego procesu, od materiałów po gotowe produkty

W zależności od różnych warunków siły i scenariuszy zastosowań, mechaniczne części ramion wykorzystują głównie następujące rodzaje materiałów:

Stop aluminium (taki jak 6061-T6, 7075-T6): odpowiedni do lekkich komponentów, takich jak broń strzelecka i efektory końcowe ramion robotycznych. Stop aluminium charakteryzuje się niską gęstością i dobrą obrabialnością, jednak materiał jest stosunkowo „miękki” i podatny na przyklejanie się do narzędzia skrawającego podczas obróbki, co wymaga doboru odpowiednich parametrów skrawania.

Stopowa stal konstrukcyjna (taka jak 40Cr, 42CrMo): odpowiednia na elementy-nośne, takie jak złącza i podstawy. Ten rodzaj materiału charakteryzuje się dużą wytrzymałością i dobrą odpornością na zużycie, powoduje jednak znaczne zużycie narzędzia. Konieczne jest stosowanie narzędzi z powłoką-odporną na zużycie i przed obróbką sprawdzenie, czy twardość hartowania i odpuszczania mieści się w zakresie HB285-322.

Stal nierdzewna (taka jak 304, 316): odpowiednia do ramion robotycznych w przemyśle spożywczym i medycznym. Stal nierdzewna ma słabą przewodność cieplną i jest podatna na gromadzenie się wiórów, co wymaga ścisłej kontroli natężenia i prędkości przepływu płynu obróbczego.

W przypadku skomplikowanych powierzchni, głębokich wnęk i-cienkościennych struktur ramion robotów obróbka pięcioosiowa jest kluczowym procesem zapewniającym dokładność. W oparciu o doświadczenie w przetwarzaniu należy dokładnie kontrolować następujące etapy:

Przygotowanie materiału: Sprawdź, czy twardość materiału jest odpowiednia do obróbki (zwykle preferowany jest HB220-280). Jeżeli w materiale występują naprężenia szczątkowe, należy najpierw przeprowadzić wyżarzanie odprężające, aby uniknąć deformacji podczas obróbki.

Optymalizacja mocowania: Elementy ramion robota to głównie części nieregularne, takie jak gniazda przegubów w kształcie litery „L” i ramiona ręczne w kształcie „długiego paska”. Aby zapewnić dokładne pozycjonowanie, mocne zamocowanie i minimalne odkształcenie, należy zastosować specjalne mocowania lub mocowania modułowe. W przypadku obszarów o cienkich-ścianach należy dodać pomocnicze bloki podporowe, aby uniknąć wybrzuszeń podczas obróbki.

Planowanie ścieżki narzędzia: Na etapie obróbki zgrubnej stosuje się cięcie warstwowe, a w celu zmniejszenia obciążenia narzędzia stosuje się frezowanie cykloidalne; Na etapie obróbki precyzyjnej w przypadku powierzchni-o wysokiej precyzji stosuje się frezowanie konturowe, aby zapewnić, że pozostała wysokość na powierzchni będzie mniejsza lub równa Ra1,6 μm. W przypadku konstrukcji z głębokimi wgłębieniami konieczne jest ustawienie kąta nachylenia osi narzędzia, aby uniknąć kolizji pomiędzy wrzecionem a obrabianym przedmiotem.

Dopasowanie parametrów skrawania: Podczas obróbki stali stopowej prędkość skrawania w obróbce zgrubnej wynosi 80-120 m/min, a obróbkę precyzyjną można zwiększyć do 200-250 m/min. Sterowanie odbywa się również za pomocą wysokociśnieniowego układu chłodzenia wewnętrznego (powyżej 70 barów), który kontroluje temperaturę w strefie cięcia.

Po obróbce części ramion robota zwykle wymagają obróbki powierzchni w celu poprawy odporności na zużycie, odporności na korozję lub wyglądu.

Anodowanie twarde: odpowiednie do elementów ze stopów aluminium, o grubości warstwy tlenku do 30-60 μm i twardości powierzchni HV400-600, jest idealnym wyborem do przegubów ramion robotów i zawiasów zautomatyzowanych linii produkcyjnych.

Niklowanie chemiczne: Nadaje się do elementów precyzyjnych, jednorodność powłoki może sięgać ± 1 μm, a złożone konstrukcje można pokrywać bez zewnętrznego zasilania, z doskonałą odpornością na korozję.

Utlenianie mikrołukiem: W ekstremalnych warunkach pracy można wytworzyć powłokę ceramiczną na miejscu na powierzchni stopów aluminium, o twardości do HV1500-2000 i granicy odporności na wysoką temperaturę wynoszącej 2500 stopni, ale koszt jest stosunkowo wysoki.

Aby zapewnić długoterminową-niezawodność komponentów ramienia robota, podczas procesu obróbki wymagane są wielokrotne kontrole jakości.

Pomiar online: zintegrowane sondy obrabiarek uruchamiają automatyczny pomiar po krytycznych procesach, kompensując zużycie narzędzia w-czasie rzeczywistym.

Kontrola trzech współrzędnych: Kluczowe powierzchnie współpracujące (takie jak otwory łożysk) należy sprawdzić za pomocą maszyny współrzędnościowej, a tolerancje kształtu i położenia należy kontrolować w granicach 0,01 mm.

Możliwość śledzenia danych: Utworzenie dziennika przetwarzania w celu rejestrowania parametrów przetwarzania i danych z kontroli każdej części, tworząc możliwy do prześledzenia plik cyfrowy w celu późniejszej optymalizacji procesu.

W dziedzinie badań i rozwoju robotów technologia druku 3D obniża barierę sprzętową. Na przykład zespół ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu opracował humanoidalną rękę robota ORCA Hand, w której wszystkie elementy konstrukcyjne można wyprodukować przy użyciu zwykłej drukarki 3D przy koszcie materiałów mniejszym niż 2000 franków szwajcarskich, zapewniając niedrogą platformę badawczo-rozwojową dla małych i średnich-laboratoriów i uniwersytetów. Wskazuje to również, że połączenie druku 3D i obróbki CNC ma ogromny potencjał w zakresie szybkiego prototypowania i próbnej produkcji komponentów robotów na małą-skalę.

P1: Jak uniknąć deformacji-cienkościennych podczas obróbki części ramion robota?

Przyjęcie symetrycznej sekwencji obróbki (takiej jak frezowanie naprzemienne po obu stronach) w celu zrównoważenia naprężeń skrawania. Jednocześnie dodanie pomocniczego wspornika lub użycie przyssawek próżniowych w-obszarach o cienkich ściankach może zmniejszyć odkształcenie mocowania.

P2: Co powinienem zrobić, jeśli narzędzie tnące jest podatne na odpryski podczas obróbki stali stopowej?

Sprawdź, czy parametry skrawania są zgodne, ogranicz maksymalną głębokość skrawania (mniejszą lub równą 2 mm) podczas obróbki zgrubnej i sprawdź bicie narzędzia (mniejsze lub równe 0,01 mm) przed obróbką precyzyjną. Wybierz narzędzia tnące pokryte TiAlN, aby zwiększyć twardość koloru czerwonego.

P3: Czy możemy wycenić bez rysunków 3D?

Sugeruj dostarczenie rysunków 3D w formacie STEP lub IGS, ponieważ jest to najdokładniejsza podstawa wyceny. Jeśli dostępne są tylko rysunki 2D lub próbki, można świadczyć usługi modelowania odwrotnego (za dodatkową opłatą).

P4: Jaki jest typowy czas realizacji obróbki CNC części ramienia robota?

Próbki/małe partie trwają zwykle 3-7 dni roboczych, natomiast produkcja średnioseryjna trwa 7-15 dni roboczych, w zależności od złożoności i ilości części.

P5: Czy obróbka powierzchni ma wpływ na rozmiar?

wpływowy. Grubość twardej anodowanej folii wynosi około 30-60 μm, a grubość niklowania bezprądowego wynosi około 5-15 μm. Podczas projektowania należy zarezerwować nadwyżkę na przeróbkę lub zaznaczyć „najpierw leczenie, później przetwarzanie”.

Shenzhen StrongD Model ma ponad 14-letnie doświadczenie w precyzyjnej obróbce CNC, wyposażone w wieloosiowe centra obróbcze, sprzęt do drukowania 3D oraz kompletną linię do obróbki powierzchni. Specjalizujemy się w produkcji komponentów dla branż takich jak robotyka, motoryzacja i opieka zdrowotna, zapewniając-kompleksowe rozwiązania, od walidacji prototypów po produkcję masową. Zapraszamy do przesłania nam rysunków do konsultacji. Zapewnimy Ci bezpłatną analizę DFM i dokładną wycenę.

Popularne Tagi: precyzyjna obróbka ramion robotów: analiza całego procesu od materiałów po gotowe produkty, Chiny precyzyjna obróbka ramion robotów: analiza całego procesu od materiałów po gotowe produkty producenci, dostawcy, fabryka