Il modulo articolare del robot e l'attuatore richiedono l'alta precisione del movimento, la ripetibilità e la coerenza a lungo termine, l'impostazione della tolleranza nella lavorazione CNC determina direttamente l'efficienza della trasmissione e l'affidabilità di assemblaggio, la precisione della lavorazione CNC delle parti robotizzate di solito copre le tolleranze dimensionali, le tolleranze di bit di forma e la rugosità superficiale di tre dimensioni, tra cui la superficie di coordinamento critica dell 'albero rotante è comunemente utilizzata IT5-IT6 precisione dimensionale, la coassiale e il controllo del parallelo entro 0,01 - 0,02 mm. Questo articolo si baserà sulla fresatura CNC multiasse, sul processo composito di fresatura di precisione dell 'automobile e risolverà la logica di distribuzione delle tolleranze di diversi componenti in movimento, i metodi di compensazione della deformazione termica dei materiali e i punti di controllo della coerenza del lotto, aiutando gli ingegneri a stabilire un punto di riferimento di accettazione per il pavimento nella fase DFM.
Precisione dei componenti del nucleo del robot necessaria per il disassemblaggio
Nella struttura ontologica del robot, il modulo dell 'articolazione rotanti, l'attuatore lineare, l'alloggiamento del riduttore e la flangia dell' attuatore finale sono parti sensibili di precisione e i requisiti per la precisione di elaborazione sono distribuiti in modo gradiente a causa delle differenze funzionali:
- Velocità di ingresso/uscita del riduttore:Le tolleranze dimensionali sono principalmente ± 0.005mm (combinazione H6/f7 o H6/g7), la coassiale è ≤ 0.008mm, che influenza direttamente la regressione di trasmissione;
- Base di base del centro di rotazione:planarità ≤ 0.01 mm, parallelismo ≤ 0.015 mm, determinare l'angolo di inclinazione dell 'asse dopo l'installazione del sedile motore;
- Installazione della guida lineare:rugosità superficiale Ra0,8 μ m al di sotto, evitare le rotaie che si consumano ai punti della Microsoft, tolleranze dimensionali ± 0,01 mm;
- Per completare l'attuatore Frank:planarità 0.01/100 mm, posizione di gruppo foro ≤ 0.02 mm, per garantire la precisione di ripetizione dello strumento finale;
- Proprietà esterna:Anche se non funzionale, ma che influenzano la sensazione di montaggio e la percezione del marchio, si consiglia Ra1,6 μ m e fare smussatura, smussatura C0.3 trattamento.
La fase di progettazione deve essere differenziataFunzionale.con quelloFunzione non funzionaleEtichettando le tolleranze di posizione solo nell 'interfaccia di accoppiamento, posizionamento, sigillatura e movimento, evitando tolleranze eccessive che portano a un' impennata dei costi di lavorazione.
Il percorso del processo di lavorazione CNC verso la precisione
La precisione non è determinata da un singolo processo, ma dalla combinazione di materiali, rigidità della macchina, percorso utensile e trattamento termico/trattamento superficiale per sostenere le fasce di tolleranza nei seguenti percorsi di processo:
| Percorso di processo | Tipo di pezzi di ricambio applicabile | Taglia le dimensioni | Taglia i valori tipici | rugosità superficiale. | Vincolo cruciale |
|---|---|---|---|---|---|
| fresatura ad alta velocità triassiale (alluminio/acciaio) | Finitura, copertina, francia, copertina | di ± 0.005 - 0.01mm | Planarità/Parallelismo 0.01 - 0.02 mm | Razze 0,4 - 1,6 μ m | Profondità e pareti sottili facile da deformare, richiede finitura separata |
| Macchinari da lavoro (tipo asce) | Impianto elettrico, filo interdentale, filo elettrico. | ± 0.002 di 0.005 mm | Coassiale fino a 0,005 mm | Razze 0,2 - 0,8 μ m | Multicolore, adatta a coppie di facce e di volti |
| Fai attenzione (piccoli pezzi di ricambio) | Sensori, piccoli punti di fissaggio. | ± 0.003 di 0.005 mm | Il battito radiale ≤ 0.003 mm | Razze 0.4 - 0.8 μ m | Adatto per piccoli diametri lunghi pezzi, la rigidità è migliore della macchina di ritorno ordinaria |
| fresatura a cinque assi (superficie complessa) | Riduttore armonico ruota morbida, attuatore Alieno terminale | di 0.01 mm | Larghezza ≤ 0.02mm | Ra0,8 μ m (nella zona ra0.4) | Evitare la deformazione del montaggio e richiedere strategie CAM per ottimizzare la continuità del percorso del coltello. |
Per gli alloggiamenti in lega di alluminio, il margine di sgrossatura è riservato 0,2 - 0,3 mm, avanzamento di finitura 150 - 300 mm/min, velocità del mandrino 8000 - 12000 giri/min può ottenere stabile Ra0,4 - 0,8 μ m; parti in acciaio devono considerare l'usura dell 'utensile, ogni 20 - 30 pezzi cambiare coltello o prova, per evitare la deriva dimensionale. Le parti di trattamento termico (come 42CrMo4 sintonizzate a 28 - 32HRC) devono essere completate prima della fresatura per evitare il rilascio di stress residuo che porta alla deriva dimensionale e l'margine di finitura è controllato entro 0,1 mm.
Scelta del materiale e strategie di compensazione per la deformazione termica
I materiali comuni per i componenti dei robot includono la lega di alluminio 6061-T6, la lega di alluminio 7075-T6, l'acciaio inossidabile 416/303, l'acciaio indurito a precipitazione 15 - 4PH e i materiali materiali di costruzione come POM/PEEK variano significativamente: il 6061-T6 è di circa 23,6 × 10 /° C, l'acciaio inossidabile 303 è di circa 17,2 × 10 ° C, POM × 100 ° C fino a 10 ° C. Ciò significa che le parti in lega di alluminio cambiano di circa 0,0024 mm per deviazione di 1 ° C dalla temperatura di base di 20 ° C, vicino al 10% della sua banda di tolleranza.
Le modalità di compensazione includono:
- Atelier di temperatura:Precisione e controllo ambientale dei componenti sensibili a 20 ± 1 ° C, riducendo la deriva termica;
- Pre-bilanciamento dei componenti:30 - 60 minuti a temperatura ambiente di rifinitura dopo la sgrossatura, rilasciare il calore di taglio;
- Coltelli da taglio compensati:Utilizzare macchine utensili con testa di prova, ciascuna serie di primi coltelli di compensazione automatica lunghezza e raggio;
- Il tasso di contrazione delle materie plastiche è previsto:Durante lo stampaggio a iniezione o la fresatura POM, le dimensioni dello stampo/utensile vengono amplificate con una contrazione del 2,0% per evitare sovraccarichi di montaggio.
Il taglio in acciaio inossidabile produce un alto calore, si consiglia di utilizzare fluido di taglio per raffreddare completamente, l'avanzamento di lavorazione fine è ridotto a 100 - 150 mm/min, per evitare che i tumori del tagliente della punta causino deformazione superficiale.
Taglia le tolleranze di posizione e punti di ottimizzazione DFM
L'indicazione delle tolleranze di posizione è la principale ragione per la produzione di massa di bassissima gravità errori comuni includono: selezione casuale della linea di base, tolleranze troppo piccole non considerano l'accessibilità della lavorazione, superficie di cooperazione non specificato grado cilindrico con conseguente gap di assemblaggio non controllabile.
Il sistema di riferimento raccomanda
Prima scelta di pezzi di ricambio.linea dell 'asse.Per la base anteriore, la parte finale è il secondo punto di riferimento e il lato di installazione radiale è il terzo punto di riferimento per le parti di alloggiamento.Ruota l'asse del centro e il piano di montaggio principale.Costituisce un sistema di base per garantire che la posizione di ciascun foro di accoppiamento rispetto al punto di riferimento sia tracciabile, evitando l'uso di "condizione di entità massima"(MMC) sulla superficie funzionale non corrispondente, per evitare errori di conformità.
logica di feedback DFM
Se il disegno contrassegnato coassiale 0.002mm e attraverso due segmenti di diametro, l'elaborazione effettiva dovrebbe garantire la precisione di riposizionamento della clip due volte, lo scenario logico è: la coassiale sarà rilassata a 0,005mm, e aumentare la precisione di posizionamento.Lunghezza cilindrica 0.003 mmControllare l'errore di forma della singola superficie cilindrica, garantendo sia la funzione di assemblaggio che l'economia di processo, gli ingegneri dovrebbero confermare congiuntamente la legittimità delle tolleranze durante la fase di revisione del disegno e con il lato di lavorazione, piuttosto che copiare direttamente i valori teorici.
Metodi di controllo e test per la coerenza dei volumi
I lotti dei componenti robotici sono in genere compresi tra 500 e 50.000 pezzi e l'uniformità è più importante della precisione di un singolo pezzo.
- Miele di controllo:Ispezione del materiale della barra/dello scafo, analisi della composizione della partita chiave con spettrometro;
- Prima conferma:Ogni partita di prova di tolleranza di dimensione completa + livello di forma, la parte posteriore qualificata può essere prodotta in serie;
- Processo di ispezione:Dimensione e rugosità della superficie di adattamento chiave per 30 - 50 pezzi di campionamento, obiettivi CPK ≥ 1,33;
- Verifica della spedizione:Controllo completo del campione AQL 1.0 o dimensione chiave al 100%, produrre un rapporto dimensionale e la curva di rugosità;
- Test di esterno:Controllo visivo + lente d'ingrandimento, superficie senza urti, punzonatura, coltello, smussatura liscia e senza sbavature.
Corrispondenza dei mezzi di rilevamento: dimensioni con tre coordinate (CMM) o micrometri di precisione/metri di altezza; CMM di livello o misuratore pneumatico; rugosità con strumenti di contatto (classe Ra0,4 μ m richiede sonda speciale); cilindrici e coassiali si basano su bracci CMM o laser tracker.
L'impatto del trattamento della superficie sulle dimensioni finali e sull 'assemblaggio
I trattamenti superficiali comunemente utilizzati per i componenti robotici includono l'ossidazione anodizzata, la sabbiatura, la placcatura e il Dacron, che aggiungono uno strato di copertura sul substrato e devono compensare le dimensioni inverse:
- Ossidazione anodizzata (Al):8 - 15 μ m di spessore della pellicola, 4 - 7,5 μ m su un lato, la superficie di adattamento deve essere etichettata nel disegno "dimensione post-ossidazione" o mettere da parte tolleranza prima dell 'ossidazione;
- Zinco/nichelato (steel):spessore della pellicola 8 - 12 μ m, aumento laterale di 4 - 6 μ m, classe di asse di precisione consiglia l'uso di cromo duro o fosfatazione antiruggine, per evitare l'espansione delle dimensioni;
- Poligono (esterno):5 - 10 μ m, microconcava, non cambia la dimensione della superficie di adattamento, ma aumenta l'adsorbimento superficiale della polvere, da pulire prima dell 'assemblaggio;
- Dackler/zinco rivestimento in alluminio:La pellicola è spessa 5 - 8 μ m, adatta per scene di elevata resistenza alla corrosione, ma la conducibilità è scarsa e non si applica all 'alloggiamento di schermatura elettromagnetica.
Se il disegno non è contrassegnato "dopo l'ossidazione dimensione", il lato di elaborazione viene consegnato per impostazione predefinita in base alla dimensione del substrato, dopo l'ossidazione può essere dovuto allo spessore della membrana che causa l'eccessivo serraggio del disegno di progettazione deve essere chiaro nei requisiti tecnici: "Tutte le dimensioni della superficie di adattamento si riferiscono alla dimensione anodizzata" o "dimensioni pre-ossidazione, spessore della membrana specificato dall 'acquirente".
Domande frequenti
Il limite coassiale del robot di 0,005 mm è sufficiente per la precisione di trasmissione?
Per l'asse di ingresso del riduttore armonico o RV, la coassiale da 0,005 mm con una tolleranza dimensionale IT5 soddisfa la maggior parte degli scenari industriali; se viene utilizzato per robot chirurgici ad alta precisione o bracci meccanici a semiconduttore, è necessario stringere fino a 0,003 mm e controllare la cilindrata.
Quanto tempo deve essere lasciato statico dopo la lavorazione dell 'alluminio per eliminare lo stress interno?
3 - 5 mm di spessore della parete dell 'involucro 6061-T6, dopo la sgrossatura della tempra naturale 30 - 60 minuti sono sufficienti per eliminare la deformazione temporanea causata dal calore di taglio; se i requisiti sono molto alti, possono essere 200 ° C x 8 ore di invecchiamento manuale, ma il margine di lavorazione deve essere rifinito 0,05 mm.
Come coordinare le tolleranze delle parti POM a iniezione con le superfici metalliche?
Il tasso di contrazione POM è di 1,8 - 2,2%, la cavità dello stampo deve essere ingrandita, la tolleranza dimensionale della superficie di copertura metallica è consigliata per ± 0,03 mm o più, per evitare la distanza insufficiente dopo la contrazione del raffreddamento delle parti ad iniezione se è necessario un coordinamento preciso, si consiglia di passare al processo di stampaggio a iniezione degli inserti metallici POM.
Quando si lavora con l'ingranaggio interno come si garantisce il peso?
Utilizzando una macchina di carico giro esterno e foro interno, utilizzare l'asse B e l'asse C con estremità di fresatura, per evitare lo spostamento di base della clip secondaria per lo spostamento di foratura fine avanzamento a 0,05 mm/rev, velocità mandrino 800 rpm, può raggiungere coassiale stabile 0,003 mm.
1.000 azionamenti robot flangia, quali elementi devono essere inclusi nelle prove di spedizione?
Gli elementi di ispezione essenziali includono: planarità della flangia (1 caso ogni 100 pezzi), posizione del gruppo di fori (1 caso ogni 50 oggetti), dimensioni del cerchio esterno (1 caso ogni 20 campioni), rugosità della superficie (1 caso ogni 100 pezzi) e aspetto critico dimensione consigliata per il controllo completo del 100% e la conservazione dei dati di tracciabilità.
Conclusioni e raccomandazioni d'azione
La precisione della lavorazione CNC delle parti robotiche non è un singolo valore, ma è costituita dalle caratteristiche termiche dei materiali, dalla linea di processo, dal sistema di riferimento, dalla lavorazione superficiale e dall 'ispezione di massa dell' ingegneria dei sistemi nella fase di progettazione del disegno che dovrebbe chiarire le tolleranze delle superfici funzionali e non funzionali, mettere da parte l'margine di trattamento superficiale e selezionare il percorso di processo corrispondente; Al momento della richiesta, l'acquirente deve fornire il disegno completo, la qualità del materiale, l'intervallo di massa e i requisiti di scadenza, in modo che il produttore dia la raccomandazione DFM e un preventivo di fattibilità se avete i requisiti di lavorazione CNC di precisione per il modulo congiunto del robot o l'attuatore finale, è possibile inviare direttamente il disegno e la tabella BOM per ottenere una conferma di tolleranza basata sulla capacità effettiva del processo e una valutazione della consegna del lotto.
