Gia công CNC khớp robot và các bộ phận truyền động sóng hài

Gia công CNC khớp robot và các bộ phận truyền động sóng hài

Trả lời ngắn gọn: Khớp robot và các bộ phận truyền động sóng hài được gia công trên máy phay CNC 3, 4 và 5 trục và máy tiện CNC chính xác từ nhôm 6061/7075, 42CrMo hoặc thép không gỉ, đạt ±0,005 mm trên các lỗ và mặt quan trọng. Bánh răng mềm, vành răng cứng và vỏ máy phát sóng phải đồng tâm trong khoảng 0,010–0,020 mm tổng để giữ độ trễ và khe hở ngược thấp. BQUQ gia công các bộ phận này trong một nhà máy ISO9001 tại Dongguan trên bốn dây chuyền sản xuất, báo giá trong 12 giờ làm việc và chấp nhận MOQ linh hoạt từ số lượng nguyên mẫu trở lên.

Tại sao khớp robot là một trong những công việc CNC khó nhất trong tự động hóa

Khớp robot là một hộp giảm tốc, một vỏ ổ trục, một giá đỡ động cơ và một đường truyền tải kết cấu được nén vào một bộ phận có kích thước bằng một cốc cà phê. Mỗi chức năng cạnh tranh cho cùng một độ dày thành. Mặt bích đầu ra phải đủ cứng để tải trọng 20 kg ở tầm với 1 m không bị lệch rõ rệt, nhưng đủ nhẹ để động cơ cổ tay vẫn có thể tăng tốc nó. Các bệ ổ trục phải tròn đến vài micron, vì truyền động sóng hài không có khe hở ngược để che giấu — bất kỳ độ lệch tâm nào cũng thể hiện trực tiếp dưới dạng sai số định vị tại tâm dụng cụ.

Đó là lý do tại sao gia công khớp robot hiếm khi là một công việc một nguyên công. Một cụm khớp điển hình bao gồm:

• Vỏ hoặc thân khớp mang ổ trục con lăn chéo hoặc ổ trục thành mỏng.
• Vành răng cứng (vòng bánh răng trong cứng) thường được bắt vít hoặc lắp ép vào vỏ.
• Cốc bánh răng mềm bị biến dạng đàn hồi và do đó phải có thành mỏng, được xử lý nhiệt và gia công mà không bị biến dạng.
• Máy phát sóng với ổ trục elip và trục đầu vào được then hoặc kẹp vào trục servo.
• Nắp cuối, mặt bích đầu ra, bộ chuyển đổi động cơ và vỏ định tuyến cáp thiết lập sự chồng chất của toàn bộ trục.

Mỗi bộ phận đó có một chế độ hỏng khác nhau. Vỏ bị hỏng do độ cứng và độ khít ổ trục. Bánh răng mềm bị hỏng do độ đồng đều độ dày thành và mỏi. Máy phát sóng bị hỏng do độ đồng tâm giữa lỗ đầu vào và rãnh elip. Một xưởng gia công chỉ chạy theo độ hoàn thiện bề mặt sẽ sản xuất ra các khớp cảm giác tốt trên bàn thử và trôi sau 200 giờ chu kỳ.

Dung sai nào thực sự quan trọng trên một bộ phận truyền động sóng hài

Không phải mọi kích thước trên bản vẽ khớp robot đều xứng đáng với ±0,005 mm. Dung sai quá mức làm tăng chi phí mà không cải thiện hiệu suất, và đó là vấn đề DFM phổ biến nhất mà chúng tôi thấy trên các bản in bộ phận robot đến. Bảng dưới đây là sự phân chia thực tế mà chúng tôi khuyến nghị cho các nhà chế tạo tự động hóa và cobot.

Bài học: chi ngân sách dung sai cho hai hoặc ba đặc điểm liên kết với datum kiểm soát độ đảo, và để mọi thứ khác chạy lỏng. Chúng tôi thường xuyên báo giá lại một bản in khớp robot với chi phí thấp hơn 20–35% chỉ bằng cách phân loại lại các kích thước không quan trọng và hợp nhất các datum — cùng một bài tập được đề cập trong ví dụ thiết kế lại DFM của chúng tôi.

Chiến lược datum đánh bại giá trị dung sai

Một kích thước ±0,005 mm trên một lỗ được đo từ ba datum khác nhau sẽ không thể kiểm tra được, và thường không thể gia công được. Trên vỏ truyền động sóng hài, chúng tôi thúc đẩy khách hàng hướng tới một datum chính duy nhất — thường là trục lỗ ổ trục con lăn chéo — với vành gá lắp vành răng cứng và mặt lắp động cơ được tham chiếu đến nó. Điều đó cho phép chúng tôi doa bệ ổ trục và tiện vành gá lắp trong một lần gá, hoặc trong một nguyên công tiện với một lần thay đổi thiết lập, đáng tin cậy hơn nhiều so với việc đạt cùng một con số qua hai đồ gá riêng biệt.

Vật liệu: nên chỉ định gì cho từng bộ phận khớp robot

Lựa chọn vật liệu trên khớp robot được thúc đẩy bởi tỷ lệ độ cứng trên trọng lượng, khả năng chống mài mòn tại ăn khớp bánh răng và biến dạng xử lý nhiệt. Dưới đây là cách các lựa chọn phổ biến so sánh cho các bộ phận khớp được gia công.

Đối với một khớp cobot 6 trục điển hình, nhôm 6061-T6 bao gồm vỏ, mặt bích đầu ra và nắp, trong khi các phần tử bánh răng là thép tôi cứng. Sự kết hợp đó mang lại sự thỏa hiệp tốt giữa độ cứng và khối lượng với chi phí mà các nhà tích hợp tự động hóa có thể chấp nhận. Nếu bạn cần trợ giúp phù hợp hợp kim với một khớp cụ thể, trang dịch vụ gia công CNC của chúng tôi liệt kê các vật liệu chúng tôi dự trữ và gia công thường xuyên.

Gia công bánh răng mềm thành mỏng

Bánh răng mềm là bộ phận thường xuyên bị lỗi nhất. Thành cốc 0,5–1,0 mm trên một bộ phận đường kính 60–100 mm sẽ di chuyển dưới áp lực mâm cặp, đàn hồi trở lại sau khi tháo kẹp và biến dạng trở lại trong quá trình xử lý nhiệt. Cách tiếp cận của chúng tôi là gia công thô với lượng dư rộng, khử ứng suất, gia công bán tinh, xử lý nhiệt, sau đó tiện tinh trên trục gá hoặc với mâm cặp mềm ở lực kẹp thấp, kiểm tra độ dày thành ở bốn góc phần tư. Khi hình học cho phép, chúng tôi hoàn thiện lỗ và thành ngoài trong cùng một thiết lập để giữ độ đồng đều thành trong 0,03 mm.

Cách BQUQ gia công khớp robot: quy trình và thiết bị

BQUQ vận hành bốn dây chuyền sản xuất trong một nhà máy tại Dongguan, nghĩa là một cụm khớp có thể chuyển từ tiện sang phay sang hoàn thiện mà không rời khỏi tòa nhà hoặc chờ nhà cung cấp bên ngoài. Đối với công việc khớp robot, trình tự thường như sau:

1. Nguyên liệu và khử ứng suất. Phôi thanh hoặc tấm, kiểm tra siêu âm theo yêu cầu cho phôi thép quan trọng.

2. Tiện CNC. Lỗ ổ trục, vành gá lắp, rãnh làm kín và các đặc điểm ren trên máy tiện chính xác, thường với dụng cụ sống cho các lỗ khoan ngang. Xem khả năng bộ phận tiện CNC của chúng tôi để biết giới hạn phong bì.

3. Phay CNC. Mẫu bu lông, kênh cáp, đệm lắp, hốc giảm trọng lượng và hình học vỏ phức tạp trên máy 3, 4 và 5 trục. Chi tiết có trên trang bộ phận phay CNC.

4. Xử lý nhiệt. Được thầu phụ dưới sự kiểm soát quy trình của chúng tôi cho các phần tử bánh răng tôi cứng; chúng tôi gia công với lượng dư và hoàn thiện sau xử lý.

5. Hoàn thiện. Doa tinh, doa, mài hoặc mài lỗ khi dung sai lỗ yêu cầu, cộng với anod hóa, oxit đen, mạ niken hoặc thụ động hóa.

6. Kiểm tra. Báo cáo CMM trên các đặc điểm liên kết datum, kiểm tra độ tròn và đồng tâm, và báo cáo kích thước đầy đủ theo yêu cầu.

Giữ ±0,005 mm trong sản xuất, không chỉ trong mẫu

Một chi tiết đầu tiên ở ±0,005 mm là một bài tập gia công. Giữ nó qua 500 chi tiết là một bài tập quy trình. Các kiểm soát tạo ra sự khác biệt là nhiệt — để các bộ phận ổn định trước khi doa tinh, đo ở tham chiếu 20 °C và giữ nhiệt độ dung dịch làm mát ổn định — cộng với độ lặp lại đồ gá và bù mòn dụng cụ trên các đường chạy tinh. Chúng tôi ghi nhật ký tuổi thọ dụng cụ trên các nguyên công hoàn thiện và thay mảnh chèn theo số lượng thay vì chờ kích thước trôi ra ngoài. Nếu khớp của bạn có một chồng dung sai chỉ hoạt động khi mọi bộ phận đạt danh nghĩa, hãy đọc ghi chú của chúng tôi về chồng dung sai trước khi phát hành bản vẽ.

Thiết kế để sản xuất: năm thay đổi giúp giảm chi phí khớp robot

Hầu hết các bản in khớp robot chúng tôi nhận được có thể được cải thiện mà không cần chạm vào động học. Những thắng lợi lặp lại:

1. Thay thế vai trong sâu bằng lỗ mở

Một bệ ổ trục với vai sâu và rãnh giảm nhẹ nhỏ rất khó doa và khó đo. Mở rộng rãnh giảm nhẹ hoặc chuyển đổi thành lỗ xuyên với vòng vai riêng thường loại bỏ một nguyên công EDM hoặc mài.

2. Hợp nhất datum

Như trên — một datum chính, được tham chiếu nhất quán. Chỉ điều này làm giảm số lần thiết lập và thời gian kiểm tra.

3. Chỉ định độ hoàn thiện bề mặt theo chức năng

Ra 0,4 µm trên bề mặt làm kín là hợp lý. Ra 0,4 µm trên thành ngoài thẩm mỹ thì không; Ra 1,6 µm là tốt và gia công nhanh gấp đôi.

4. Cho phép kích thước ren và ốc vít tiêu chuẩn

Bước ren tùy chỉnh buộc dụng cụ đặc biệt và làm chậm quá trình tarô. Ren hệ mét thô hoặc tinh tiêu chuẩn không tốn thêm chi phí.

5. Giữ chuyển tiếp độ dày thành dần dần

Các góc trong sắc trên thành mỏng tập trung ứng suất và biến dạng trong quá trình gia công. Một góc lượn rộng hoặc chuyển tiếp thuôn cải thiện cả tuổi thọ mỏi và khả năng gia công.

Từ nguyên mẫu đến sản xuất: cách tăng tốc thường hoạt động

Các nhà phát triển robot hiếm khi đặt 5.000 khớp vào ngày đầu tiên. Con đường bình thường là một số nguyên mẫu được gia công để thử nghiệm trên bàn, sau đó một lô thí điểm nhỏ cho thử nghiệm khách hàng, sau đó là khối lượng. Vì BQUQ chạy nguyên mẫu và sản xuất trên cùng một thiết bị, hình học vượt qua thử nghiệm trên bàn là hình học mở rộng — không có bất ngờ tái trang bị giữa mẫu và lô hàng. Thời gian giao hàng cho một nguyên mẫu vỏ khớp đơn giản thường mất vài ngày làm việc sau khi phát hành bản vẽ, với báo giá trong vòng 12 giờ làm việc. Bài viết thời gian giao hàng nguyên mẫu của chúng tôi phân tích những ngày thực sự đi đâu.

Đối với lô thí điểm và khối lượng, chúng tôi báo giá MOQ linh hoạt để bạn không bị buộc phải cam kết một container trước khi sản phẩm của bạn có thị trường. Dụng cụ, đồ gá và chương trình kiểm tra được phát triển cho nguyên mẫu được chuyển sang, đó là nơi tiết kiệm chi phí nhất.

Tài liệu chất lượng và những gì cần yêu cầu nhà cung cấp của bạn

Đối với khớp robot, hãy yêu cầu nhiều hơn một báo cáo kích thước. Một gói đầu vào hữu ích bao gồm:

• Báo cáo kiểm tra chi tiết đầu tiên với sơ đồ datum được nêu rõ.
• Kết quả CMM trên đường kính lỗ ổ trục, độ tròn và đồng tâm với vành gá lắp.
• Chứng nhận vật liệu với khả năng truy xuất số lô nhiệt.
• Chứng nhận xử lý nhiệt với độ cứng và độ sâu thấm khi áp dụng.
• Đo độ hoàn thiện bề mặt trên bề mặt làm kín và ổ trục.
• Xác minh độ dày anod hóa hoặc mạ.

BQUQ hoạt động theo ISO9001 và phát hành các tài liệu này như tiêu chuẩn trên các chương trình khớp robot. Chúng tôi không có IATF hoặc ISO 13485, và chúng tôi sẽ không tuyên bố chúng — nếu chương trình của bạn yêu cầu những điều đó, hãy cho chúng tôi biết sớm để chúng tôi có thể thẳng thắn với bạn về sự phù hợp.

Câu hỏi thường gặp

H: Bạn có thể giữ dung sai nào trên lỗ vỏ khớp robot?

Đ: Trên một vỏ nhôm hoặc thép được gá tốt, chúng tôi giữ ±0,005 mm trên các lỗ và mặt quan trọng, với độ tròn khoảng 0,005 mm và độ đồng tâm giữa lỗ ổ trục và vành gá lắp vành răng cứng thường là 0,010–0,020 mm. Siết chặt hơn thế có thể thực hiện được trên các đặc điểm cụ thể nhưng nên được thảo luận khi báo giá, vì nó thay đổi quy trình hoàn thiện và phương pháp kiểm tra.

H: Bạn có thể gia công cốc bánh răng mềm mà không bị biến dạng không?

Đ: Có, với kiểm soát quy trình thay vì một mẹo duy nhất. Chúng tôi gia công thô với lượng dư, khử ứng suất, gia công bán tinh, xử lý nhiệt khi cần, sau đó hoàn thiện với mâm cặp mềm kẹp thấp hoặc trục gá, kiểm tra độ dày thành ở bốn góc phần tư. Độ đồng đều thành trong 0,03 mm có thể đạt được trên các cốc 60–100 mm điển hình. Thành rất mỏng dưới 0,5 mm cần một cuộc trò chuyện DFM sớm.

H: Bạn khuyến nghị vật liệu nào cho các bộ phận truyền động sóng hài?

Đ: Nhôm 6061-T6 hoặc 7075-T6 cho vỏ, mặt bích đầu ra và nắp; 42CrMo hoặc SCM440 cho vành răng cứng và trục máy phát sóng; 20CrMnTi cho bánh răng mềm khi thấm cacbon được chấp nhận; thép không gỉ 17-4PH cho môi trường phòng sạch hoặc ăn mòn. Sự lựa chọn được thúc đẩy bởi độ cứng trên trọng lượng, mài mòn tại ăn khớp bánh răng và mức độ biến dạng xử lý nhiệt mà hình học có thể chịu được.

H: Số lượng đặt hàng tối thiểu cho các bộ phận khớp robot là bao nhiêu?

Đ: Chúng tôi giữ MOQ linh hoạt. Số lượng nguyên mẫu từ một đến mười chi tiết là bình thường cho phát triển khớp robot, và chúng tôi mở rộng sang lô thí điểm và sản xuất khối lượng trên cùng một thiết bị. Vì đồ gá và chương trình kiểm tra được chuyển từ nguyên mẫu sang sản xuất, chi phí trên mỗi bộ phận giảm có thể dự đoán được khi số lượng tăng thay vì thiết lập lại ở mỗi giai đoạn.

H: Tôi có thể nhận báo giá và lô đầu tiên nhanh như thế nào?

Đ: Báo giá mất 12 giờ làm việc từ một gói bản vẽ hoàn chỉnh — bản in 2D với dung sai, mô hình 3D, vật liệu, hoàn thiện và số lượng. Gia công nguyên mẫu của một vỏ khớp đơn giản thường giao hàng trong vòng vài ngày làm việc sau khi phát hành bản vẽ và có sẵn vật liệu. Các cụm phức tạp với xử lý nhiệt và mài thêm thời gian, và chúng tôi nêu rõ điều đó trong báo giá.

Tài nguyên liên quan

• Giới thiệu BQUQ — Nhà máy ISO9001 tại Dongguan với bốn dây chuyền sản xuất dưới một mái nhà
• Dịch vụ gia công CNC — phay, tiện, hoàn thiện và lắp ráp cho các bộ phận chính xác
• Bộ phận tiện CNC — lỗ ổ trục, vành gá lắp và công việc trục chính xác
• Bộ phận phay CNC — gia công 3, 4 và 5 trục cho vỏ khớp và mặt bích
• Bài viết kỹ thuật — hướng dẫn về dung sai, DFM và vật liệu cho các bộ phận robot và tự động hóa
• Xu hướng ngành — thay đổi tìm nguồn cung ứng và sản xuất ảnh hưởng đến các nhà xây dựng tự động hóa
• Liên hệ — gửi bản vẽ để nhận báo giá trong 12 giờ làm việc

Được viết bởi Đội ngũ Kỹ thuật BQUQ. BQUQ (Dongguan) vận hành gia công CNC (±0,005 mm), dập kim loại, lò xo tùy chỉnh và sản xuất tản nhiệt trong một nhà máy ISO9001. Nguồn trực tiếp từ Dongguan, Trung Quốc — báo giá trong 12 giờ: sc@bquq.com | WhatsApp +86 13713157787 | www.bquq.com