Spécifications techniques
Le défi technique : trouver le juste équilibre entre résistance et poids et stabilité d’usinage
Dans l'automatisation industrielle à grande vitesse, l'inertie des pièces mobiles constitue le principal obstacle à l'efficacité des cycles. Un intégrateur robotique de premier plan recherchait un ensemble de six connecteurs d'articulation capables de résister à des charges de torsion élevées tout en réduisant significativement la masse totale du bras.
Le choix du titane (Ti-6Al-4V) a posé d'importants défis d'usinage. Sa faible conductivité thermique et son fort écrouissage entraînent souvent des déformations de l'outil et des problèmes d'intégrité de surface. Pour ces connecteurs spécifiques, les logements de roulements internes devaient présenter une cylindricité submicronique afin de garantir une rotation sans jeu sur des millions de cycles.
La solution : Fabrication avancée 5 axes et optimisation DFM
En tirant parti de centres d'usinage 5 axes simultanés, nous avons éliminé les réglages multiples, ce qui est essentiel pour maintenir les relations géométriques complexes entre les points de pivot de l'articulation.
- Stratégie d'outillage : Nous avons utilisé des fraises en carbure revêtues d'AICoN et un système de refroidissement à haute pression par la broche pour gérer la dissipation de la chaleur, empêchant ainsi la formation de microfissures dans la structure granulaire du titane.
- Intégration DFM : Notre équipe d'ingénieurs a optimisé les rayons internes des connecteurs, réduisant ainsi les points de concentration de contraintes de 22 % tout en rationalisant la trajectoire de l'outil pour des temps de cycle plus rapides sans compromettre la rigidité.
- Contrôle de la stabilité thermique : L'usinage a été réalisé dans un environnement à température contrôlée afin d'atténuer la dilatation du matériau, garantissant ainsi le maintien des tolérances critiques de ±0,005 mm tout au long de la production par lots.
« La complexité géométrique de ces connecteurs en titane ne laissait aucune place à l'erreur. Leur équipe technique a non seulement fourni la précision requise, mais a également assuré la traçabilité des matériaux nécessaire à nos normes d'automatisation à haute charge. »Dr Julian Vance, architecte système principal.
Résultats : Fiabilité et excellence des performances
La transition des composants en acier traditionnels aux connecteurs en titane usinés sur 5 axes a permis au client de réaliser des gains opérationnels immédiats :
- Réduction de masse : On a obtenu une réduction de 40 % du poids des articulations par rapport à l'acier inoxydable, ce qui a permis une augmentation de 15 % des vitesses d'accélération maximales.
- Performance sans jeu : L'alésage de précision des sièges de roulement assurait un ajustement serré parfait, éliminant l'usure induite par les vibrations lors des opérations à cycles élevés.
- Fiabilité vérifiée :Chaque composant était livré avec un rapport complet de la machine à mesurer tridimensionnelle Zeiss et les résultats de la détection des défauts par ultrasons, garantissant une fiabilité « plug-and-play » à 100 % dès sa réception.
Grâce à ces liaisons haute performance, le client a déployé avec succès une nouvelle génération de robots capables de fonctionner 24 h/24 et 7 j/7 sur des lignes d'assemblage de haute précision. Notre capacité à usiner avec une extrême précision des alliages difficiles comme le titane a établi une nouvelle référence pour sa chaîne d'approvisionnement en matériel d'automatisation.
Prêt à optimiser votre matériel d'automatisation ?
Des liaisons cinématiques en titane aux carters d'entraînement en acier trempé, nous fournissons l'ingénierie de précision requise pour la robotique de nouvelle génération.
Demander une évaluation technique