Robotica di alta precisione: lavorazione CNC a 5 assi di connettori in titanio

La sfida tecnica: bilanciare resistenza e peso con la stabilità di lavorazione.

Nell'automazione industriale ad alta velocità, l'inerzia delle parti in movimento è il principale nemico dell'efficienza del ciclo. Un importante integratore di robotica necessitava di un set di sei connettori snodati in grado di resistere a elevati carichi torsionali, riducendo al contempo in modo significativo la massa complessiva del braccio.

La scelta del titanio (Ti-6Al-4V) ha comportato notevoli difficoltà di lavorazione. La bassa conduttività termica e l'elevato tasso di incrudimento del titanio spesso causano flessioni degli utensili e problemi di integrità superficiale. Per questi connettori specifici, gli alloggiamenti dei cuscinetti interni richiedevano una cilindricità sub-micrometrica per garantire una rotazione senza gioco per milioni di cicli.

La soluzione: fabbricazione avanzata a 5 assi e ottimizzazione DFM

Grazie all'utilizzo di centri di lavoro simultanei a 5 assi, abbiamo eliminato le fasi di impostazione multiple, un aspetto fondamentale per mantenere le complesse relazioni geometriche tra i punti di rotazione del giunto.

• Strategia di attrezzaggio: Abbiamo utilizzato frese in carburo rivestite in AlCoN e un sistema di raffreddamento ad alta pressione attraverso il mandrino per gestire la dissipazione del calore, prevenendo la formazione di microfratture nella struttura granulare del titanio.
• Integrazione DFM: Il nostro team di ingegneri ha ottimizzato i raggi interni dei connettori, riducendo del 22% i punti di concentrazione delle sollecitazioni e semplificando il percorso dell'utensile per tempi di ciclo più rapidi senza compromettere la rigidità.
• Controllo della stabilità termica: La lavorazione è stata condotta in un ambiente a temperatura controllata per ridurre al minimo la dilatazione del materiale, garantendo il mantenimento delle tolleranze critiche di ±0,005 mm durante l'intera produzione del lotto.

"La complessità geometrica di questi connettori in titanio non lasciava spazio a errori. Il loro team tecnico non solo ha garantito la precisione richiesta, ma ha anche fornito la tracciabilità dei materiali necessaria per i nostri standard di automazione ad alto carico."Dott. Julian Vance, Architetto di sistemi senior.

I risultati: consegne affidabili ed eccellenza nelle prestazioni.

Il passaggio dai componenti in acciaio tradizionali ai connettori in titanio lavorati a 5 assi ha portato a vantaggi operativi immediati per il cliente:

• Riduzione di massa: Rispetto all'acciaio inossidabile, si è ottenuta una riduzione del 40% del peso del giunto, consentendo un aumento del 15% delle velocità di accelerazione massime.
• Prestazioni a gioco zero: La foratura di precisione delle sedi dei cuscinetti ha garantito un accoppiamento a interferenza perfetto, eliminando l'usura indotta dalle vibrazioni durante le operazioni ad alto ciclo.
• Affidabilità verificata:Ogni componente è stato consegnato con un report completo della macchina di misura a coordinate Zeiss (CMM) e con i risultati del rilevamento dei difetti tramite ultrasuoni, garantendo un'affidabilità "plug-and-play" al 100% fin dalla consegna.

Grazie a questi collegamenti ad alte prestazioni, il cliente ha implementato con successo una nuova generazione di robot in grado di operare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in linee di assemblaggio di alta precisione. La nostra capacità di lavorare leghe difficili come il titanio con estrema precisione ha stabilito un nuovo punto di riferimento per la loro catena di fornitura di hardware per l'automazione.