Robotyka o wysokiej precyzji: 5-osiowa obróbka CNC złączy tytanowych

Wyzwanie techniczne: zrównoważenie wytrzymałości do masy ze stabilnością obróbki

W szybkiej automatyce przemysłowej bezwładność ruchomych części jest głównym wrogiem wydajności cyklu. Wiodący integrator robotyki potrzebował zestawu sześciu złączy, które byłyby w stanie wytrzymać duże obciążenia skrętne, jednocześnie znacznie redukując całkowitą masę ramienia.

Wybór tytanu (Ti-6Al-4V) wiązał się ze znacznymi utrudnieniami w obróbce. Niska przewodność cieplna tytanu i wysoki współczynnik utwardzania zgniotowego często prowadzą do ugięcia narzędzi i problemów z integralnością powierzchni. W przypadku tych konkretnych złączy, wewnętrzne obudowy łożysk wymagały cylindryczności submikronowej, aby zapewnić zerowy luz obrotowy przez miliony cykli.

Rozwiązanie: zaawansowana obróbka 5-osiowa i optymalizacja DFM

Dzięki wykorzystaniu 5-osiowych centrów obróbczych wyeliminowaliśmy konieczność wykonywania wielu ustawień, co jest kluczowe dla zachowania złożonych zależności geometrycznych między punktami obrotu stawu.

• Strategia narzędziowa: Wykorzystaliśmy specjalistyczne frezy z węglika spiekanego pokryte powłoką AICoN i chłodziwo wysokociśnieniowe podawane przez wrzeciono, aby kontrolować rozpraszanie ciepła i zapobiegać mikropęknięciom w strukturze ziarna tytanu.
• Integracja DFM: Nasz zespół inżynierów zoptymalizował wewnętrzne promienie złączy, co pozwoliło na redukcję punktów koncentracji naprężeń o 22% i usprawnienie ścieżki narzędzia, co skróciło czas cyklu bez uszczerbku dla sztywności.
• Kontrola stabilności termicznej: Obróbkę wykonywano w środowisku o kontrolowanych warunkach klimatycznych, aby ograniczyć rozszerzalność materiału i zapewnić zachowanie krytycznych tolerancji wynoszących ±0,005 mm w całej partii produkcyjnej.

„Geometryczna złożoność tych tytanowych złączy nie pozostawiała miejsca na błąd. Ich zespół techniczny nie tylko zapewnił nam wymaganą precyzję, ale także identyfikowalność materiałów niezbędną dla naszych standardów automatyzacji dużych obciążeń”. —Dr Julian Vance, główny architekt systemów.

Wyniki: Niezawodna dostawa i doskonała wydajność

Przejście ze starych elementów stalowych na obrabiane 5-osiowo łączniki tytanowe przyniosło klientowi natychmiastowe korzyści operacyjne:

• Redukcja masy: Osiągnięto 40% redukcję masy połączenia w porównaniu ze stalą nierdzewną, co pozwoliło na 15% wzrost szczytowych prędkości przyspieszenia.
• Wydajność bez luzów: Precyzyjne rozwiercanie gniazd łożysk zapewnia idealne dopasowanie, eliminując zużycie wywołane wibracjami podczas operacji o dużej liczbie cykli.
• Zweryfikowana niezawodność:Każdy element dostarczono wraz z kompleksowym raportem z maszyny współrzędnościowej Zeiss i wynikami ultradźwiękowego wykrywania wad, co gwarantowało 100% niezawodność „podłącz i używaj” zaraz po dostarczeniu.

Dzięki tym wysokowydajnym połączeniom klient z powodzeniem wdrożył nową generację robotów zdolnych do pracy 24/7 na liniach montażowych o wysokiej precyzji. Nasza zdolność do obróbki trudno obrabialnych stopów, takich jak tytan, z ekstremalną dokładnością wyznaczyła nowy standard w łańcuchu dostaw sprzętu automatyki.