Roboty przemysłowe Efektor końcowy Precision Aluminium Timing Pulley CNC Machining

Niniejsze studium przypadku szczegółowo opisuje kompletny proces obróbki precyzyjnego aluminiowego koła pasowego rozrządu na zamówienie dla producenta robotów przemysłowych. Koło pasowe jest używane w systemie przeniesienia napędu efektora końcowego robota, wymagając wysokiej precyzji (klasa dokładności profilu zęba 6 lub wyższa), lekkości (stop aluminium) i odporności na zużycie (twardość powierzchni zęba ≥ HV800), aby zapewnić płynne i dokładne przenoszenie napędu podczas zadań manipulacji i montażu robota.

1. Odbiór zamówienia i przegląd techniczny: Klient dostarczył początkowe rysunki i specyfikacje (koło pasowe rozrządu typu 8M dla efektora końcowego robota przemysłowego, średnica nominalna 102 mm, szerokość 44 mm, z wpustem, materiał aluminiowy). Nasz zespół techniczny przejrzał rysunki, potwierdzając parametry profilu zęba, wymagania dotyczące tolerancji (klasa dokładności profilu zęba 6 lub wyższa), obróbkę powierzchni (naturalna oksydacja) i inne szczegóły.

   

2. Przygotowanie materiału: Wybrano wysokiej jakości odlew ze stopu aluminium, znany z dobrej wytrzymałości, lekkości i obrabialności.

   

3. Obróbka zgrubna i kucie: Odlew został wykuty, a następnie znormalizowany w celu udoskonalenia struktury ziarna i poprawy wewnętrznej jednorodności. Tokarki CNC zostały użyte do obróbki zgrubnej, aby wstępnie ukształtować okrąg zewnętrzny, czoła i otwór koła pasowego, pozostawiając wystarczający naddatek na późniejsze wykańczanie.

   

4. Obróbka cieplna: Przeprowadzono hartowanie i odpuszczanie (regulację) w celu poprawy wszechstronnych właściwości mechanicznych materiału.

5. 

   Półwykańczanie i odprężanie: Wymiary zostały dodatkowo doprecyzowane podczas półwykańczania. Przeprowadzono wyżarzanie odprężające w celu wyeliminowania wewnętrznych naprężeń obróbczych i zapewnienia stabilności wymiarowej.

   

6. Obróbka precyzyjna: Wysokoprecyzyjne centra obróbcze CNC zostały użyte do precyzyjnej obróbki wszystkich elementów koła pasowego, zapewniając, że wymiary i tolerancje geometryczne spełniają wymagania projektowe. Chropowatość powierzchni kluczowych obszarów, takich jak otwór i czoła, została kontrolowana do Ra0,8 lub lepiej.

   

7. Drążenie elektroerozyjne drutowe (EDM) dla profilu zęba: Maszyna do powolnego drążenia elektroerozyjnego drutowego (EDM) została użyta do wysokoprecyzyjnej obróbki profilu zęba koła pasowego. Parametry takie jak podziałka i kierunek zęba były ściśle kontrolowane, aby uzyskać klasę dokładności profilu zęba 6 lub wyższą i chropowatość powierzchni zęba ≤ Ra1,6.

   

8. Obróbka powierzchni i azotowanie: Powierzchnia zęba przeszła obróbkę azotowania w celu znacznego zwiększenia twardości powierzchni (≥ HV800) i odporności na zużycie. Inne powierzchnie otrzymały naturalną oksydację zgodnie z wymaganiami klienta w celu zwiększenia odporności na korozję.

   

9. Precyzyjne szlifowanie i kontrola końcowa: Krytyczne powierzchnie współpracujące przeszły niezbędne precyzyjne szlifowanie. Gotowy produkt został w 100% skontrolowany za pomocą precyzyjnych przyrządów pomiarowych (takich jak CMM i testery profilu zębów), aby upewnić się, że wszystkie parametry spełniają wymagania rysunkowe.

   

10. Czyszczenie, pakowanie i dostawa: Produkt został dokładnie wyczyszczony, zapakowany antykorozyjnie i dostarczony na czas.

    

• Wyzwanie 1: Wysokie wymagania dotyczące dokładności profilu zęba. Rozwiązanie: Wykorzystano wysokoprecyzyjne powolne drążenie elektroerozyjne drutowe (EDM) i wdrożono kontrolę w procesie w celu terminowej kompensacji błędów.

• Wyzwanie 2: Równoważenie lekkości i wysokiej wytrzymałości. Rozwiązanie: Wybrano wysokowytrzymały stop aluminium i zoptymalizowano strukturę koła pasowego za pomocą analizy MES, usuwając nadmiar materiału bez uszczerbku dla wytrzymałości.

• Wyzwanie 3: Wymaganie dotyczące odporności na zużycie powierzchni zęba. Rozwiązanie: Zastosowano obróbkę azotowania, aby skutecznie zwiększyć twardość powierzchni zęba powyżej HV800, wydłużając żywotność.

Obrabiane precyzyjne aluminiowe koło pasowe rozrządu w pełni spełniło wymagania klienta:

• Dokładność profilu zęba spełniła standardy klasy 6, zapewniając dokładne i płynne przenoszenie napędu.

• Waga została zredukowana o około 60% w porównaniu do tradycyjnych kół pasowych stalowych, skutecznie zmniejszając obciążenie końcowe robota.

• Wysoka twardość powierzchni zęba i doskonała odporność na zużycie, oczekuje się, że wydłużą żywotność o 50%. Po integracji z efektorem końcowym robota przemysłowego, klient zgłosił wysoką sprawność przenoszenia napędu, niski poziom hałasu oraz znacznie poprawioną dokładność i wydajność działania robota.