Robô humanoide Redutor Harmônico eixo de entrada Estudo de caso de usinagem de precisão CNC - CNC Machining China

Como técnico responsável há muito tempo pela fabricação de componentes de precisão, tenho a honra de partilhar o nossocaso de usinagem de lote bem-sucedido de eixos de entrada do redutor harmônicoEste projeto demonstra plenamente a nossa força técnica e acumulação de processos emmáquinas CNC de ultra-alta precisão.

O cliente, uma empresa de tecnologia focada na I&D de robôs humanóides de ponta, apresentou requisitos extremamente rigorosos para o eixo de entrada do redutor harmônico em seus módulos conjuntos:

• Extremamente alta precisão dimensional e tolerâncias geométricas: Tolerância do diâmetro do diário do eixo ± 0,002 mm, erros de redondeza e cilindricidade inferiores a 0,001 mm.

• Excelente qualidade da superfície: A rugosidade da superfície de acoplamento da chave necessária para atingir Ra ≤ 0,2 μm para garantir características óptimas de atrito e desgaste.

• Propriedades mecânicas notáveis: Uma combinação de alta dureza da superfície (≥HRC60) e um núcleo resistente era essencial para garantir uma longa vida útil sob altas velocidades e cargas pesadas.

• Requisitos rigorosos de equilíbrio dinâmico: O eixo de entrada precisa de funcionar sem problemas a uma velocidade de funcionamento (6000 r/min), exigindo um grau de equilíbrio dinâmico de G2.5.

• Estabilidade de lote consistente: Era necessário assegurar uma elevada consistência de qualidade para cada produto na produção em grande volume.

Diante destes desafios, a nossa equipa de processo desenvolveu um plano detalhado de usinagem CNC:

1. Seleção de materiais e pré-processamento: Selecionadoaço de alta resistência de alta qualidade GCr15como o branco.Detecção de falhas por ultra-somFoi efectuada em materiais recebidos para garantir a ausência de defeitos internos.Desenho a frio de precisãooumoagem sem centroforam utilizados processos para preparar o material de barras, assegurando a rectitude e a consistência dimensional do branco, estabelecendo uma base sólida para o acabamento posterior.
2. Formação por torneamento CNC de precisão:
   • UtilizadoCentros de torneamento CNC originais importados do JapãoEquipados com torres de ferramentas hidráulicas de alta rigidez e ferramentas de servo de precisão.
   • Adopção de uma"Viração áspera - Viração semi-finalizada - Viração final"A rota do processo para eliminar gradualmente o esforço de usinagem e aproximar-se das dimensões finais.
   • Para a etapa final,Insertos de CBN (nitreto de boro cúbico)foram selecionados para torneamento fino com alta velocidade, pequena profundidade de corte e grande alimentação, garantindo efetivamente a precisão da forma e alcançando um excelente acabamento da superfície.
3. Processo crítico: moagem de precisão:
   • Moagem cilíndrica utilizadaMáquinas de moagem cilíndrica CNC de alta precisão da marca alemãAs molas foram finamente equilibradas e as máquinas foram instaladas numa oficina de temperatura constante (20±1°C).
   • Utilizando um"Molinhas ásperas - Moinhas finais - Moinhas de espuma"O processo, através do controlo de alimentação a nível de micrónio e da moagem por centelha,Tolerância h6 (± 0,002 mm) e rugosidade da superfície de Ra 0,2 μmforam alcançadas de forma consistente e estável.
   • Para garantir a redondeza ≤ 0,001 mm, otimizámos omoagem de buracos centraisProcesso para assegurar a precisão e a fiabilidade dos dados de usinagem.
4. Controle do processo de tratamento térmico:
   • UtilizadoFornos de apagamento selados com atmosfera controladaparaTratamento por amortecimento e temperamentopara obter uma estrutura sorbítica uniforme e fina, assegurando a resistência e dureza do núcleo (HRC28-32).
   • AplicadoEndurecimento por indução de freqüência de áudio superA forma do inductor, a potência de aquecimento, o tempo e a taxa de arrefecimento são controlados com precisão.com uma dureza de HRC60-62 e uma profundidade de 1,0-1,5 mmfoi alcançado com distorções mínimas.
5. Correção de equilíbrio dinâmico e inspecção final:
   • Cada eixo de entrada foi submetidocorrecção de equilíbrio dinâmico de dois planosem umMáquina de equilíbrio dinâmico verticalO desequilíbrio residual foi rigorosamente controlado dentro do grau G2.5, através da remoção de massa (micro-perfuração em locais específicos) ou raramente adição de massa, garantindo uma operação suave a alta velocidade.
   • A inspecção final incluiu a verificação a 100% de todas as dimensões e tolerâncias geométricas, utilizando umMáquina de medição de coordenadas (CMM) UK LK, complementado por controlos aleatórios com umaTeste de rugosidade da superfíciee umTeste de dureza digital RockwellTodos os dados foram registados no sistema MES para a rastreabilidade da qualidade de todo o processo.

Através do processo de fabricação de precisão acima, nós entregamos com sucesso eixos de entrada do redutor harmônico que cumpriram plenamente os requisitos do cliente:

• Conformidade total com os requisitos de precisão: Todas as tolerâncias dimensionais, geométricas e rugosidade da superfície preencheram ou excederam os requisitos de projeto.
• Excelente desempenho e fiabilidade: Os testes efectuados pelos clientes revelaram que a duração da fadiga excedeu as especificações de projecto em 30%, com níveis de ruído e vibração significativamente inferiores aos esperados.
• Alta estabilidade do lote: O primeiro lote de 500 peças alcançou uma taxa de aprovação de 99,8%, apoiando fortemente a produção em massa dos robôs humanóides do cliente.

Os comentários dos clientes indicaram que os nossos eixos de entrada contribuíram paraTransmissão de potência mais precisa, desempenho de movimento mais suave e maior confiabilidadepara as suas articulações robóticas humanóides, particularmente excelentes em aplicações de alto desempenho dinâmico comoarticulações do ombro e da anca.

Esta tecnologia e este serviço de usinagem de precisão são adequados para:

• Modulos articulares de robôs humanoides de alta precisão: tais como articulações de alta carga ou alta precisão como ombros, cotovelos, quadris e joelhos.
• Articulações de robôs industriais: Junções rotativas para robôs colaborativos de seis eixos (COBOT) e robôs SCARA.
• Equipamento de automação de precisão: campos de transmissão de alta precisão, tais como equipamentos de fabricação de semicondutores (por exemplo, braços robóticos de manipulação de wafer), instrumentos ópticos de precisão e equipamentos médicos.
• Campo aeroespacial: Mecanismos de accionamento com exigências extremas de peso, fiabilidade e precisão, tais como mecanismos de apontamento de antenas de satélite.

Fornecemos serviços de usinagem CNC personalizados:

• Processamento de acordo com desenhos ou amostras: usinagem baseada em desenhos ou amostras fornecidos pelos clientes.
• Personalização de materiais e processos: Recomendar e adaptar materiais (por exemplo, aço inoxidável para resistência à corrosão) e processos de tratamento térmico com base nas condições de funcionamento (carga, velocidade, ambiente).
• Consultoria para a optimização do projeto de estruturas especiais: Fornecer sugestões de otimização do projeto para áreas de concentração de estresse, como transições de ombro do eixo, subtrações e vias-chave para melhorar a vida útil da fadiga.
• Apoio ao processo completo: Oferecer serviços de paragem únicaPreparação em branco de forja de precisão → usinagem → tratamento térmico → tratamento de superfície → montagem.

• Ligação da equipa técnica: Engenheiros dedicados prestam consultoria técnica e apoio à solução de processos.
• Serviço de prototipagem rápida: Fabricação rápida de protótipos para encurtar os ciclos de I&D dos clientes.
• Documentação abrangente da qualidade: Fornecer documentos de qualidade completos, incluindo certificados de materiais, relatórios de tratamento térmico e relatórios de inspeção completos (FAI) com os embarques.
• Melhoria contínua e abastecimento estável: Estabelecer mecanismos de melhoria contínua da qualidade para garantir a estabilidade do desempenho do produto e a entrega pontual.