Leistini nuokrypiai, apdaila ir kaštai roboto jungtims, harmoniniams varikliams ir konstrukcinėms dalims: ką nurodyti ir kur atpalaiduoti

Kurios charakteristikos iš tikrųjų reikalauja mikronų lygio leistino nuokrypio

Leistino nuokrypio kaštai seka charakteristikos svarbą, o ne brėžinio visai daliai taikomą numatytąjį variantą. Griežtas žymėjimas priverčia lėčiau pjauti, atlikti papildomus apdailos ėjimus ir skirti daugiau kontrolės laiko, ir vienas šaltinis pastebi, kad ±0.01 mm prieš ±0.1 mm gali padvigubinti kontrolės laiką ir atmetimo dažnį²⁰.

Todėl ta pati dalis gali turėti keletą mikronų lygio charakteristikų ir daug laisvesnį bendrą leistiną nuokrypį visur kitur. Aviacijos praktika aiškiai rodo šį pasiskirstymą.

Vienoje aviacijos dalyje guolių įvoriai sėdi ties ±0.005 mm su Ra 0.4 µm, o bendrosioms nekritinėms charakteristikoms leidžiama ±0.05 mm iki ±0.127 mm³⁰. Robotikai vienas tiekėjas teigia, kad CNC apdirbimas pasiekia ±0.01 mm iki ±0.05 mm ir kad šis diapazonas reikalingas servo variklių laikikliams, guolių korpusams ir harmoninių pavarų sąsajoms¹⁶.

Abu skaičiai kilę iš pardavėjo lygmens puslapių, todėl juos vertinkite kaip nurodytą praktiką, o ne veikiantį standartą. Nustatydami leistinus nuokrypius jungties korpusui ar harmoninės pavaros flanšui, klauskite, kurie matmenys pozicionuoja guolį, pavarų įsitraukimą ar poruojamąjį etaloną, ir palikite griežtą žymėjimą tik tiems.

Viskas kita gali nešti bendrą leistinų nuokrypių klasę. Šaltiniai nenustato privalomo leistino nuokrypio jokiam konkrečiam roboto jungties ar harmoninės pavaros modeliui, todėl reikšmė, kurią įrašysite, turėtų kilti iš jūsų pačių tangos skaičiavimo ir būti patvirtinta su dirbtuve.

Kurie paviršiai reikalauja smulkios apdailos, o kurie gali likti apdirbtoje būsenoje

Paviršiaus šiurkštumas elgiasi kaip leistinas nuokrypis: kaštų žingsnis yra tarp apdirbtos būsenos ir nurodytos smulkios apdailos, o ne tarp vienos smulkios reikšmės ir kitos. Ra 3.2 µm yra apdirbta būsena, o Ra 0.8 µm reikalauja antrinio ėjimo, todėl smulkesnis žymėjimas prideda apdirbimo operaciją kiekvienam jam dengiamam paviršiui²⁰.

Smulki apdaila taip pat reikalauja kelių apdailos ėjimų — todėl ji turėtų būti nurodyta tik kritiniams paviršiams²⁸. Roboto jungtyje paviršiai, pateisinantys smulkią apdailą, yra tie, kurie turi poravimosi, guolio ar sandarinimo funkciją.

Aviacijos guolių įvoriai nurodomi ties Ra 0.4 µm³⁰, kas smulčiau už bendrąjį Ra 0.8 µm antrinio ėjimo slenkstį ir atspindi guolio tangą, o ne visą dalį. Jei užrašysite Ra 0.8 µm kosmetiniam ar laisvam paviršiui, sumokėsite už ėjimą, kuris surinkimui neduoda nieko.

Praktinė patikra prieš išleisdami brėžinį: pažymėkite kiekvieną paviršių kaip apdirbtą, nebent jis laiko guolį, sandarina ar sudaro precizinį poruojamąjį paviršių. Šaltiniai nepaskelbia sandarinimo paviršių apdailos reikalavimų, būdingų roboto jungtims, todėl jei jungtis turi tarpinę, ta reikšmė turi kilti iš tarpinės tiekėjo ar jūsų pačių bandymų duomenų, o ne iš šių šaltinių.

Medžiagos pasirinkimas kiekvienam komponentui, o ne numatytasis pats stipriausias

Medžiagos pasirinkimas keičia ir žaliavos kainą, ir apdirbimo laiką, ir abu efektai rodo ta pačia kryptimi.

Aliuminis 6061-T6 įvertintas puikiu apdirbamumu už mažą kainą, 7075-T6 — geru apdirbamumu už vidutinę kainą su geriausiu stiprio ir masės santykiu tarp aliuminio lydinių, o 4140 legiruotasis plienas — geru apdirbamumu už žemą-vidutinę kainą su dideliu stiprumu po terminio apdirbimo⁵.

Titanas Grade 5 įvertintas sunkiu ir brangiu, o PEEK — vidutiniu apdirbamumu už didelę kainą⁵. Sunkios medžiagos pjaustomos lėčiau, greičiau dėvi įrankius ir reikalauja griežtesnės proceso kontrolės, kas pasireiškia tiek kaip kaštai, tiek kaip gamybos terminas²⁷.

Vienas šaltinis teigia, kad titanas prideda 30–100 % prie 5 ašių valandinių tarifų²⁹. Tas skaičius kilęs iš vieno pardavėjo lygmens puslapio ir yra konkretaus šaltinio stebėjimas, o ne rinkos taisyklė, bet jis iliustruoja kryptį: priemoka slypi valandiniame tarife, o ne tik ruošinyje.

Roboto rankos grandei ar pagrindo rėmui 6061-T6 yra pagrindas, nebent apkrovos atvejis ar masės biudžetas jo atmeta. Pereikite prie 7075-T6 ar 4140, kai stiprumo ar nuovargio reikalavimas realus, ir palikite titaną ar PEEK taikymams, kuriems reikalingos jų konkrečios savybės⁵²⁶.

Šaltiniai nepalygina kaštų vienai daliai tarp 7075, 4140, titano ir nerūdijančio plieno tai pačiai roboto geometrijai, todėl palyginimas turi būti atliktas su jūsų pačia daliu.

Gamybos proceso suderinimas su tūriu ir projekto branda

Proceso sprendimas priklauso nuo to, ar jau esate įsipareigoję įrankiams. CNC apdirbimas nereikalauja įrankių ir lengvai sugeria projektavimo pokyčius — todėl jis pozicionuojamas prototipams, mažiems tūriams ir griežto tikslumo charakteristikoms¹⁷¹⁹.

Liejimas į formas ir įpurškimas tampa ekonomiškesni didesniais tūriais, kai forma ar štampo investicija paskirstoma daugeliui dalių⁶¹⁷. Liejimas į formas gali išlaikyti leistinus nuokrypius iki ±0.1 mm per 25 mm, priklausomai nuo medžiagos ir dalies projekto, ir gali būti pridėtas papildomas CNC apdirbimas, kad charakteristikos būtų patobulintos ar atitiktų griežtesnes matmenų specifikacijas⁶.

Tai reiškia, kad lietam jungties korpusui vis tiek gali reikėti apdirbto guolio įvorės, todėl proceso pasirinkimas nepanaikina griežto tikslumo žingsnio; jis jį perkelia. Jei jūsų projektas dar keičiasi ar tūris yra prototipo ir mažos serijos diapazone, CNC yra mažesnės rizikos kelias, nes revizija kainuoja naują programą, o ne naują formą¹⁷²⁴.

Kai projektas stabilus, o tūris pakankamai didelis, kad amortizuotų įrankius, liejimas gali perimti pagrindinę geometriją⁶¹⁷. Šaltiniai neduoda skaitinio tūrio slenksčio, kuriame tas perversmas įvyksta roboto komponentams, todėl atsipirkimo taškas turi būti apskaičiuotas iš jūsų pačių formos pasiūlymo ir dalies tūrio.

Projektavimo ypatybės, kurias reikia išimti prieš išsiunčiant RFQ

Šios charakteristikos priverčia naudoti toli pasiekiančius ar mažus įrankius, kelis sąrankos etapus ir lėtesnius įrankio kelius, kas didina apdirbimo laiką ir kaštus¹³²⁷²⁸. Jų pašalinimas brėžinio etape pigiau nei mokėti už jas kiekvienoje dalyje.

Kontrolės ir sertifikavimo nustatymas pagal taikymą

Kontrolė ir sertifikavimas yra kainos eilutės, o ne pridėtinė našta. Pilna CMM FAI prideda $150–$500 per partiją, o PPAP Level 3 prideda dar daugiau²⁰.

Aviacijos ir gynybos darbai neša 20–50 % priemoką prie 5 ašių tarifų už sekamumą, kokybės sistemas ir egzotines medžiagas²⁹. Abu skaičiai kilę iš pardavėjo lygmens puslapių, todėl naudokite juos kaip skalę pasiūlymams lyginti, o ne kaip biudžeto skaičių.

Sertifikavimo lygis turėtų sekti galutinį naudojimą. ISO 9001 dengia daugumą pramoninio darbo, AS9100D reikalingas skrydžio įrangai, o A2LA akreditavimas patvirtina matavimo kompetenciją atskirai nuo kokybės valdymo sistemos²¹.

Pramoniniam robotui, kuris niekada neskleis, AS9100D ir ITAR prideda kaštų nekeisdami dalies. Gynybos ar kosmoso taikymui jie yra įėjimo bilietas, o tiekėjų baseinas susiaurėja iki sertifikuotų dirbtuvių²⁹³⁰.

Prieš rašydami kontrolės punktą, nuspręskite, kokių įrodymų iš tikrųjų reikia: pirmojo gaminio ataskaitos, CMM ataskaitos kritinėms charakteristikoms ar pilno PPAP paketo. Šaltiniai nekiekybiškai neįvertina CMM, FAI ar PPAP gamybos termino poveikio roboto komponentams ir nekiekybiškai neįvertina vien ISO 9001 kaštų poveikio, todėl tie efektai turi būti patvirtinti su dirbtuve.

Gamybos termino planavimas pagal lėčiausią žingsnį, o ne pagal apdirbimo žingsnį

Gamybos terminą nustato lėčiausia įvestis, kuri dažnai nėra pjaustymas. Vienas tiekėjas nurodo 7 iki 15 dienų robotikos dalims su pilna CMM kontrole ir medžiagų sertifikatais įskaičiuotais¹⁶.

Vienkartiniam CNC prototipui kitas šaltinis duoda 2–5 darbo dienas, o metalo DMLS konstrukcinėms dalims trunka 7–14 darbo dienų, įskaitant papildomą apdorojimą ir kontrolę²⁵. Trečias šaltinis įvardija tipinius metalo prototipavimo terminus nuo 1 dienos iki 3 savaičių, priklausomai nuo metodo ir sudėtingumo²³.

Tai pardavėjo lygmens skaičiai su skirtingomis apimtimis, todėl jie naudingi kaip planavimo diapazonas, o ne įsipareigojimas. Sunki medžiaga, sudėtinga geometrija, apdaila ir kontrolė kiekvienas atstumia grafiką.

Titanas ir PEEK įvertinti sunkiais ir brangiais, o lėtesnis pjaustymas ir įrankių dėvėjimasis, kuriuos jie sukelia, pratęsia ir terminą, ir kainą⁵²⁹. Jei jūsų daliai reikia smulkios apdailos guolio įvoriui plius pilnos CMM ataskaitos, abu tie žingsniai sėdi kritiniu keliu po apdirbimo.

Statydami grafiką paprašykite dirbtuvės įkainoti terminą baigtai, patikrintai daliai, o ne apdirbtai, ir klauskite, kuris žingsnis jį lemia. Šaltiniai nekiekybiškai neįvertina kontrolės termino poveikio roboto komponentams, todėl tas atsakymas turi kilti iš tiekėjo.

What the sources do not establish

• Nė vienas šaltinis neduoda kiekybiškai įvertintos kaštų vienai daliai kreivės, siejančios konkrečias leistino nuokrypio ar Ra reikšmes su konkrečiomis roboto jungties, harmoninės pavaros ar konstrukcinio komponento charakteristikomis.
• Nė vienas šaltinis neduoda skaitinio tūrio slenksčio, kuriame CNC roboto komponentams tampa brangesnis nei liejimas ar formavimas.
• Nė vienas šaltinis nekiekybiškai neįvertina kontrolės (CMM, FAI, PPAP) gamybos termino poveikio roboto komponentams.
• Nė vienas šaltinis nekiekybiškai neįvertina vien ISO 9001 (ne aviacijos) kaštų poveikio roboto komponentams.
• Nė vienas šaltinis neduoda pavarų dantų profilio leistinų nuokrypių reikalavimų harmoninėms pavarams.
• Nė vienas šaltinis neduoda sandarinimo paviršių apdailos reikalavimų, būdingų roboto jungtims.
• Nė vienas šaltinis neduoda nuovargiui kritinių konstrukcinių komponentų paviršių apdailos reikalavimų, būdingų roboto rankoms ar rėmams.
• Nė vienas šaltinis nepalygina kaštų vienai daliai tarp aliuminio 7075, plieno 4140, titano ir nerūdijančio plieno tai pačiai roboto komponento geometrijai.