Humanoïde Robot Harmonische Reducer Input Shaft CNC Precision Machining Case Study - CNC Machining China

Als technicus die al lange tijd verantwoordelijk is voor de productie van precisiecomponenten, ben ik vereerd om onze succesvolle batchbewerking van harmonische reductie-ingangassen te delen voor een bekend bedrijf dat humanoïde robots maakt. Dit project toont volledig onze technische kracht en procesaccumulatie in uiterst precieze CNC-bewerking.

De klant, een technologiebedrijf dat zich richt op high-end humanoïde robot R&D, stelde extreem strenge eisen aan de harmonische reductie-ingangas in zijn gewrichtsmodules:

• Extreem hoge maatnauwkeurigheid en geometrische toleranties: As-taptolerantie vereist ±0,002 mm, rondheid- en cilindriciteitsfouten moesten minder dan 0,001 mm zijn.

• Uitstekende oppervlaktekwaliteit: Ruwheid van het belangrijkste contactoppervlak moest Ra ≤ 0,2μm bereiken om optimale wrijving- en slijtage-eigenschappen te garanderen.

• Uitstekende mechanische eigenschappen: Een combinatie van hoge oppervlaktehardheid (≥HRC60) en een taaie kern was essentieel om een lange levensduur te garanderen bij hoge snelheid en zware belasting.

• Strenge dynamische balanseisen: De ingangsas moest soepel draaien bij de bedrijfssnelheid (6000 tpm), wat een dynamische balansgraad van G2.5 vereiste.

• Consistente batchstabiliteit: Er moest een consistente hoge kwaliteit voor elk product in grootschalige productie worden gewaarborgd.

Geconfronteerd met deze uitdagingen ontwikkelde ons procesteam een gedetailleerd CNC-bewerkingsplan:

1. Materiaalselectie en voorbewerking: Geselecteerd hoogwaardig, hoogsterkte lagerstaal GCr15 als de blanco. Ultrasoon foutdetectie werd uitgevoerd op inkomende materialen om interne defecten uit te sluiten. Precisie koudtrekken of centerloos slijpen processen werden gebruikt om staafmateriaal voor te bereiden, waardoor de rechtlijnigheid en maatconsistentie van de blanco werden gewaarborgd, wat een solide basis legde voor de daaropvolgende afwerking.
2. Precisie CNC-draaien:
   • Gebruikt originele geïmporteerde Japanse CNC-draaicentra uitgerust met zeer stijve hydraulische gereedschaprevolvers en precisie servo live tools.
   • Aangenomen een "Ruwdraaien - Halffinaal draaien - Finaal draaien" procesroute om bewerkingsspanning geleidelijk te elimineren en de uiteindelijke afmetingen te benaderen.
   • Voor de afwerkingsfase werden CBN (Cubic Boron Nitride) inzetstukken geselecteerd voor fijn draaien met hoge snelheid, kleine snedediepte en grote voeding, waardoor de vormnauwkeurigheid effectief werd gewaarborgd en een uitstekende oppervlakteafwerking werd bereikt.
3. Kritisch proces: precisieslijpen:
   • Cilindrisch slijpen gebruikte hoogprecisie CNC-cilinderslijpmachines van het Duitse merk. De slijpschijven waren fijn gebalanceerd en de machines werden geïnstalleerd in een werkplaats met constante temperatuur (20±1°C).
   • Met behulp van een "Ruwslijpen - Fijn slijpen - Vonkloos slijpen" proces, door micron-niveau voedingsregeling en vonkloos slijpen, werden de vereiste h6 tolerantie (±0,002 mm) en oppervlakte ruwheid van Ra 0,2μm consistent en stabiel bereikt.
   • Om rondheid ≤ 0,001 mm te garanderen, hebben we het centergat slijpen proces geoptimaliseerd om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van het bewerkingsdatum te garanderen.
4. Kerncontrole van het warmtebehandelingsproces:
   • Gebruikt afgeschermde afschrikovens met gecontroleerde atmosfeer voor afschrik- en aanloopbehandeling om een uniforme en fijne sorbitische structuur te verkrijgen, waardoor de kernsterkte en taaiheid (HRC28-32) werden gewaarborgd.
   • Toegepast super audiofrequentie inductieharding op belangrijke contactoppervlakken zoals journals en spiebanen. Door de vorm van de inductor, het verwarmingsvermogen, de tijd en de afkoelsnelheid nauwkeurig te regelen, werd een uniforme geharde laag met hardheid HRC60-62 en een diepte van 1,0-1,5 mm bereikt met minimale vervorming.
5. Dynamische balanscorrectie en eindinspectie:
   • Elke ingangsas onderging tweevlak dynamische balanscorrectie op een verticale dynamische balanceermachine. Restonbalans werd strikt gecontroleerd binnen de G2.5-graad door massaverwijdering (micro-boren op specifieke locaties) of zelden massa-toevoeging, waardoor een soepele werking bij hoge snelheid werd gewaarborgd.
   • De eindinspectie omvatte 100% controle van alle afmetingen en geometrische toleranties met behulp van een UK LK Coordinate Meetmachine (CMM), aangevuld met willekeurige controles met een oppervlakte ruwheidsmeter en een digitale Rockwell hardheidstester. Alle gegevens werden geregistreerd in het MES-systeem voor volledige proceskwaliteitstraceerbaarheid.

Door het bovenstaande precisieproductieproces hebben we met succes harmonische reductie-ingangassen geleverd die volledig voldeden aan de eisen van de klant:

• Volledige naleving van nauwkeurigheidseisen: Alle dimensionale, geometrische toleranties en oppervlakte ruwheid voldeden aan of overtroffen zelfs de ontwerpeisen.
• Uitstekende en betrouwbare prestaties: Klanttests toonden aan dat de vermoeidheidsduur de ontwerpspecificaties met 30% overschreed, met geluids- en trillingsniveaus die aanzienlijk lager waren dan verwacht.
• Hoge batchstabiliteit: De eerste batch van 500 stuks behaalde een slagingspercentage van 99,8%, wat de massaproductie van de humanoïde robots van de klant sterk ondersteunde.

Feedback van klanten gaf aan dat onze ingangassen bijdroegen aan nauwkeurigere krachtoverbrenging, soepelere bewegingsprestaties en hogere betrouwbaarheid voor hun humanoïde robotgewrichten, met name uitblinkend in high-dynamic performance-toepassingen zoals schouder- en heupgewrichten.

Deze precisiebewerkingstechnologie en -service zijn geschikt voor:

• High-Precision Humanoid Robot Joint Modules: Zoals gewrichten met hoge belasting of hoge precisie-eisen zoals schouders, ellebogen, heupen en knieën.
• Industriële robotgewrichten: Draaigewrichten voor zesassige collaboratieve robots (COBOT's) en SCARA-robots.
• Precisie automatiseringsapparatuur: Hoogprecisie transmissievelden zoals apparatuur voor de productie van halfgeleiders (bijv. robotarmen voor wafer-handling), precisie optische instrumenten en medische apparatuur.
• Lucht- en ruimtevaart: Aandrijfmechanismen met extreme eisen aan gewicht, betrouwbaarheid en precisie, zoals satellietantenne-richtmechanismen.

Wij bieden diepgaande aangepaste CNC-bewerkingsdiensten:

• Verwerking volgens tekeningen of monsters: Bewerking op basis van tekeningen of monsters die door klanten worden verstrekt.
• Materiaal- en procesaanpassing: Aanbevelen en aanpassen van materialen (bijv. roestvrij staal voor corrosiebestendigheid) en warmtebehandelingsprocessen op basis van bedrijfsomstandigheden (belasting, snelheid, omgeving).
• Speciale structuurontwerpoptimalisatieconsultatie: Bied ontwerpoptimalisatiesuggesties voor spanningsconcentratiegebieden zoals as-schouderovergangen, ondersnijdingen en spiebanen om de vermoeidheidsduur te verbeteren.
• Volledige procesondersteuning: Bied one-stop services van precisie gesmede blanco voorbereiding → bewerking → warmtebehandeling → oppervlaktebehandeling → montage.

• Technische team liaison: Toegewijde ingenieurs bieden technisch overleg en procesoplossingsondersteuning.
• Snelle prototyping service: Snelle prototypeproductie om de R&D-cycli van de klant te verkorten.
• Uitgebreide kwaliteitsdocumentatie: Bied complete kwaliteitsdocumenten, waaronder materiaalcertificaten, warmtebehandelingsrapporten en volledige inspectierapporten (FAI) met verzendingen.
• Continue verbetering en stabiele levering: Stel mechanismen voor continue kwaliteitsverbetering op om de stabiliteit van de productprestaties en tijdige levering te garanderen.