Perché la lavorazione CNC è importante per i robot incarnati
Quando vedi quei robot dotati di corpo che fanno capriole proprio davanti a te, ti preoccupi mai che possano smontarsi o avere un malfunzionamento? Le articolazioni si flettono. Le braccia si estendono. L'intera struttura è soggetta a forze reali: gravità, inerzia e impatto.
Pertanto, l'hardware deve essere rigido, leggero e preciso.
In questo ambito, per la prototipazione e la produzione di volumi medio-bassi, predominano due processi principali. Lavorazione CNC e la lavorazione della lamiera. Entrambe sono accessibili. Entrambe producono pezzi reali rapidamente. Ma servono a scopi diversi.
Questi due processi sono fondamentali anche per la realizzazione di robot dotati di corpo. Successivamente, vi mostrerò passo dopo passo come la lavorazione CNC e la lavorazione della lamiera collaborano per costruire un robot dotato di corpo.
Componenti lavorati a CNC (Il nucleo di precisione)
Alcuni componenti determinano le prestazioni del robot. Sopportano i carichi. Stabiliscono la precisione. Senza di essi, l'intera macchina si blocca e si guasta.
Alloggiamenti giuntati
Li troverete a livello di spalle, fianchi, ginocchia e caviglie. Ognuno di essi è in grado di sopportare l'intera forza di un arto che oscilla o di un corpo che cambia posizione. L'alloggiamento richiede fori precisi. I cuscinetti si inseriscono a pressione. Le guarnizioni sono concentriche all'albero rotante.
A meno che il cliente non abbia esigenze specifiche, tendiamo a utilizzare alluminio 6061 o 7075 per la produzione di questi componenti. La lavorazione CNC a 5 assi è la soluzione migliore. L'utensile può raggiungere sottosquadri e superfici angolate in un'unica impostazione. Tuttavia, un operatore esperto può realizzare lo stesso pezzo anche su una fresatrice a tre assi. Richiede solo più impostazioni, un maggior numero di dispositivi di fissaggio e un'attenta riqualificazione dei riferimenti. Il percorso a cinque assi è più veloce e preciso. Il percorso a tre assi è più economico per piccole produzioni.
Alberi di trasmissione rotanti
Questi componenti ruotano. Trasferiscono la coppia da un motore a un giunto. La geometria è piuttosto complessa. I perni dei cuscinetti richiedono un controllo preciso del diametro. Le scanalature o le chiavette trasferiscono la rotazione senza slittamento. Le parti filettate tengono fermi i dadi o le pulegge. Molti alberi presentano anche fori passanti interni. I cavi per i sensori o l'alimentazione passano proprio al centro del gruppo rotante.
Per realizzare questi alberi utilizziamo torni CNC con utensili motorizzati. Il tornio si occupa della lavorazione più complessa, ovvero la tornitura dei diametri esterni. Gli utensili motorizzati fresano le superfici piane, forano i fori trasversali e tagliano le sedi per le chiavette senza dover rimuovere il pezzo dal mandrino. Per alberi complessi, la soluzione migliore è solitamente un centro di tornitura e fresatura a cinque assi. Questi centri sono in grado di gestire elementi fuori asse e fori angolari in un'unica operazione di serraggio.
Il percorso del materiale è fondamentale in questo caso. Innanzitutto, si procede alla sgrossatura dell'albero. È importante tenere a disposizione i diametri critici. Successivamente, si invia l'albero al trattamento termico. La durezza target varia da HRC 45 a 60, a seconda della lega e della sua resistenza all'usura. Una volta completato il trattamento termico, si passa alla rettifica di finitura dei perni dei cuscinetti e delle superfici di tenuta. La rettifica raggiunge una precisione elevatissima con l'acciaio temprato, che la tornitura non è in grado di eguagliare. Il risultato è un albero che ruota in modo preciso, si usura lentamente e durerà quanto previsto per i robot che lo compongono.
Telaio del busto (piastra di montaggio principale)
Questa è la spina dorsale del robot. Tutto si collega ad essa: computer, batterie, attuatori, sistemi di gestione dei cavi. La piastra fornisce superfici di riferimento piane e parallele. Se la piastra si piega o si torce, nient'altro si allineerà correttamente. I robot finiranno per stare in piedi storti.
Questo componente viene realizzato a partire da una piastra di alluminio. Lo spessore varia tra i 12 e i 25 millimetri, a seconda delle dimensioni del robot e della sua configurazione. La lavorazione è semplice, ma piuttosto laboriosa. Ci sono centinaia di fori filettati, tutti praticati e filettati con estrema precisione. Un foro nella posizione sbagliata può comportare costi elevati. Le officine utilizzano centri di lavoro CNC con cicli di tastatura per verificare la posizione dei fori prima della filettatura.
Piccole parti di precisione
Non tutti i componenti sono elementi strutturali di primaria importanza. Alcune parti sono minuscole. Richiedono macchinari diversi e un approccio differente.
Le ossa delle dita e le articolazioni della mano sono piccole, complesse e numerose. Una mano umanoide può avere circa quindici o venti articolazioni. Ognuna di esse presenta superfici di appoggio, fori di rotazione e guide per i cavi. I torni di tipo svizzero sono la scelta ideale in questo caso. Utilizzano macchine per tagliare pezzi lunghi e sottili da barre di materiale con una concentricità eccezionale. Per dettagli ancora più piccoli, le microfresatrici sono la soluzione migliore. Gli utensili che utilizziamo hanno un diametro inferiore a un millimetro. Le velocità di avanzamento si misurano in micron per dente.
I sensori di forza/coppia flessibili rappresentano una sfida a parte. Si tratta di strutture elastiche a parete sottile, che tendono a deformarsi leggermente quando sottoposte a pressione. Gli estensimetri misurano questa deformazione. Il componente deve tornare perfettamente alla posizione originale ogni volta. Se il materiale è eccessivo, il sensore può perdere sensibilità, non riuscendo a generare una deformazione sufficiente a modificare permanentemente il comportamento del pezzo. Se si lavora con alluminio o acciaio inossidabile 17-4PH, è necessario prestare particolare attenzione al controllo del percorso utensile. Ogni segno di taglio si trasforma in una concentrazione di stress. Molte officine finiscono per scartare metà del primo lotto quando scoprono questo problema.
Le piastre di ritegno dei cuscinetti e i supporti per encoder sono più semplici ma comunque precisi. Trovano i cuscinetti assialmente e mantengono le testine di lettura degli encoder a intervalli d'aria precisi. Le tolleranze sono importanti, ma la geometria è solitamente piuttosto semplice.
Regole di progettazione per la lavorazione CNC (elenco puntato)
Volete sapere cosa ne penso? A cosa dovreste prestare particolare attenzione? Ho elencato alcuni punti che spero vi saranno utili.
- Se possibile, evitate cavità strette e anguste. Qualsiasi cavità la cui profondità sia più di quattro volte superiore alla larghezza rappresenta un problema. I trucioli non vengono rimossi facilmente. Il liquido di raffreddamento non riesce a raggiungere la zona di taglio. Le frese lunghe e sottili possono vibrare o rompersi. Riprogettate il pezzo o aggiungete un foro passante per facilitare l'espulsione dei trucioli.
- Per gli angoli interni, basta usare raggi di curvatura standard per le frese, ok? I raggi più comuni sono 1.5 mm, 3 mm e 6 mm. Questi corrispondono agli utensili standard. Se hai un raggio non standard, ad esempio 4.2 mm, l'officina dovrà rettificare un utensile su misura o utilizzare più passaggi per smussare l'angolo. Entrambe le opzioni comportano costi e tempi di consegna maggiori.
- Specifica tolleranze ristrette solo quando è strettamente necessario. Un perno di cuscinetto o una superficie di montaggio di un ingranaggio richiedono una tolleranza di ±0.005 mm. Un profilo esterno puramente estetico non la richiede. Molti progettisti impostano tolleranze ristrette su ogni dimensione. Questo finisce solo per costare di più senza migliorare le prestazioni. Fai attenzione a chi scegli.
- L'idea è di progettare per ridurre al minimo i tempi di preparazione. Ogni volta che si rimuove un pezzo dalla macchina e lo si rimonta, la precisione diminuisce e il tempo di ciclo aumenta. Se un pezzo viene lavorato in uno o due tempi di preparazione, costerà la metà rispetto a un pezzo che ne richiede cinque. Orientare le caratteristiche in modo che siano accessibili da una sola direzione. Cercare di evitare i sottosquadri a meno che non siano strettamente necessari. Progettare per la macchina, non solo per la funzione.
Lavorazione della lamiera Componenti (Il telaio leggero)
I robot dotati di corpo sono estremamente complessi, ma alcuni componenti devono comunque essere rigidi, leggeri ed economici. È qui che la lamiera si rivela particolarmente utile. Viene utilizzata per realizzare il rivestimento esterno e le strutture secondarie del robot.
Recinti e pannelli per il busto
Pensate ai pannelli laterali, ai coperchi posteriori e ai piani superiori. Questi impediscono alla polvere di entrare e tengono i cavi al loro posto. Inoltre, conferiscono al robot un aspetto più rifinito. Sappiamo tutti che un groviglio di fili penzolanti da un prototipo è un pugno nell'occhio.
Utilizziamo una macchina per il taglio laser per realizzare i nostri prodotti. La macchina taglia lastre piatte di alluminio da 1.5 a 2 millimetri di spessore. Sono presenti fori per consentire la circolazione dell'aria e aperture per il passaggio dei cavi. Successivamente, il pezzo passa a una pressa piegatrice che lo piega, lo flangia e gli conferisce la forma tridimensionale desiderata.
I dadi PEM sono un dettaglio standard in questo caso. Si tratta di inserti filettati a pressione. Un'officina li installerà dopo averli piegati. L'inserto si posiziona a filo con la superficie della lamiera. Ora è possibile utilizzare un pannello sottile di alluminio con un bullone in acciaio senza rovinare la filettatura. Facilissimo. Funziona alla perfezione.
Collegamenti per gambe e braccia
Gli arti di un robot dotato di corpo non devono necessariamente essere in metallo massiccio. Profilati a C e scatole chiuse funzionano bene. Entrambi sono ricavati da lamiere piegate.
Un approccio comune prevede l'utilizzo di due profilati a U. Ciascun profilato ha una semplice forma curva. Un assemblatore li posiziona uno di fronte all'altro e rivetta le flange. Il risultato è una sezione scatolare chiusa. Rigida alla flessione. Rigida alla torsione. Leggera perché la maggior parte del materiale si trova sulle superfici esterne. Questo è lo stesso principio di una trave a I o di un tubo di un telaio di bicicletta.
Questi collegamenti in lamiera si fissano direttamente agli alloggiamenti dei giunti lavorati con bulloni o rivetti. L'alloggiamento fornisce le superfici di appoggio di precisione. Il collegamento in lamiera fornisce la portata strutturale. Ogni materiale svolge al meglio la sua funzione.
Contenitori per batterie
Le celle agli ioni di litio necessitano di protezione. Una foratura può provocare un incendio. Un'ammaccatura può causare un cortocircuito interno. Gli involucri per batterie non sono altro che scatole piegate con coperchi rimovibili. La lamiera offre resistenza agli urti e impedisce che le celle entrino accidentalmente in contatto con utensili o detriti durante la manutenzione.
I progettisti hanno aggiunto delle linguette piegate a questi alloggiamenti. Le linguette presentano dei fori che si allineano con gli inserti filettati sul telaio del torso. Poche viti tengono fermo l'intero pacco batteria. Rimuoverlo richiede solo pochi secondi. Sostituirlo è un gioco da ragazzi. L'involucro in lamiera è un po' semplice, ma funziona e funziona in modo affidabile.
Staffe di montaggio per componenti elettronici
Sensori e circuiti stampati necessitano di un supporto. I supporti non devono essere complicati. Semplici staffe a L e a Z funzionano bene. Vengono utilizzate per fotocamere, unità LiDAR e microcontrollori.
Il processo è piuttosto rapido. Si ricava una sagoma piatta da una lastra di alluminio di spessore compreso tra 1 e 1.5 mm. Basta piegarla con una pressa piegatrice. Fatto. I tempi di consegna si misurano in giorni, non in settimane. Questa velocità è fondamentale quando si realizza la prima versione di un prodotto. Bisogna riposizionare un sensore? Si progetta una nuova staffa. Basta tagliarla. Piegarla. E fare una prova. L'intero ciclo richiede un pomeriggio.
Pedane (versione semplice)
La piastra plantare è ciò che trasferisce le forze di reazione del terreno alla struttura della gamba. La versione base è semplicemente una piastra piatta.
Il taglio a getto d'acqua è l'opzione migliore in questo caso. Non c'è zona termicamente alterata. Non ci sono asperità che necessitano di ulteriore rifinitura. La piastra rimane piatta e priva di tensioni. Successivamente, dopo il taglio, un'officina fora e filetta i fori di montaggio per il sensore di forza/coppia.
I nostri ingegneri tendono a utilizzare l'acciaio armonico al posto dell'alluminio per una maggiore durata. La piastra si flette leggermente quando viene sottoposta a pressione, ma poi torna piatta. Durerà più a lungo prima di incrinarsi. Il compromesso riguarda il peso e la resistenza alla corrosione. L'acciaio armonico è più pesante e arrugginisce se non è rivestito.
Regole di progettazione per la lavorazione della lamiera
Queste regole aiutano a mantenere i pezzi producibili. In caso contrario, un'officina potrebbe ricontattarvi per richiedere modifiche o addebitarvi un costo maggiore.
- Assicurati che il diametro del foro sia almeno pari allo spessore del materiale. Dovrai assicurarti che ci sia un foro di almeno 1 mm in ogni foglio di 1 mm di spessore. Fori più piccoli richiedono utensili speciali o forature aggiuntive, il che comporta un costo aggiuntivo.
- Assicurati di rispettare la distanza tra il foro e la curvatura. La regola generale è 2.5 volte lo spessore del materiale più il raggio di curvatura. Se pratichi un foro troppo vicino a una curvatura, il materiale si deformerà. Si allungherà verso l'esterno in corrispondenza della curvatura e il foro assumerà una forma più ovale. Di conseguenza, i dispositivi di fissaggio non si adatteranno più.
- Il progetto dovrebbe prevedere un'altezza della flangia pari ad almeno quattro volte lo spessore del materiale. Se la flangia è troppo corta, non sarà possibile formarla con precisione. La matrice della pressa piegatrice necessita di materiale sufficiente per una presa sicura. Le flange corte, inoltre, mancano di rigidità e tendono a oscillare sotto carico.
- Aggiungete raccordi arrotondati agli angoli interni. Gli angoli vivi possono esercitare una forte pressione su una superficie. Se avete un pezzo piegato, un angolo interno vivo è un potenziale punto di rottura. Un raggio distribuisce il carico, prolungando la durata del pezzo. Questa regola si applica sia al modello piano che alla forma finale ottenuta.
- Giusto per vostra informazione, è importante specificare la direzione di piegatura rispetto alla venatura del materiale, soprattutto quando si tratta di alluminio. La lamiera ha una direzione di venatura determinata dal laminatoio. Piegare perpendicolarmente alla venatura la rende più resistente. Piegare seguendo la venatura può causare crepe sul lato esterno della piega. I progettisti esperti lo segnaleranno sul disegno. Se siete inesperti, probabilmente lo imparerete dopo che il vostro primo lotto di pezzi si sarà guastato.
Assemblaggi ibridi (lavorati meccanicamente + formati)
È impossibile costruire un robot completo utilizzando un solo processo produttivo. Il processo è estremamente complesso, ma il nostro approccio generale consiste nell'utilizzare la lavorazione CNC per le parti in cui precisione e resistenza sono fondamentali e la lavorazione della lamiera per le parti in cui peso e costo sono più importanti. Successivamente, assembliamo queste parti.
Schema di costruzione della gamba
Osserviamo una gamba robotica completa, dall'anca al piede. Presenta tre articolazioni: anca, ginocchio e caviglia. Ogni articolazione richiede un alloggiamento lavorato con precisione. I fori dei cuscinetti devono essere concentrici. Le superfici di montaggio devono essere parallele. Le scanalature di tenuta devono essere pulite. Questo è il campo della lavorazione CNC.
Ora, consideriamo i collegamenti tra queste articolazioni. Coscia. Polpaccio. Si tratta di corpi lunghi e strutturali. Devono essere rigidi per tutta la loro lunghezza. Tuttavia, non necessitano della densità di un blocco di alluminio massiccio. I profilati in lamiera sono ideali a questo scopo. Un profilato a U o a sezione scatolare chiusa fornisce rigidità alla flessione con un peso notevolmente inferiore.
L'assemblatore fissa con bulloni o rivetti l'alloggiamento lavorato al canale di lamiera. L'alloggiamento mantiene quindi la giunzione di precisione. Il canale mantiene i due alloggiamenti a una distanza fissa. Ogni parte svolge la sua funzione. Insieme, funzionano come un'unità.
Schema di costruzione del busto
Il busto è progettato seguendo una logica simile, ma con proporzioni diverse.
Una piastra centrale, ricavata da un unico pezzo di metallo, corre lungo la parte centrale. Questa costituisce la spina dorsale rigida. Gli attuatori sono montati direttamente su di essa. Computer e batterie sono fissati con bulloni alle sue superfici. La piastra centrale deve essere piatta, robusta e forata con precisione. La lavorazione CNC da una spessa piastra di alluminio è il metodo più adatto.
Attorno a questo nucleo denso, vengono aggiunti pannelli laterali, anteriori e posteriori in lamiera. Questi hanno una duplice funzione. In primo luogo, racchiudono i componenti interni, eliminando la presenza di fili scoperti. In secondo luogo, impediscono alle dita di infilarsi nelle parti in movimento. Infine, aumentano la rigidità torsionale. Una scatola chiusa in lamiera resiste alla torsione in modo molto più efficace rispetto a una singola piastra piatta.
Questa combinazione è efficiente. Un nucleo lavorato a macchina può gestire carichi concentrati e interfacce di precisione. Un guscio in lamiera può gestire ampie superfici e soddisfare i requisiti di contenimento. Insieme, pesano e costano meno di un torso interamente lavorato a macchina.
Modello di costruzione manuale
Sebbene le mani siano piccole, il motivo rimane costante.
Le caratteristiche di precisione sono garantite dalle ossa metalliche integrate nelle dita del robot, lavorate a CNC. Sono presenti fori per i perni delle articolazioni, guide per i cavi dei tendini e superfici piane per gli attacchi dei leveraggi. Nonostante le dimensioni ridotte di ogni osso, le tolleranze sono minime. Questi componenti possono essere prodotti in serie utilizzando un tornio a fantina mobile o una microfresatrice.
Il palmo può essere realizzato con lamiere sottili. Flange piegate. Queste formano la curvatura del palmo e forniscono anche punti di fissaggio per le ossa delle dita.
Piccoli rivetti o viti tengono insieme l'assemblaggio. Le ossa delle dita, lavorate con precisione, ruotano su perni di precisione. Il palmo in lamiera fornisce supporto. Il risultato è una mano che si muove fluidamente, pesa poco ed è molto più economica di un'alternativa interamente realizzata con macchine di precisione.
Lavorazione CNC vs. lavorazione della lamiera
Spesso ci si chiede quale metodo sia migliore. Questa è la domanda sbagliata. Ogni processo risolve un problema diverso. La tabella seguente mostra le differenze.
| Aspetto | Lavorazione CNC | Fabbricazione della lamiera |
| Ideale per | Alloggiamenti per cuscinetti, fori filettati di precisione, geometrie 3D complesse. | Piastre piane o curve, staffe semplici, involucri e rivestimenti strutturali. |
| Volume tipico | Quantità ridotte. Da 1 a 100 unità. | Volume da basso a medio. Da 10 a 500 unità. |
| Costo degli utensili | Nessuno. Nessuno stampo o matrice. | Basso costo. Utensili semplici per pressa piegatrice. Il taglio laser non richiede utensili complessi. |
| Costo per parte | Elevato. Lo spreco di materiale è significativo. | Tariffa ridotta per ordini di 10 o più unità. |
| Tempi di consegna (prototipi) | 1 a settimane 2. | Da 3 a 7 giorni. |
| Rapporto resistenza/peso | Buono, ma denso. | Eccellente. Il materiale sottile supporta il carico in modo efficiente. |
| Complessità geometrica | Molto alto. Sottosquadri, tasche profonde, angoli composti. | Basso. Limitato a forme pieghevoli. |
Quando scegliere la lavorazione CNC
Scegli la lavorazione CNC per i componenti che richiedono fori per cuscinetti. Questi fori devono essere perfettamente rotondi e con una tolleranza di pochi micron rispetto alle dimensioni richieste. Sceglila per fori filettati di precisione che si allineano perfettamente con i componenti di accoppiamento. Sceglila per geometrie tridimensionali complesse che non possono essere approssimate da una lamiera piana. Alloggiamento di giunzione. Una staffa per sensore con angoli composti. Un ingranaggio grezzo personalizzato.
Il costo iniziale è basso. Non è necessario acquistare attrezzature. Tuttavia, il costo per singolo pezzo è elevato. Un pezzo lavorato inizia la sua vita come un blocco solido. La maggior parte di questo blocco si trasforma in trucioli in fabbrica. Per produzioni da uno a cento pezzi, questo compromesso è conveniente. Per volumi maggiori, tuttavia, si cominciano a valutare altri metodi.
Quando scegliere la fabbricazione di lamiere
Scegli la lavorazione CNC per le parti del robot che richiedono fori per cuscinetti. Questi fori devono essere perfettamente rotondi e con una tolleranza di pochi micron rispetto alle dimensioni richieste. Sceglila per fori filettati di precisione che si allineano perfettamente con i componenti di accoppiamento. Sceglila per geometrie tridimensionali complesse che non possono essere approssimate da una lamiera piana. Alloggiamento del giunto. Una staffa per sensore con angoli composti. Un ingranaggio grezzo personalizzato.
Il costo iniziale è basso. Non è necessario acquistare attrezzature. Tuttavia, il costo per singolo pezzo è elevato. Un pezzo lavorato inizia come un blocco solido. La maggior parte di questo blocco si trasforma in trucioli in fabbrica. Per produzioni da uno a cento pezzi, questo compromesso è conveniente. Per volumi maggiori, tuttavia, si iniziano a valutare altri metodi.
Considerazioni sui costi e sui tempi di consegna
I tempi di consegna per i prototipi realizzati con macchine CNC sono di 1-2 settimane. Il collo di bottiglia risiede nella programmazione e nella configurazione. Una volta avviata, la macchina produce pezzi rapidamente. Tuttavia, ogni pezzo richiede una quantità significativa di tempo di lavorazione. L'elevato costo unitario ne è una conseguenza.
La lavorazione della lamiera è più rapida. Il processo richiede dai tre ai sette giorni, dal disegno al pezzo finito. Il taglio laser è veloce. Anche la piegatura è rapida. Per ordini di dieci o più unità, il costo unitario si riduce significativamente. Il primo pezzo richiede lo stesso tempo del decimo.
L'approccio ibrido è la soluzione più conveniente per la realizzazione di robot completi. Si lavora la giunzione di precisione, si formano i collegamenti strutturali e li si assembla con bulloni. Il costo totale è inferiore a quello di un robot interamente realizzato con macchine a controllo numerico. Anche il peso complessivo è inferiore a quello di un robot interamente in lamiera. Chi comprende entrambi i processi è in grado di costruire macchine migliori in tempi più rapidi.
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Chi Siamo
NOBLE è un'azienda specializzata in lavorazioni CNC di precisione. Vantiamo una vasta esperienza nella produzione di dispositivi robotici, per l'automazione e medicali.
Facciamo da ponte tra la prototipazione e la produzione. Molte aziende si specializzano in progetti unici o in produzioni ad alto volume. Noi ci occupiamo di entrambe. Produciamo lotti singoli per i test. Gestiamo anche produzioni a medio volume, da 1 a oltre 1,000 unità. Utilizziamo le stesse macchine per entrambe le tipologie di produzione. Stessi standard di qualità. La stessa attenzione ai dettagli.
Capacità di lavorazione del nucleo
Fresatura CNC
Offriamo tre, quattro e Fresatura CNC a 5 assiManteniamo tolleranze di ±0.005 mm (±0.0002 pollici) per le caratteristiche critiche. Le nostre capacità di lavorazione ad alta velocità gestiscono componenti in alluminio e a parete sottile senza vibrazioni o distorsioni.
tornitura CNC
Disponiamo di torni motorizzati con asse Y. Per la lavorazione di pezzi piccoli e complessi utilizziamo torni automatici di tipo svizzero, come ad esempio quelli per la produzione di protesi ossee, micro-alberi e componenti per sensori. Il tornio svizzero lavora barre di materiale e produce pezzi finiti in un unico ciclo.
Processi di supporto
Sia la rettifica di superficie che quella cilindrica producono finiture di qualità adatta ai cuscinetti. Raggiungiamo un valore Ra di 0.4 micrometri o inferiore sulle superfici rettificate.
Il trattamento termico viene eseguito internamente o tramite partner qualificati. Offriamo ricottura, tempra e distensione. NOBLE gestisce sia il processo che la documentazione.
La finitura post-lavorazione comprende la sbavatura, l'anodizzazione (trasparente e a rivestimento duro di tipo III), la passivazione dell'acciaio inossidabile e la burattatura per creare una texture superficiale uniforme.
Certificazioni
ISO 9001 e ISO 14001
NOBLE ha ottenuto la certificazione del sistema di gestione della qualità, che garantisce che tutti i processi, dalla produzione e ispezione alla spedizione, siano gestiti in conformità con gli standard stabiliti. La certificazione ISO 9001:2015 garantisce la qualità costante, la tracciabilità e il miglioramento continuo dei nostri componenti. Ciò significa che i nostri clienti possono essere certi di ricevere sempre componenti conformi alle specifiche.
ISO 9001 e ISO 14001
Oltre alla certificazione ISO 9001, abbiamo ottenuto la certificazione per la gestione della produzione di dispositivi medici. Questa certificazione è particolarmente rilevante nel contesto degli strumenti chirurgici robotici, degli esoscheletri medicali e dei robot per la riabilitazione. Lo standard richiede una documentazione più rigorosa, una gestione del rischio più formale e una convalida dei processi più approfondita rispetto a quanto richiesto dalla sola ISO 9001. Noi manteniamo tutti questi requisiti.
FAQ
Quali tipi di componenti robotici sono più adatti alla lavorazione CNC piuttosto che alla stampa 3D o alla lavorazione della lamiera?
Alloggiamenti per giunti. Alberi rotanti. Qualsiasi componente che necessiti di fori per cuscinetti o tolleranze ristrette nell'ordine di ±0.005 mm. Questi componenti sopportano carichi e alloggiano componenti mobili. La stampa 3D è adatta per staffe complesse a basso carico, dove la resistenza è secondaria. La lamiera è adatta per involucri e collegamenti strutturali dove la geometria è semplice.
Quali materiali vengono consigliati per i componenti strutturali dei robot?
L'alluminio 6061-T6 è il materiale più utilizzato. Offre una buona resistenza, è facile da lavorare e ha un costo ragionevole. Per una maggiore resistenza, la scelta ricade sul 7075-T6, che si lavora bene ma costa di più. Per i giunti che richiedono durezza superficiale e resistenza all'usura, l'acciaio inossidabile 17-4PH è comunemente impiegato. Si presta bene al trattamento termico per ottenere un'elevata resistenza e resiste al grippaggio. Per componenti leggeri e non metallici, il PEEK e il Delrin (acetale) sono ottime soluzioni. Sono rigidi, stabili e lavorabili. Non presentano problemi di corrosione.
Come si sceglie tra la lavorazione CNC e la lavorazione della lamiera per un determinato componente?
Una semplice regola vale per la maggior parte dei casi. Se il pezzo presenta fori per cuscinetti, una geometria tridimensionale complessa o richiede tolleranze ristrette, è preferibile la lavorazione meccanica. Se invece il pezzo è una piastra piana o piegata con fori per viti e senza interfacce di precisione, è meglio optare per la lamiera. Quando un pezzo presenta entrambe le tipologie di caratteristiche, spesso viene progettato come un assemblaggio. Si lavora meccanicamente il nucleo di precisione, si forma il guscio in lamiera e infine si imbullonano i due componenti.
Quali caratteristiche progettuali aumentano il costo di un componente lavorato?
Le cavità profonde e strette sono problematiche. Quando la profondità della cavità supera di quattro volte il diametro dell'utensile, l'evacuazione dei trucioli diventa difficile. Aumenta il rischio di rottura dell'utensile. Il tempo di ciclo si allunga drasticamente.
Un altro problema sono gli angoli interni acuti. Un angolo interno squadrato richiede un utensile speciale o un'operazione secondaria. Un angolo arrotondato, invece, può essere realizzato con una fresa standard. È consigliabile aggiungere raccordi ovunque sia possibile.
Tolleranze eccessivamente ristrette su ogni dettaglio aumentano i costi senza aggiungere valore. Un foro per cuscinetto necessita legittimamente di una tolleranza di ±0.005 mm. Un profilo esterno no. Specificare tolleranze ristrette solo dove la funzionalità lo richiede.
È possibile produrre componenti per robot medicali o dispositivi chirurgici utilizzando NOBLE?
Sì. NOBLE possiede la certificazione ISO 13485:2016. Si tratta dello standard di gestione della qualità per i dispositivi medici. Dimostra la nostra capacità di lavorare componenti per applicazioni sanitarie. Per queste lavorazioni, garantiamo la completa tracciabilità: certificazioni dei materiali, registri di ispezione e documentazione di processo. I clienti ricevono un pacchetto completo, idoneo per le richieste di autorizzazione normativa.
Qual è il processo di controllo qualità?
Le ispezioni in corso di lavorazione avvengono durante il processo produttivo. Gli operatori verificano le caratteristiche critiche a intervalli prestabiliti e registrano i risultati sulla documentazione di officina.
L'ispezione finale viene eseguita con apparecchiature calibrate. Macchina di misura a coordinate (CMM) per la precisione dimensionale. Calibri per fori per diametri interni. Calibri per filettature per elementi filettati. Comparatori ottici per profili complessi e piccoli dettagli.
