Projekthintergrund und Kernherausforderungen
Der Kunde ist ein innovatives Unternehmen, das sich auf die Forschung und Entwicklung leistungsstarker kollaborativer Roboter konzentriert. Seine neue Produktgeneration erfordert wichtige Gelenkarme, um eine höhere strukturelle Steifigkeit, dynamische Genauigkeit und langfristige Betriebsstabilität zu erreichen und gleichzeitig das Gewicht deutlich zu reduzieren.
Das Projekt steht vor drei zentralen Herausforderungen:
Der Widerspruch zwischen komplexer Struktur und Steifigkeit: Das Teil ist eine integrierte Struktur in Form eines „Doppelgabelohrs“ mit komplex geformten Verstärkungsrippen und gewichtsreduzierenden Hohlräumen im Inneren, und die Wandstärke variiert stark. Die größte Herausforderung besteht darin, die Steifigkeit der Schlüssellager-Einbauposition sicherzustellen und gleichzeitig ein Höchstmaß an Leichtgewicht zu gewährleisten.
Strenge Präzisionsanforderungen: Die Einbaulöcher der Koaxiallager auf beiden Seiten erfordern eine Lochdurchmessertoleranz von Φ 50H6 (+0.016/0), und die Koaxialität muss innerhalb von Φ 0,01 mm kontrolliert werden, mit einer Oberflächenrauheitsanforderung von Ra0,8. Dies stellt äußerst hohe Anforderungen an die Verarbeitungstechnik und Prozesssteuerung.
Materialverarbeitungsleistung: Der Kunde hat die Verwendung einer Aluminiumlegierung der Luft- und Raumfahrtqualität 7075-T651 spezifiziert, die eine hohe Härte und gute Verschleißfestigkeit aufweist. Allerdings ist seine Bearbeitbarkeit im Vergleich zu 6061 anspruchsvoller und es ist anfällig für Werkzeugverschleiß und Verformung durch Verarbeitungsbelastung.
Unsere Lösung: von der Designzusammenarbeit bis zur Präzisionsfertigung
Angesichts der Herausforderungen arbeiten wir eng mit dem Designteam des Kunden zusammen, um eine vollständige Prozesslösung von der Herstellbarkeitsanalyse (DFM) bis zum Endprodukt bereitzustellen:
Herstellbarkeitsanalyse und Prozessoptimierung
Nach Erhalt des ersten Entwurfs erstellten unsere Ingenieure schnell einen DFM-Bericht, in dem sie Optimierungsvorschläge für die Steifigkeit des dünnwandigen Bereichs (die dünnsten 2,5 mm), die Zugänglichkeit des Werkzeugs und die Durchführbarkeit der Inneneckenreinigung vorschlugen, um sicherzustellen, dass sich der Entwurf hervorragend verarbeiten lässt und gleichzeitig die Funktionalität erfüllt.
Um die Bearbeitungsverformung der 7075-Aluminiumlegierung zu kontrollieren, haben wir einen mehrstufigen Prozessweg für „Grobbearbeitung, natürliche Alterung, Spannungsabbau, halbpräzise Bearbeitung, sekundäre Alterung, Präzisionsbearbeitung“ entwickelt und nach jeder Stufe eine KMG-Inspektion durchgeführt, um den Verformungsgrad zu überwachen.
Präzisionsbearbeitung und Werkzeuginnovation
Um eine Koaxialität von 0,01 mm zu erreichen, haben wir die traditionelle Methode der „zwei Klemmungen und getrennten Bearbeitung“ aufgegeben und eine spezielle hydraulische Dehnspannvorrichtung mit „einmaliger Klemmung und Umformung“ entwickelt und hergestellt. Diese Vorrichtung sorgt für eine gleichmäßige Referenz- und Spannkraft während des gesamten Bearbeitungsprozesses und vermeidet wiederholte Positionierungsfehler vollständig.
Die Bearbeitung erfolgt über ein CNC-Bearbeitungszentrum mit Fünf-Achsen-Verbindung, das den dynamischen Werkzeugweg optimiert und die konstanten Schnittparameter steuert, um einen effizienten Materialabtrag zu gewährleisten und gleichzeitig die Stabilität und Oberflächenqualität der wichtigsten Merkmalsabmessungen sicherzustellen.
Qualitätssicherung des gesamten Prozesses
Wichtige Prozesse unterliegen einer 100%igen Vollprüfung. Nach der Präzisionsbearbeitung verwendeten wir ein hochpräzises Koordinatenmessgerät, um Daten zu 21 Schlüsselabmessungen zu sammeln und detaillierte Prüfberichte zu erstellen. Alle Daten erfüllten oder übertrafen sogar die Anforderungen der Zeichnungen.
Für die Einbaulöcher der Lager verwendeten wir zusätzlich ein Luftdruckmessgerät zum Vergleich und Testen der Lehrdorne, um sicherzustellen, dass deren Rundheit und Zylindrizität einen perfekten Zustand erreichten.
Ergebnisse und Kundennutzen
Am Ende wurden die Teile reibungslos geliefert, mit einer Gewichtsreduzierung von 12 % im Vergleich zum ursprünglichen Designziel des Kunden und einer Erfolgsquote von 100 % für alle wichtigen Abmessungen. Nach der Montage gab der Kunde eine Rückmeldung, dass der Gelenkarm im Gesamttest eine hervorragende Leistung erbrachte, reibungslos lief und die erwartete Positionierungsgenauigkeit erreichte.
Der Erfolg dieses Projekts ist nicht nur die Lieferung einer Komponente, sondern auch ein Spiegelbild der tiefen Integration von Ingenieurswissen und Präzisionsfertigung. Es beweist, dass das StrongD-Modell in der Lage ist, hochmoderne Roboterdesigns in stabile und zuverlässige Hochleistungs-Physikkomponenten umzuwandeln.
Wir zeichnen uns nicht nur durch die Bearbeitung von Zeichnungen aus, sondern auch durch die Verpflichtung zur Leistung. Unabhängig davon, ob es sich bei Ihrem Projekt um komplexe Luft- und Raumfahrtstrukturen, anspruchsvolle medizinische Gerätekomponenten oder um Roboterkernteile handelt, die wie in diesem Fall höchste Leistung anstreben, verfügen wir über die entsprechende technische Erfahrung, Prozessreserven und ein strenges Qualitätskontrollsystem, um sicherzustellen, dass Ihre Ideen genau umgesetzt werden.
Wenn Sie auf der Suche nach einem Partner sind, der die Designabsicht tiefgreifend verstehen und mit Präzisionsfertigungstechnologie perfekt umsetzen kann, ist StrongD Model immer bereit, sich gemeinsam mit Ihnen der Herausforderung zu stellen.
