Robotitega täpsusliku lõpetamise üleüldine vajadus: miks nõuab submikrooniline stabiilsus diamandtaseme tööriistu

Kineemaatiline stabiilsus ja sulguslükkontroll võimaldavad korduvat pinnakvaliteeti

Kaasaegsed robotisüsteemid saavutavad oma jäigade mehaaniliste konstruktsioonide ja pidevate tagasisidega mehhanismide tõttu uskumatult suure täpsuse, mis ulatub isegi submikronnivooleni. Need süsteemid kõrvaldavad peaaegu täielikult vibratsioonide tekitatud probleemid, mis tavaliselt põhjustaksid tööriistade kõrvalekaldumise kursilt, säilitades asukohatäpsuse vähem kui poole mikroni piires ka maksimaalsel kiirusel töötamisel. Robotid on varustatud jõutunnetusseadmetega ja nutikas tarkvara, mis kogu tööprotsessi jooksul pidevalt kohandab lõikeparameetreid, mis aitab toime tulla töödeldavate materjalide muutuste ja erinevustega. Selle süsteemi erakordset tulemust tagab see, et kogu tootmisprotsessi jooksul säilitatakse väga siledaid pindu, mille karedus on alla 0,1 mikroni. See vastab umbes kolmekordsele täpsusele võrreldes sellega, mida kogenud töölised saavad käsitsi saavutada. Kõigi nende tulemuste usaldusväärseks saavutamiseks on absoluutselt vajalikud teemantlõikekettad, kuna tavalised abrasiivmaterjalid lagunevad liiga kiiresti sellistes nõudlikutes ekspluatatsioonitingimustes.

Juhtumitõend: EV võimsusülekande poliirumine — 42% vähenemine pinnamuutlikkuses robotrakenduste kasutamisel

Ühe maailma tipptasemel tööriistade ettevõtte 2023. aastal avaldatud uuringu kohaselt vähendasid nende testid elektriautode võimsusülekande hamburite poliirumisel robotrakenduste kasutamine pinnamuutlikkust umbes 42 protsenti võrreldes käsitsi lõpetusmeetoditega. Samamoodi töödeldud komponendid kestsid stressitestides umbes 15% kauem. Robotid jälgisid protsessi jooksul lõikejõude ja temperatuure, mis aitas ennetada neid väikseid pragusid, mis sageli tekivad vanematel meetoditel. Need väikesed puudused põhjustavad kõrgtoimeliste elektriautode rakendustes osade kiiremat kulunud saamist, seega nende ennetamine on otsustav tähtsusega usaldusväärsuse ja eluea parandamisel tootjate jaoks, kes soovivad oma tooteid täiustada.

Täpsuspõhised teemantlõikevahendid kui robotite täpsusliku lõpetusmeetodi oluline võimaldaja

Käsitsi teemantlõikest PCD/PCBN-ga varustatud robotite lõppmõjutajateni

Liikumine vanamoodsete rombikujuliste poliirtehnika meetodite kasutamisest robotite lõpuelementide suunas, millele on sisseehitatud polükrüstmiline tehisdiamond (PCD) ja polükrüstmiline kuubiline boorniitriid (PCBN), tähistab tänapäeval osaliselt revolutsiooni osade täpsel tootmisel. Uusimad robotiga põhinevad põletuscellid kasutavad nüüd diamondotsaga tööriistu, mis saavutavad korduvustaseme submikronitasemes, mis tähendab, et need lahendavad kõik need ebakorrapärasused, mis traditsioonilisi meetodeid segasid komponentide töötlemisel, kus nõutakse väga täpseid tolerantsi. Näiteks lennundusinseneria ja meditsiiniseadmete tootmise valdkonnas on pinnakvaliteedi õige saavutamine väga oluline, sest see mõjutab otseselt valmisproduktsiooni tegelikku toimivust. Kui tootjad sisseehitavad need äärmiselt kõvad materjalid oma robotitesse, kaovad kõik inimlikud vead ja säilitatakse ka tuhandete tootmissüklite järel täpsus umbes plussmiinus 0,1 mikronit. Sellist järjepidevust ei olnud võimalik saavutada ajal, mil inimesed kasutasid veel tavapäraseid lõikevahendeid.

Täiustatud liitmise ja katteinnovatsioonid pikendavad tööriistade eluiga 3,2 korda kõrgtsüklilises robotiliselt toimuvas teritamises

Viimased saavutused metallide omavahelise sidumise valdkonnas koos eriliste nanokomposiitkattega muudavad tehisnägatööriistu palju vastupidisemaks nendele keerukatele robottöödel, mille eesmärk on terade ääred üle töödelda. Need nanokihiline titaankarbiidikatted vähendavad kulumist lihvimisel umbes kahe kolmandiku võrra. Samal ajal takistab erinevate materjalide difusioonliitmist nende piirpindadel väikeste pragude teket PCD-maatriksmaterjalis. Kokkuvõttes põhjustab see kombinatsioon seda, et tehisnägatööriistad kestavad umbes kolm korda kauem intensiivsete autotööstuse käigukastmete töötlemisel, kus pöörlemiskiirus on üle 25 000 pöörde minutis. Selline parandunud vastupidavus toob ka olulisi säästu kaasa. Tööriistade vahetused toimuvad 53 protsenti vähem sageli, mis tähendab vähem katkestusi. Lisaks satub kokkupaneku ajal tundlikusse osadesse vähem mustust. See võimaldab tehasteil päevast päeva katkematult toota kriitilisi komponente, näiteks elektriautode liikumissüsteemi korpuseid ja meditsiinikvaliteediga ortopeedilisi implantaate, ilma et tuleks muretseda kvaliteediprobleemide pärast.

Majanduslikud ja toimivuslikud tegurid, mis kiirendavad kasutuselevõttu

TCO eelis: 27% madalam kogukulutus omaniku jaoks, kuigi esialgne investeering on kõrgem (Deloitte, 2023)

Deloitte'i 2023. aasta aruande kohaselt maksavad robotitega täpsustöötlemise süsteemid kokku umbes 27 protsenti vähem, kui vaadata viieaastast kasutusperioodi võrreldes käsitsi tehtava tööga. Esialgsed kulud nendele kallistele diamandtööriistadele ja robotirakenduste sisseviimisele on alguses küll kõrgemad. Kuid ettevõtted säästavad tulevikus suuri summasid, kuna neil on vaja vähem töötajaid, nende töös tekib palju vähem vigu, mida tuleb parandada, ja nende tööriistad kestavad palju kauem kui varem. Pinnatöötlemisel tagab automaatne süsteem pidevalt täpsuse kõigis nõutavates parameetrites, samas kui tööriistad kestavad korduvate teritustööde ajal umbes kolm korda kauem. See tähendab, et asendusosade ja tarbematerjalide kulude peale kulub palju vähem raha. Tööstusharud, nagu autotootmine ja energiatootmine, nõuavad suuri investeeringuid, ning sellise täpsuse saavutamine on väga oluline, kuna see mõjutab otseselt toodete tegelikku eluiga reaalsetes kasutustingimustes.

Mastaapitavus ja tarbematerjalide optimeerimine väikse tootmismahu ja suure tootevarieeruvusega lennundus- ja meditsiinitööstuses

Aerosoona- ja meditsiinitööstuse ettevõtted leiavad robotpoolsete põletusseadmete kasutamist äärmiselt kasulikuks erinevate spetsialiseeritud osade, näiteks turbiinilõike ja ortopeediliste implantaatide, vahelise vahetamisel, samal ajal kui saavutatakse veelgi väga täpsed pinnastruktuurid allmikromeetrilisel tasemel. Need süsteemid suudavad korduvalt töödelda erinevaid materjale ilma pidevate tööriistade vahetamiseta, mis säästab tootmisprotsessides palju aega. Nende masinate rõhu reguleerimise viis on ka tegelikult suure tähtsusega. Tootjad teatavad, et diamandabrasioonikulude vähendamine on ligikaudu 40% võrreldes traditsiooniliste meetoditega. Selline efektiivsus on eriti oluline siis, kui toodetakse väikeseid partii kalliste komponentidega. Selle tehnoloogia eristab seda, kuidas see ühendab prototüüpide ja tegeliku massitootmise vahe, mis on absoluutselt vajalik tööstusharudes, kus isegi väikseim puudus ei ole vastuvõetav rangelt regulaatorsete nõuete kohaselt.

Sageli küsitud küsimused

Mis on submikrooniline täpsus robotitehnoloogias?

Submikronline täpsus viitab robotisüsteemide võimekusele saavutada asukohatäpsus alla ühe mikroni, tagades seega äärmiselt sujuva ja ühtlase pinnakvaliteedi.

Miks on diamanttervad olulised robotite täpsusliku töötlemise jaoks?

Diamanttervad on olulised, sest tavalised abrasiivsed materjalid kuluvad kiiresti täpsusliku töötlemise nõudvates tingimustes, samas kui diamanttervad pakuvad vastupidavust ja järjepidevat töökindlust.

Kuidas aitab robotite töötlemine EV-võimsusüsteemi tootmist?

Robotite töötlemine parandab EV-võimsusüsteemi tootmist oluliselt vähendades pinnamuutlikkust ja suurendades komponentide vastupidavust, mille tulemusena paraneb usaldusväärsus ja eluiga.

Millised majanduslikud eelised on robotite täpsuslikul töötlemisel?

Kuigi esialgne investeering on suurem, vähendavad robotite täpsuslikud süsteemid kogukulu kasutamise ajal tööjõukulude, jäätmete ja tööriistade eluea pikkuse vähendamise teel.