Máquinas CNC para robótica: suportes personalizados, carcaças de motores, placas de montagem e peças de efeito final

Os sistemas robóticos dependem de componentes fabricados com precisão para manter o alinhamento, suportar cargas e repetir movimentos consistentemente.

A usinagem CNC é amplamente utilizada para produzir suportes de robô personalizados, carcaças de motor, placas de montagem, componentes conjuntos e adaptadores de efetores finais.Mas pequenos erros nas suas interfaces de montagem podem afetar toda a montagem.

O objetivo não é tornar cada dimensão extremamente precisa, mas controlar as características que são importantes para o ajuste, alinhamento e movimento.

Este guia explica como escolher materiais, projetar interfaces críticas e preparar peças de robô usinadas por CNC personalizadas para produção.

A fresagem e torneamento CNC são úteis para produzir componentes metálicos e de engenharia plástica em robótica industrial, robôs colaborativos, equipamentos automatizados e sistemas robóticos personalizados.

Estes componentes têm requisitos diferentes. Uma montagem de sensor pode priorizar o posicionamento estável, enquanto uma caixa conjunta carregada pode precisar de um controle mais próximo das interfaces de rolamentos e da rigidez estrutural.

A selecção do material depende da carga, peso, ambiente de funcionamento e custo.

6061-T6 de alumínioé uma escolha prática para muitas placas de montagem, suportes e carcaças de motor porque oferece um equilíbrio útil de resistência, maquinabilidade e resistência à corrosão.

7075-T6 de alumínioA sua maior resistência não a torna automaticamente a melhor escolha para todas as partes do robô.

De aço inoxidávelA qualidade adequada depende das condições reais de funcionamento.

Plásticos de engenharia, tais como POM ou PEEK, podem ser adequados para buchas, guias, componentes isolantes ou interfaces de ferramentas leves selecionadas.

Por exemplo, imagine Mike, um engenheiro de robótica que está desenvolvendo um suporte de câmera leve.Se a revisão técnica confirmar que o 6061-T6 satisfaz os requisitos de rigidez e resistência, a liga mais económica pode ser suficiente.

O nosso guia recente, Como escolher o material de usinagem CNC, explica como comparar as propriedades do material, a fabricabilidade e o custo.

Os suportes e as placas de montagem do robô conectam componentes que devem permanecer alinhados durante o movimento e sob carga.

Três considerações de design são particularmente importantes.

A localização dos furos determina se o suporte se encaixa no motor, braço robótico, estrutura ou fixação.

Utilize as faces de montagem e as características de localização relevantes como referência na definição das posições críticas dos furos.

Um suporte leve pode reduzir a massa em movimento, mas remover muito material pode causar dobragem ou vibração.

Mantenha material suficiente em torno dos furos de montagem e das áreas carregadas.

Paredes finas, bolsos profundos e partes inacessíveis podem dificultar a mecanização.

O nosso Guia de conceção de máquinas CNCExplica como raios de canto práticos, paredes estáveis e caminhos de ferramentas acessíveis podem melhorar a fabricação.

Para suportes muito finos ou estruturas de robôs leves, ver o nosso Espessura mínima da parede Guia de usinagem CNC.

As carcaças de motores contêm muitas vezes várias características que devem funcionar juntas:

1:Diâmetro de localização do rolamento ou do motor

2Um rosto de montagem

3:Ferramentas de fixação

4:Aberturas de cabos ou outras características funcionais

5:Espaço para o motor e componentes associados

Se estes elementos não estiverem correctamente posicionados em relação uns aos outros, a superfície do rolamento e a superfície de montagem podem ser especialmente importantes.a montagem pode tornar-se difícil ou o sistema rotativo pode não funcionar como pretendido.

Uma abordagem útil é identificar as superfícies de dados funcionais e definir as dimensões críticas a partir dessas referências.

Para conjuntos que contenham um motor, um eixo e uma caixa de rolamento, é igualmente importante rever como as tolerâncias se acumulam nas partes de acoplamento.Os componentes individualmente aceitáveis podem ainda criar um ajuste indesejado quando montados.

O nosso recente Guia de tolerâncias de usinagem CNCExplica como escolher as tolerâncias com base na função.

Um efetor final é o dispositivo ligado à extremidade de um robô que executa uma tarefa, como agarrar, levantar, dispensar ou inspecionar um objeto.

As peças de efetor final de máquina CNC personalizadas geralmente incluem:

1Dedo de agarrador

2Placas de adaptador

3Flancas de montagem de ferramentas

4Dispositivos de vácuo

5Blocos pneumáticos

6:Sensores ou suportes de ferramentas de inspecção

O requisito importante é uma interface fiável entre o robô e a sua ferramenta.

Especificar o padrão de montagem, as características de localização, as distâncias mínimas necessárias e quaisquer dimensões críticas que determinem a posição da ferramenta.

Para ferramentas que são trocadas com frequência, as características de localização repetíveis podem ajudar a ferramenta de substituição a voltar à posição pretendida.Os furos de fixação por si só podem não proporcionar o mesmo comportamento de localização que um projeto que inclua doiselhos adequados ou outra geometria de localização dedicada.

Considere também o acesso de ferramentas, encaminhamento de cabos, passagens de ar e acesso de manutenção antes de finalizar o modelo CAD.

O melhor processo de usinagem depende da geometria.

Moagem por CNCÉ adequado para suportes, placas de montagem, carcaças, bolsos e outros elementos que não sejam rotativamente simétricos.

Ferramentas de torneamento CNCé útil para eixos, pinos, espaçadores e interfaces cilíndricas.

Fabricação a partir de matérias têxteisA redução do número de configurações pode simplificar a fabricação,Mas a usinagem avançada não é automaticamente mais econômica para cada parte.

Por exemplo, um adaptador de efetor final com um diâmetro exterior circular pode utilizar a rotação para o perfil cilíndrico e a fresagem para as suas ranhuras ou planos de montagem.

O nosso guia para 3 eixos versus 5 eixos Machining CNC Explica quando a capacidade adicional do eixo pode ser útil.

A tolerância exigida depende da função de cada elemento.

Os bancos de rolamentos, as interfaces do eixo, os furos de localização e as faces de montagem do motor podem exigir controles mais rígidos do que as capas decorativas ou as dimensões exteriores não críticas.

Identifique as dimensões que influenciam o alinhamento, o movimento, a rigidez ou a montagem repetível.

Dependendo do projecto, a inspecção pode incluir:

1:Medidas do diâmetro do forro e do eixo

2:Controlos da posição dos buracos

3:Medidas de planura e perpendicularidade

4:Inspecção dos fios

5:Controlos de acabamento da superfície

6:Inspecção da CMM para elementos críticos selecionados

O método de inspecção e os critérios de aceitação devem ser acordados antes da produção.Mas nem todas as categorias necessitam do mesmo nível de documentação.

O nosso Guia de precisão de manuseio de trabalho de usinagem CNCExplica como a localização, o desenho do dispositivo e a fixação afetam a precisão dos componentes acabados.

Ao solicitar um orçamento para componentes personalizados de robôs, fornecer:

1Desenho de engenharia 2D e ficheiro CAD 3D

2Material e qualidade:

3:Quantidade e demanda esperada de repetição, se conhecida

4:Tolerâncias críticas e referências de dados

5:Padrões dos buracos de montagem e requisitos de interface

6:Acabamento ou revestimento da superfície

7:Requisitos de inspecção

8Data de entrega prevista

Identificar claramente como a peça se conecta ao motor, ao braço robótico, à pinça ou a outro componente de acoplamento.Isto ajuda o fabricante a avaliar as interfaces funcionais em vez de rever a parte isoladamente.

A nossa publicação O que deve ser incluído num RFQ de usinagem CNCO guia fornece uma lista de verificação prática das cotações.

Também pode explorar o nosso Serviços de usinagem CNC sob medidapara componentes de robótica e automação baseados em desenhos.

A usinagem CNC suporta uma ampla gama de peças robóticas personalizadas, desde suportes de montagem leves até carcaças de motor, placas de montagem e adaptadores de efetores finais.

As decisões de projeto mais importantes envolvem material, rigidez estrutural, interfaces de montagem, tolerâncias funcionais e acesso de fabricação.

Definir primeiro as interfaces críticas, depois escolher o material e o processo de usinagem que satisfaçam os requisitos sem custos desnecessários.

Desenvolver um robô, pinça, montagem de motor ou sistema de automação que precise de componentes de máquina CNC personalizados?

Envie o seu desenho 2D, arquivo CAD 3D, material, quantidade, tolerâncias críticas, requisitos de interface de montagem, acabamento da superfície e critérios de inspeção.

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A nossa equipa pode rever a geometria dos seus componentes e os seus requisitos para avaliar uma abordagem de usinagem e acabamento adequada para o seu projeto.