Как использовать 5-осевой роботизированный манипулятор для обработки: руководство для аэрокосмического производства и выбора поставщика

5-осевой роботизированный манипулятор  — один из основных инструментов в аэрокосмическом производстве. Он совершает революцию в производственном процессе, преодолевая ограничения традиционной механической обработки.

Например, обычные портальные фрезерные станки не могут обрабатывать крошечные внутренние полости сложных деталей, таких как цельные лопастные диски и шарниры шасси, тогда как автономные станки имеют длительный период окупаемости инвестиций.

Адаптируемая шарнирно-сочлененная роботизированная рука может глубоко проникать в детали для очистки и механической обработки на месте, что значительно увеличивает производительность труда.

Здесь мы рассмотрим, как его можно использовать для решения проблем литья, и, принимая во внимание преимущества 5-осевой обработки с ЧПУ, предоставим предприятиям подходящие решения для обработки.

Обзор основных ответов

<тело> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр>

Основные выводы:

<ул>

Жесткость равна точности: вибрация рабочего органа 5-осевого роботизированного манипулятора снижается примерно на 40 % при фрезеровании титановых сплавов по сравнению с 6-осевым манипулятором.

Успех или неудачу определяет процесс: Одновременная обработка по 5 осям помогает сократить количество установов, таким образом, общая эффективность обработки диска рабочего колеса может быть повышена более чем на 25%.

Данные — основа доверия: уровень повторных покупок >30 % является одним из ключевых показателей надежности, если рассматривать производителей 5-осевых обрабатывающих центров.

Почему стоит доверять этому руководству? Опыт JS Precision в сфере 5-осевой обработки с ЧПУ

Все выводы в этой статье были сделаны на основе более 15 летнего практического опыта компании JS Precision в области 5-осевой обработки с ЧПУ, а также на основе эффективного оказания услуг по механической обработке более чем 200 аэрокосмическим компаниям по всему миру.

Мы успешно обработали более 1000 типов аэрокосмических компонентов по 5 осям, в том числе основные компоненты, такие как цельные лопастные диски и опоры шасси, которые непосредственно облегчили болевые точки аэрокосмической обработки.

При использовании 5-осевых роботизированных манипуляторов мы прошли весь путь от выбора оборудования и отладки процесса до внедрения массового производства и разработали стандартизированные решения для труднообрабатываемых материалов, таких как титановые сплавы и жаропрочные сплавы Inconel 718 (сертификат ISO 9001:2015 прочная основа для обеспечения качества на протяжении всего процесса.)

Мы помогли европейской аэрокосмической компании решить проблему вибрации при обработке дисков с цельными лопастями, что привело к снижению брака их продукции с 18% до 0,5%.

Кроме того, мы также выполнили обработку на месте сверхкрупных конструкций кабин для отечественных аэрокосмических научно-исследовательских институтов, таким образом, институты сэкономили более 500 000 долларов США на транспортировке оборудования и затратах на вторичный зажим.

Что касается интеграции 5-осевых решений, мы можем предложить индивидуальные решения, от прототипа до полномасштабного массового производства в зависимости от масштаба производства клиента. Кроме того, у нас есть основные методы оптимизации процессов для одновременной обработки по 5 осям, которые могут увеличить срок службы инструмента в среднем на 40 %.

В этом руководстве рассматриваются технические аспекты, а также в значительной степени обобщен наш практический опыт, что помогает компаниям избежать ошибок при выборе и обработке.

<блок-цитата>

Хотите быстро найти подходящее решение для обработки 5-осевой роботизированной рукой? Свяжитесь с инженерами JS Precision прямо сейчас, расскажите им о требованиях к материалам компонентов и обработке, и вы получите бесплатно индивидуальный лист планирования процесса.

Зачем выбирать шарнирно-сочлененный манипулятор вместо традиционного ЧПУ для сложных компонентов аэрокосмической отрасли?

Традиционное 5-осевое обрабатывающее оборудование с ЧПУ не очень гибкое и может лишь в ограниченной степени обрабатывать сложные компоненты аэрокосмической отрасли. Шарнирно-сочлененная рука робота в сочетании с технологическими преимуществами 5-осевого робота-манипулятора может решить эти проблемы тремя способами:

1.Доступность и обход препятствий:

Традиционные станки фиксируются своей формой и поэтому не могут проникнуть в сложные полости. шарнирная рука робота благодаря своей многосуставной структуре может избежать столкновения, а 5-осевые роботизированные руки могут точно разместить обрабатывающая головка для очень маленьких отверстий.

2. Обработка сверхкрупных деталей на месте:

Сверхбольшие кабины невозможно обработать традиционными станками. 5-осевой роботизированный манипулятор можно установить на AGV для мобильной обработки, поэтому вторичный зажим не требуется. В сочетании с 5-осевой обработкой на станке с ЧПУ допуски гарантированы (стандарты безопасности ANSI/RIA R15.06-2012).

3. Экономическое преимущество мелкосерийного производства:

Выпускаются небольшие партии авиационных комплектующих с большим ассортиментом. Специализированные станки требуют высоких инвестиций и низкой интенсивности использования. 5-осевой роботизированный манипулятор составляет лишь 60 % от этого показателя и предлагает многократное использование, а окупаемость инвестиций превышает 30 %.

<блок-цитата>

Хотите проверить пригодность шарнирного манипулятора для обработки ваших компонентов? Отправьте CAD-чертежи вашего компонента в JS Precision, и мы бесплатно предоставим технико-экономическое обоснование обработки и подберем подходящую модель 5-осевого роботизированного манипулятора.

5-осевой робот-манипулятор против. 6-осевой манипулятор промышленного робота: какой из них обеспечивает необходимую вам точность?

В аэрокосмической обработке количество осей определяет точность и эффективность. Фундаментальные различия между 5-осевым манипулятором робота и 6-осевым манипулятором промышленного робота заключаются главным образом в жесткости и адаптируемости к обработке, как описано ниже:

1.Причины, по которым 6-ось не подходит для резки противовесом:

А 6-осевой промышленный робот идеально подходит для сборки и перемещения предметов и может достигать уровня вибрации всего 0,02 мм при консольном фрезеровании титановых сплавов, 5-осевой робот Рука представляет собой компактную и жесткую конструкцию, вибрация конца эффектора снижается примерно на 40 % по сравнению с 6-осевой рукой.

2. Основная причина одновременной 5-осевой обработки для достижения чистоты поверхности:

Одновременная 5-осевая обработка является основой обработки дисков аэрокосмических турбин. 5-осевой робот-манипулятор способен обрабатывать сложные изогнутые поверхности за один прием, при этом можно достичь шероховатости поверхности в 8 микродюймов, что лучше, чем при 6-осевой обработке.

<блок-цитата>

Хотите точно определить, какой 5-осевой робот-манипулятор или 6-осевой промышленный робот-манипу больше подходит для вашей задачи обработки? Отправьте свои требования к обработке в JS Precision прямо сейчас, и мы предоставим бесплатную профессиональную оценку выбора вашей оси, а также решение для обеспечения точности процесса.

Как одновременная 5-осевая обработка решает проблемы с материалами аэрокосмической отрасли?

Обработка аэрокосмических материалов в первую очередь представляет собой сложную задачу. Технология одновременной 5-осевой обработки помогает 5-осевой роботизированной манипулятору решить эти проблемы, и в конечном итоге 5-осевая обработка компонентов аэрокосмической отрасли становится основой:

1. Уменьшение вылета инструмента, устранение глубоких полостей и тонких стенок:

Обычные обрабатывающие инструменты с вылетом более 150 мм имеют высокий риск вибрации. Одновременная 5-осевая обработка позволяет уменьшить вылет на 30%, таким образом обеспечивается стабильная обработка глубоких полостей из жаропрочных сплавов Inconel 718.

2. Улучшение удаления стружки и рассеивания тепла, обработка тонкостенных деталей из алюминиевого сплава:

Одновременная 5-осевая обработка позволяет контролировать положение инструмента, что приводит к меньшей деформации, а при использовании СОЖ под высоким давлением для удаления стружки реализуется формирование сетки, что сокращает отходы материала за счет 15%-25%.

3.Параметры процесса для одновременной 5-осевой обработки различных материалов аэрокосмической отрасли:

Основные размеры	Основные выводы
Логика выбора	Для чистой резки используйте 5-осевой робот-манипулятор, для многозадачности используйте 6-осевой промышленный робот-манипулятор.
Технические преимущества	Одновременная 5-осевая обработка может сократить вылет инструмента на 30 %, помочь подавить вибрацию, а также улучшить удаление стружки.
Оценка поставщика	Основными критериями должны быть термическая стабильность, сертификация AS9100 и примеры обработки аналогичных компонентов аэрокосмической отрасли.
Жесткость	При фрезеровании титановых сплавов вибрация рабочего органа 5-осевой роботизированной руки вызывает вибрацию снижается примерно на 40 % по сравнению с 6-осным рычагом.
Эффективность процесса	Одновременная 5-осевая обработка позволяет исключить некоторые настройки, таким образом общая эффективность обработки диска рабочего колеса может быть повышена более чем на 25%.
Показатели поставщика	Коэффициент повторной покупки> 30% является одним из основных признаков надежности при взгляде на ведущих производителей 5-осевых обрабатывающих центров.

<тело> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр>

Какие конкретные компоненты для 5-осевой обработки в аэрокосмической отрасли требуют от вашего робота наибольшего внимания?

Для различных 5-осевых компонентов аэрокосмической промышленности требуются 5-осевые роботизированные манипуляторы с разными характеристиками. Подходящие пятиосные решения должны быть сосредоточены на своих основных точках.

Ключевые требования к компонентам следующие:

<ул>

Диски со встроенными лезвиями (Blisks): Лезвия тонкие и сильно закрученные, поэтому для них требуется очень сильная динамическая реакция 5-осевого манипулятора робота, а точность интерполяции должна составлять 0,001 мм при одновременной 5-осевой обработке.

Кронштейн шасси: Крупные детали из титанового сплава требуют большого количества операций механической обработки, поэтому 5-осевые решения должны иметь высокую жесткость и отличную способность удаления стружки, шпиндель крутящий момент должен составлять не менее 80 Н·м.

Основа привода марсохода. Благодаря использованию специальных материалов и допуску только ±0,0002 дюйма 5-осевой манипулятор робота должен быть оснащен системой компенсации лазерного интерферометра.

Панели фюзеляжа из композитного материала. Неметаллические материалы, которые очень трудно обрабатывать, 5-осевой робот-манипулятор должен быть оснащен специальным устройством для удаления пыли и герметизирующей обработкой.

Рис. 1. Два белых пятиосных роботизированных манипулятора одновременно работают на противоположных сторонах большого металлического аэрокосмического компонента в промышленных условиях.

Как оценить производителей 5-осевых обрабатывающих центров: за пределами спецификации

Выбор надежных производителей 5-осевых обрабатывающих центров имеет важное значение для качества обработки в аэрокосмической отрасли. Нельзя полагаться только на спецификацию, необходимо тщательно оценить основные компоненты, варианты применения и системы качества.

Высококачественные производители могут предложить полные 5-осевые решения, гарантирующие стабильную обработку.

1. Отслеживание основных компонентов:

При оценке производителей 5-осевых обрабатывающих центров следует учитывать марку шпинделя, направляющих, ходовых винтов и систем управления. Высококачественные шпиндели позволяют контролировать тепловую деформацию в пределах 0,002 мм.

2. Случаи применения и проверка процесса:

От производителей 5-осевых обрабатывающих центров требуется создание аналогичных видеообработок, особенно с акцентом на стружколомание титановых сплавов и технологии внутреннего охлаждения. Производители, имеющие опыт серийной обработки, обладают более зрелыми процессами.

3.Система качества и проверка на месте:

Сертификация AS9100 является основным требованием. Необходимо провести выездные проверки испытательного оборудования. Поставщики скоэффициентом повторной покупки >30% предлагают более стабильное послепродажное обслуживание и имеют меньшие риски сотрудничества.

Основные показатели и стандарты оценки для производителей 5-осевых обрабатывающих центров

Тип материала	Скорость вращения инструмента (об/мин)	Скорость подачи (мм/мин)	Вылет инструмента (мм)	Шероховатость поверхности (мкдюймы)
Титановый сплав Ti-6Al-4V	1200	150	80	10
Инконель 718	800	100	70	12
Аэрокосмический алюминиевый сплав 7075-T6	3500	500	90	6
Композитный материал из углеродного волокна	2000	200	60	8

<тело> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр> <тр>

Рис. 2. Техническая схема синего шестиосного манипулятора промышленного робота на белом фоне, где все его вращательные соединения четко пронумерованы для оценки.

Какие 5-осевые решения существуют для перехода от прототипирования к полномасштабному производству?

В аэрокосмическом производстве потребность в гибких и автоматизированных 5-осевых решениях продолжает расти — от прототипирования до массового производства. Цифровая упрощенная одновременная обработка по 5 осям обеспечивает плавную интеграцию процесса и помогает полностью использовать 5-осевой манипулятор робота.

1.Цифровые двойники и автономное программирование

5-осевые системы с возможностью автономного программирования — это основа будущего. Система управления Siemens Sinumerik One имеет функцию виртуального моделирования обработки, что позволяет активно предотвращать столкновения и снижать затраты на пробную резку на 60%.

2. Гибкая интеграция производственных систем

Высокоэффективные 5-осевые решения должны обеспечивать бесшовную интеграцию с системой хранения поддонов или системой загрузки/разгрузки для достижения автоматической обработки 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, что, в свою очередь, повышает коэффициент использования оборудования более чем на 90 % и повышает эффективность массового производства на 40 %.

3.Совместная работа с программным обеспечением CAM

Постобработка 5-осевого робота-манипулятора должна быть совместима со всем основным программным обеспечением CAM. Сложные методы обработки траекторий не только помогают увеличить срок службы инструмента на 50 %, но и существенно снизить стоимость обработки жаропрочных сплавов.

Почему стоит выбирать JS Precision для 5-осевых аэрокосмических компонентов?

JS Precision — ведущий производитель надежных 5-осевых обрабатывающих центров, а также один из лучших поставщиков услуг по 5-осевой обработке компонентов аэрокосмической отрасли. Чтобы обеспечить комплексную обработку с полным спектром услуг, мы на глубоком уровне сочетаем 5-осевую обработку с ЧПУ и 5-осевую технологию роботизированной руки.

1.Жесткая сила:

JS Precision является владельцем нескольких импортированных 5-осевых обрабатывающих центров из Германии и Японии, а также они оснащены немецкими электрическими шпинделями Kessler, что обеспечивает точность позиционирования ±2 мкм. Индивидуальные 5-осевые роботизированные манипуляторы могут удовлетворить различные требования к обработке.

2.Сертификаты и практические примеры:

JS Precision сертифицирована по стандартам AS9100D и ISO 9001:2015, а компоненты, которые она производит для аэрокосмической промышленности, уже используются в нескольких аэрокосмических устройствах, более чем Выполнено 500 партий.

3. Комплексное обслуживание:

JS Precision предлагает CAM-программирование и гибкое планирование от прототипа до массового производства, а также освоила базовую технологию одновременной 5-осевой обработки, чтобы гарантировать поставку компонентов надлежащего качества и в срок.

4.Гарантия транзакции:

У JS Precision коэффициент выкупа превышает 35%. Кроме того, они предлагают двойные гарантии как денег, так и сроков доставки. Все обработанные детали сопровождаются полными отчетами о проверке, чтобы убедиться, что точность соответствует стандартам.

<блок-цитата>

Хотите воспользоваться профессиональными услугами по 5-осевой обработке компонентов аэрокосмической отрасли? Загрузите свои чертежи САПР в JS Precision, чтобы получить бесплатный анализ технологичности DFM и подробное ценовое предложение без каких-либо скрытых затрат.

Пример использования JS Precision: решение проблемы глубокой вибрации в титановых сплавах для аэрокосмической отрасли

Вызов

В одном отечественном авиационно-космическом институте возникла серьезная потребность в изготовлении партии опор с глубокими полостями из титанового сплава для шасси. Глубина полости компонентов составляет 120 мм, а толщина стенок составляет всего 3 мм.

6-осевые промышленные роботы-манипуляторы традиционной конструкции постоянно демонстрировали вибрации во время обработки из-за большого вылета и недостаточной жесткости, что приводило к проценту брака 15 %.

Более того, время обработки одной детали превышало 8 часов, поэтому требования к срокам поставки не были соблюдены. В то же время традиционное 5-осевое обрабатывающее оборудование с ЧПУ было неспособно выполнять обработку на месте, что приводило к высоким транспортным расходам.

Решение

1.Реконфигурация оборудования:

Был выбран 5-осевой обрабатывающий центр с роботизированной манипулятором JS Precision. Его чугунная станина высокой жесткости имеет погрешность плоскостности ≤0,002 мм/м, а компактная 5-осевая головка обеспечивает точность повторяемости ±0,001 мм.

Вылет инструмента был сокращен со 130 мм до 90 мм, в результате чего вибрация при обработке была уменьшена с 0,02 мм до 0,005 мм, что значительно повысило стабильность процесса обработки.

2.Оптимизация процессов:

Применив технологию одновременной 5-осевой обработки, мы динамически изменили ориентацию инструмента, чтобы поддерживать силу резания в желаемом диапазоне 800–1000 Н. Кроме того, во время процесса направление силы резания всегда было направлено на область заготовки с наибольшей жесткостью.

С другой стороны, параметры резания были оптимизированы: скорость резания титанового сплава Ti-6Al-4V была установлена на уровне 1200 об/мин, скорость подачи — 150 мм/мин, а глубина резания сохранена на уровне 0,2 мм.

3. Проверка моделирования:

Для моделирования всего процесса от черновой до чистовой обработки использовалась виртуальная среда обработки Siemens Sinumerik One.

Колебания скорости подачи удерживались в пределах 5 %, три потенциальных риска столкновения были заранее предотвращены, а процент брака на этапе пробной резки был снижен с 15 % при традиционной обработке до 0 %, что повысило эффективность пробной резки на 40 %.

Результаты

В результате модификации вибрация инструмента снизилась не более чем до 0,005 мм, производительность первого прохода резко возросла с 85 % до 99,8 %, а время обработки отдельных деталей сократилось на 20 % до 6,4 часов, что позволяет заказчику завершить ежеквартальную поставку на 15 дней раньше запланированного срока и сэкономить более 200 000 долларов США на транспортировке и повторном зажиме оборудования. расходы.

<блок-цитата>

Хотите решить проблемы обработки компонентов аэрокосмической отрасли? Позвоните на горячую линию технической поддержки JS Precision прямо сейчас, подробно опишите свои проблемные места при обработке, и мы подберем для вас решение, а также предоставим бесплатное руководство по отладке процесса.

Рис. 3. Крупный план готового кронштейна сложной формы из титанового сплава с глубокой полостью, предназначенного для использования в шасси аэрокосмической техники.

Часто задаваемые вопросы

1.Являются ли 5-осевой роботизированный манипулятор и 5-осевой станок с ЧПУ совершенно разными?

Не совсем другое. 5-осевые роботизированные манипуляторы представляют собой многосуставные роботизированные манипуляторы, легко адаптируемые к живой и сложной обработке полостей. А 5-осевые станки с ЧПУ более устойчивы к высокоточной пакетной резке.

2.Обязательна ли одновременная 5-осевая обработка при производстве рабочих колес из титанового сплава?

Определенно так. Одновременная 5-осевая обработка является безусловно лучшим способом изготовления рабочих колес из титанового сплава, при котором можно добиться чистовой обработки одного приспособления и избежать потери точности вторичного приспособления.

3. Насколько 5-осевая обработка может сэкономить на стоимости материала?

5-осевая обработка идеально прокладывает путь заготовки, а также сокращает образование брака. Например, для тонкостенных деталей из аэрокосмического алюминиевого сплава количество лома можно сократить на 15–25 %, а использование материала для обработки деталей из титанового сплава может составлять даже более 70 %.

4.Что означает RTCP? Это важно?

RTCP означает центральную точку вращающегося инструмента. При программировании необходимо учитывать только точку контакта инструмента с заготовкой. Это важный эталон среди 5-осевых решений, который существенно влияет на точность обработки.

5. Какие методы я могу использовать, чтобы убедиться, что 5-осевая обработка компонентов аэрокосмической отрасли поставщика соответствует требованиям AS9100?

Поставщики обязаны предоставить сертификацию AS9100D, процессы контроля качества и отчеты об испытаниях. Также можно запросить записи обработки AS9100 для аналогичных компонентов.

6. Какие производители 5-осевых обрабатывающих центров предлагают наилучшую цену за небольшой серийный прототип компонента для аэрокосмической отрасли?

Поставщик услуг многопроцессного гибкого производства (FMS), вероятно, является самым дешевым способом. Они полностью устраняют необходимость платить за специальные приспособления, им легко доступно быстрое прототипирование и одновременная 5-осевая обработка.

7. Какую максимальную точность можно получить при 5-осевой обработке?

В условиях цеха с контролируемой температурой микронный прецизионный 5-осевой роботизированный манипулятор в сочетании с лазерной интерферометрической компенсацией может стабильно достигать уровня допуска 0,005 мм, тем самым удовлетворяя строгим спецификациям критически важных компонентов аэрокосмической отрасли.

8. Каково обычное время выполнения заказа JS Precision?

JS Precision обязуется обеспечить срок поставки стандартных деталей из алюминиевых сплавов для аэрокосмической отрасли в течение 10–15 рабочих дней. Производство сложных титановых сплавов и прецизионных компонентов для аэрокосмической отрасли будет оценено на предмет сложности процесса.

Сводка

Выбор подходящих 5-осевых решений может иметь решающее значение в аэрокосмическом производстве. 5-осевой роботизированный манипулятор плюс технология одновременной 5-осевой обработки могут помочь преодолеть ограничения традиционной обработки. Обработка деталей, резка материала и выбор оборудования — три фактора, влияющие на качество и стоимость обработки.

Благодаря тематическим исследованиям, технологиям и услугам JS Precision имеет богатый опыт в этой области и предлагает предприятиям универсальные решения для обработки.

Отправьте нам свои чертежи САПР прямо сейчас, и мы воплотим в жизнь самые сложные детали аэрокосмической отрасли, используя технологии точной обработки, чтобы вывести аэрокосмическое производство на новый уровень.

Featured Blogs

No data

Индикаторы оценки	Основные требования	Пройти стандарт	Отлично, стандарт
Основные компоненты	Бренд шпинделя/направляющей/системы управления	Сборка бренда первого уровня	Оригинальные основные компоненты, настроенные на заводе
Обработка корпусов	Опыт обработки компонентов аэрокосмической отрасли	более 10 случаев	Более 50 случаев пакетной обработки
Сертификаты качества	Сертификаты, связанные с аэрокосмической отраслью	Базовая сертификация AS9100	Сертификация AS9100D+NADCAP
Оборудование для тестирования	Конфигурация прецизионного испытательного оборудования	Координатно-измерительная машина КИМ	3D-сканер синего света + лазерный интерферометр
Коэффициент повторной покупки	Процент существующих клиентов	≥20%	≥30%
Ответ послепродажного обслуживания	Время обработки ошибки	В течение 48 часов	24-часовое обслуживание на месте