Rysunek mówi: współosiowość 0.02 mm, bicie 0.01 mm. Warsztat CNC kiwa głową, a pierwsze 50 obudów wraca z dryfem, hałasem i luzem ponad specyfikację. Tolerancja nie zawiodła — zawiodł łańcuch, który miał ją zapewnić. Oto przyczyny źródłowe, które obserwujemy w obudowach reduktorów robotów, oraz zmiany na rysunku i u dostawcy, dzięki którym ±0.02 mm rzeczywiście się trzyma.
Producent robotów (OEM) zaprojektował obudowę reduktora stawu ze współosiowością otworów łożyskowych 0.02 mm i biciem czołowym 0.01 mm. Pierwsza sztuka wzorcowa przeszła. Potem wysłano partię produkcyjną 50 sztuk i 30% wróciło z nadmiernym dryfem, hałasem i luzem ponad specyfikację. Warsztat mówił „tolerancja jest za ciasna", inżynier mówił „przecież ją zaakceptowaliście", a prawda była taka, że tolerancja była osiągalna — ale tylko z łańcuchem procesów, którego żadna ze stron nie określiła.
Obudowa przekładni harmonic drive ma trzy cechy, które muszą pozostać w jednym układzie odniesienia: gniazdo koła fleksyjnego flexspline (okrągłość), otwór koła obwodowego circular-spline (współosiowość z gniazdem łożyska wyjściowego) oraz powierzchnię montażową (prostopadłość do obu). Obrobione w trzech osobnych mocowaniach, każde mocowanie ponownie wnosi błąd ustawienia — a błędy się sumują, nie uśredniają.
Praktyka branżowa dla obudów krytycznych dla ruchu polega na wykończeniu otworu, czoła i okręgu otworów śrub w jednym mocowaniu, aby każde odniesienie prowadziło do jednego punktu zerowego. Dostawcy zgłaszają utrzymanie całkowitego bicia na poziomie 0.005 mm lub lepszym, a rzeczywistego położenia okręgu otworów śrub w tym samym paśmie, gdy otwory i powierzchnie są obrobione z jednego odniesienia (źródło: Bishen Precision). Gdy warsztat przełącza przyrządy na potrzeby partii produkcyjnej — łamiąc odniesienie, które sprawiło, że prototyp był dobry — osiągi pierwszej sztuki dryfują.
Obudowy reduktorów są coraz cieńsze — ścianki o grubości 1–2 mm są powszechne w lekkich stawach robotów (źródło: EPRO MFG). Cienka ścianka w uchwycie 3-szczękowym lub imadle odkształca się sprężyście podczas zacisku, a po zwolnieniu wraca: część mierzy się w specyfikacji na maszynie i poza nią.
Najczęstszym winowajcą jest aluminium 6061-T6, bo łatwo się je skrawa i jest lekkie, ale jego niska sztywność i wysoka rozszerzalność cieplna (CTE ~23.6 µm/m·°C) czynią je wrażliwym zarówno na siłę zacisku, jak i ciepło skrawania. Rozwiązaniem jest strategia przyrządu podpierająca ściankę (przyrządy miseckie, specjalne trzpienie, miękkie szczęki o małej sile zacisku) oraz lekkie przejścia wykończeniowe z chłodziwem, aby część opuszczała maszynę w stanie swobodnym.
Obudowa obrobiona z odlewu lub pręta niesie naprężenia resztkowe. Obróbka zgrubna je redystrybuuje; w kolejnych dniach lub tygodniach część „pełzie" — otwory tracą okrągłość, powierzchnie płaskość — a CMM z dnia 1 nie zgadza się z CMM z dnia 10.
Standardowym środkiem zaradczym jestodprężanie między obróbką zgrubną a wykończeniową: sztuczne zestarzanie lub odprężanie wibracyjne po obróbce zgrubnej, a następnie obróbka wykończeniowa cech precyzyjnych. Dla żeliwnych i ze stali stopowych obudów reduktorów RV jest to opublikowana praktyka utrzymania współosiowości na poziomie 0.005–0.008 mm (źródło: laitujia). Jeśli dostawca nie ma etapu odprężania między obróbką zgrubną a wykończeniową, pełzanie wymiarowe jest realnym ryzykiem.
Część może przejść na CMM warsztatu i oblać się na CMM klienta dla tej samej cechy. Trzy przyczyny dominują:
Obudowa, która osiąga współosiowość 0.015 mm przy rozgrzanej maszynie, może po godzinach pracy dryfować do 0.025 mm, ponieważ wzrost wrzeciona i śruby kulowej zmienia położenie wierzchołka narzędzia. Powtarzalność partii to historia kondycji maszyny, nie pierwszej sztuki.
Dlatego kwalifikowani dostawcy robotyki utrzymują pasmo tolerancji z weryfikacją CMM na każdej pierwszej sztuce i okresowym SPC w produkcji, dlatego kupujący powinni żądać danych o zdolności procesu (Cpk dla cech współosiowości/bicia), a nie pojedynczej dobrej próbki. Kompensacja po stronie maszyny — sondowanie w procesie ze stykową sondą w celu wyzerowania układu współrzędnych przed cechami krytycznymi — jest nowoczesnym środkiem zaradczym i dziś standardem w komórkach precyzyjnych (źródło: laitujia).
| Etap | Kontrola | Dlaczego |
|---|---|---|
| Wydanie rysunku | Jawny schemat odniesienia; współosiowość gniazd łożyskowych i bicie czołowe względem jednego odniesienia | Eliminuje przyczynę 4 (niezgodność odniesień) |
| Wydanie rysunku | Cechy ≤ ±0.02 mm podają metodę pomiaru + temperaturę odniesienia 20°C | Eliminuje przyczynę 4 (metoda/temperatura) |
| RFQ | Otwory do wykończenia w jednym mocowaniu; weryfikacja sondą na cechach krytycznych | Eliminuje przyczynę 1 (kaskadowanie przyrządów) |
| RFQ | Grubość ścianki ≤ 2 mm oznaczona jako wymagająca mocowania o małej sile zacisku | Eliminuje przyczynę 2 (sprężynowanie cienkiej ścianki) |
| RFQ | Odprężanie (staranie/wibracje) między obróbką zgrubną a wykończeniową | Eliminuje przyczynę 3 (pełzanie wymiarowe) |
| FAI | Przyrząd/program produkcyjny identyczny jak przy FAI; Cpk dla współosiowości/bicia z realnej partii | Eliminuje przyczynę 5 (dryf w produkcji seryjnej) |
| Produkcja | CMM pierwszej sztuki na partię + okresowe SPC; odchylenia rejestrowane w 8D | Wyłapuje dryf przed montażem |
Współosiowość gniazd łożyskowych, okrągłość gniazda flexspline i prostopadłość powierzchni czołowej — wszystko do jednego odniesienia. Opublikowana praktyka dla obudów krytycznych dla ruchu: koncentryczność gniazdo łożyska–rejestr silnika blisko 0.013 mm, całkowite bicie do 0.005 mm przy obróbce w jednym mocowaniu, otwory H6–H7 i bicie czołowe ≤ 0.01 mm. Która liczba jest właściwa dla Twojego projektu, zależy od luzu i budżetu hałasu napędu, ale każda z nich musi odnosić się do tego samego układu odniesienia.
Ponieważ partia produkcyjna łamie odniesienie, które sprawiło, że pierwsza sztuka była dobra. Główne przyczyny: przełączanie przyrządów między prototypem a produkcją (kaskadowanie przyrządów), sprężynowanie cienkiej ścianki od zacisku, uwalnianie naprężeń wewnętrznych w czasie, cieplny dryf maszyny i niezgodność pomiarów. Najpierw porównaj ustawienie produkcyjne z FAI — dryf odniesienia między prototypem a produkcją to ukryta przyczyna numer 1.
Dla ciasnych wartości współosiowości/bicia — praktycznie tak. Wykończenie otworu, czoła i okręgu otworów śrub w jednym mocowaniu sprawia, że każde odniesienie prowadzi do jednego punktu zerowego i eliminuje błąd drugiego mocowania. Warsztaty trójosiowe indeksujące między mocowaniami potrafią trzymać liczby w dobry dzień, ale rzadko partia po partii — i dokładnie ten wzorzec dryfu widzą kupujący.
Jeśli obudowa jest z odlewu lub pręta i trzyma współosiowość ciaśniej niż ~0.01 mm — tak. Obróbka zgrubna redystrybuuje naprężenia resztkowe, a część pełzie później. Sztuczne zestarzanie lub odprężanie wibracyjne między obróbką zgrubną a wykończeniową to opublikowana praktyka dla obudów reduktorów RV trzymających współosiowość 0.005–0.008 mm. Zapytaj dostawcę o etap odprężania w sekwencji procesu.
Zażądaj danych Cpk dla cech współosiowości/bicia z realnej partii produkcyjnej oraz raportu CMM wykonanego według Twojego schematu odniesienia. Jedna dobra pierwsza sztuka niczego nie dowodzi. Zapytaj też: czy oba gniazda łożysk są obrobione w jednym mocowaniu? Czy jest etap odprężania? Jaki przyrząd podpiera cienkie ścianki? Odpowiedzi odróżniają warsztat, który umie trzymać ±0.02 mm, od tego, który jedynie wpisuje je w wycenę.
Cztery rzeczy: (1) jeden jawny schemat odniesienia dla współosiowości, bicia i prostopadłości; (2) metoda pomiaru i temperatura odniesienia 20°C dla cech ≤ ±0.02 mm; (3) notatka, że krytyczne otwory muszą być wykończone w jednym mocowaniu; (4) wymóg odprężania między obróbką zgrubną a wykończeniową. Każdy punkt odpowiada przyczynie źródłowej, która w przeciwnym razie wraca jako dryf w produkcji.
Prześlij rysunek obudowy reduktora — przeanalizujemy schemat odniesienia i łańcuch procesów i zwrócimy przegląd DFM z danymi Cpk w ciągu 3 dni roboczych.
Poproś o wycenę