Gia công CNC cho các thiết bị tự động hóa - Cách định vị, kẹp và khả năng lặp lại phối hợp với nhau

Một thiết bị cố định đưa ra các nguồn lỗi riêng giữa máy hoặc hệ thống kiểm tra và phôi. Chúng bao gồm độ phẳng của đế, vị trí của bộ định vị, độ hở của bộ định vị, độ mòn của bộ phận, xếp chồng cụm lắp ráp, độ lệch của kẹp, mảnh vụn, thay đổi nhiệt, biến đổi bộ phận và hành vi tải của người vận hành hoặc robot. Do đó, dung sai cố định phải được phân bổ trong phạm vi ngân sách lỗi hoàn chỉnh. Nếu đồ gá tiêu thụ phần lớn dung sai của sản phẩm trước khi quá trình bắt đầu, thì ngay cả việc gia công CNC hoàn hảo cho thân dụng cụ cũng sẽ không tạo ra sản phẩm đáng tin cậy.

Vật cố định phải tham chiếu các bề mặt thể hiện cách xác định và sử dụng bộ phận đó. Việc xác định vị trí từ mép đúc không nhất quán khi bản vẽ sản phẩm tham chiếu đến lỗ khoan được gia công có thể tạo ra sự không khớp lớn giữa vị trí cố định và kết quả kiểm tra. Trước khi thiết kế thiết bị  Xác định các dữ liệu sản phẩm và các tính năng được điều khiển từ chúng.  Hiểu được điều kiện đến, bao gồm gờ, gió lùa, chớp sáng, lớp phủ, biến dạng và sự thay đổi của lô.  Xác định các lực của quá trình, hướng tải, quyền truy cập cần thiết, thời gian chu kỳ và phương pháp tải.  Làm rõ liệu thiết bị cố định có thiết lập vị trí, hỗ trợ bộ phận, đo lường, bịt kín hoặc thực hiện một số chức năng hay không.  Thống nhất về hiệu suất của thiết bị cố định sẽ được đánh giá như thế nào với các bộ phận hoặc tiêu chuẩn đại diện cho sản xuất. Khi khó tiếp xúc với mốc sản phẩm lý tưởng, nhóm thiết kế nên ghi lại cách các tính năng định vị được chọn truyền dữ liệu đó và những biến thể bổ sung nào được đưa ra.

Một vật rắn tự do có thể dịch chuyển và quay quanh ba trục. Khái niệm định vị 3-2-1 phổ biến sử dụng ba tiếp điểm chính, hai tiếp điểm phụ và một tiếp điểm thứ ba để hạn chế sáu bậc tự do này mà không có vị trí dư thừa không cần thiết. Đây là nguyên tắc thiết kế chứ không phải quy tắc rằng mỗi thiết bị cố định phải có chính xác sáu chân có thể nhìn thấy được. Các bộ định vị mục tiêu hình trụ, hình nón, hình chữ V, cân bằng, nổi và chuẩn có thể hạn chế chuyển động theo nhiều cách khác nhau. Các bộ phận linh hoạt hoặc không đều cũng có thể yêu cầu hỗ trợ bổ sung để chịu tải xử lý mà không tạo ra xung đột định vị không kiểm soát được. Tránh đặt quá vị trí Các bộ định vị dư thừa có thể gây rung lắc, bó buộc, chỗ ngồi không thể đoán trước hoặc biến dạng khi các bộ phận thực có sự thay đổi về kích thước và hình dạng. Một chốt tròn cộng với một chốt kim cương hoặc kim cương được định hướng đúng cách là cách phổ biến để xác định vị trí mẫu hai lỗ đồng thời cho phép thay đổi khoảng cách theo một hướng.

Bộ định vị xác định vị trí của bộ phận. Kẹp phải đẩy hoặc kéo bộ phận vào các bộ định vị đó và chống lại lực xử lý. Nếu một cái kẹp được phép kéo phôi qua một bộ định vị, nhấc nó ra khỏi giá đỡ hoặc uốn cong một bức tường mỏng, thì vị trí cuối cùng phụ thuộc vào ma sát và lực hơn là vào sơ đồ chuẩn. Câu hỏi về thiết kế kẹp  Lực có tác dụng lên bộ định vị và ở gần vùng được hỗ trợ không?  Lực kẹp có làm biến dạng bộ phận sản xuất hoặc thân vật cố định không?  Lực cắt, lắp ráp, phân phối hoặc kiểm tra có dỡ bỏ thiết bị định vị không?  Người vận hành hoặc robot có thể xác nhận rằng kẹp đã đạt đến trạng thái chính xác không?  Bề mặt kẹp có nhạy cảm với hư hỏng, lớp phủ, nhiễm bẩn hoặc mài mòn về mặt thẩm mỹ không?

Độ chính xác mô tả sự gần gũi với vị trí dự định. Khả năng lặp lại mô tả mức độ phù hợp chặt chẽ giữa các thiết lập lặp lại trong cùng điều kiện. Khả năng tái tạo xem xét các thay đổi như người vận hành, trạm, ca, đồ đạc hoặc hệ thống đo lường khác nhau. Một thiết bị cố định có thể lặp lại chặt chẽ ở những vị trí sai, vì vậy cả ba ý tưởng này phải được giải quyết riêng biệt. Trình tự đánh giá hữu ích  Xác minh đồ gá được gia công và lắp ráp dựa trên bản vẽ được kiểm soát của nó.  Tải và dỡ một bộ phận đại diện liên tục mà không cần điều chỉnh đồ gá.  Lặp lại nghiên cứu với người vận hành hoặc trình tự robot dự định và thực hành vệ sinh thông thường.  So sánh kết quả sau khi chuyển đổi, vận chuyển, bảo trì hoặc thay thế các bộ phận tái tạo.  Đánh giá sản phẩm đầu ra hoặc kết quả đo, không chỉ tọa độ định vị. Số lần lặp lại và tiêu chí chấp nhận phải được chọn cho ứng dụng và rủi ro. Một phần trình diễn ngắn có thể xác định các vấn đề rõ ràng, nhưng nó không nên được trình bày dưới dạng bằng chứng về năng lực xử lý trừ khi thiết kế nghiên cứu hỗ trợ cho kết luận đó.

hiệu suất của ixture là kết quả của nhiều người đóng góp. Đế, ống đứng, ống lót, cán định vị, đầu tiếp xúc, chốt, chốt, kẹp đã mua, pallet, giao diện máy và bản thân bộ phận đều có thêm nhiều biến thể. Chỉ cần ấn định dung sai rất chặt chẽ cho mọi thành phần có thể làm tăng chi phí trong khi không thay đổi nguồn lỗi chính. Ngân sách lỗi giúp nhóm đặt độ chính xác ở nơi kiểm soát chức năng. Các giao diện định vị có thể tái tạo có thể cần được kiểm soát chặt chẽ hơn so với cấu hình bên ngoài không có chức năng, trong khi khoảng trống rộng rãi có thể phù hợp để bảo vệ hoặc truy cập cáp.

Vật liệu cố định nên được lựa chọn theo tải trọng, độ cứng, khối lượng, độ mài mòn, ăn mòn, va đập, độ ổn định nhiệt, độ sạch, số chu kỳ và chiến lược sửa chữa. Nhôm có thể giảm khối lượng và thời gian gia công cho nhiều kết cấu; thép có thể mang lại độ cứng và bề mặt tiếp xúc bền bỉ; nhựa kỹ thuật có thể bảo vệ các bộ phận thẩm mỹ hoặc cung cấp các đặc tính điện và ma sát khi thích hợp. Thiết kế để bảo trì  Sử dụng các chốt, miếng đệm, ống lót, miếng đệm, dải chống mòn hoặc các chi tiết tổ có thể thay thế được ở những nơi có thể tiếp xúc nhiều lần.  Xác định vị trí các thành phần có thể tái tạo từ các giao diện ổn định để việc thay thế không yêu cầu gia công lại thiết bị cố định hoàn chỉnh.  Xác định sự sửa đổi và định hướng của thành phần để tránh việc lắp ráp sai.  Cung cấp khả năng tiếp cận để làm sạch chip, chất kết dính, chất làm mát, bụi hoặc cặn trong quá trình.  Xác định các tiêu chí kiểm tra hoặc thay thế các hạng mục hao mòn thay vì chỉ dựa vào thời gian đã trôi qua. Xử lý bề mặt có thể cải thiện khả năng chống mài mòn hoặc ăn mòn, nhưng độ dày lớp phủ và lớp che phủ có thể thay đổi mối quan hệ vừa khít và định vị. Bản vẽ phải xác định xem các kích thước quan trọng được áp dụng trước hay sau khi hoàn thiện.

Thiết bị tự động hóa cũng là một giao diện với con người, robot, cảm biến, dây cáp, đường dây khí nén, bộ điều khiển và hệ thống an toàn. Hình học hoạt động trong CAD có thể bị lỗi khi bộ kẹp tiếp cận, kẹp quay, cáp cảm biến bị uốn cong hoặc bộ phận có biến thể bình thường. Danh sách kiểm tra tích hợp tự động hóa  Cung cấp giải phóng mặt bằng và đầu vào mà không làm suy yếu liên hệ định vị cuối cùng.  Ngăn chặn hoặc phát hiện các phần bị đảo ngược, thiếu, trùng lặp hoặc không chính xác khi có thể.  Giữ các cảm biến tránh xa phoi, chất làm mát, chất kết dính, vết hàn và các vùng va chạm trực tiếp.  Cung cấp các trạng thái kẹp mở, kẹp đóng, hiện diện một phần và sẵn sàng xử lý rõ ràng theo yêu cầu của khái niệm điều khiển.  Kiểm tra cách tiếp cận của robot, xoay cổ tay, ngón tay kẹp, ống mềm, bán kính uốn cáp, bảo vệ và truy cập bảo trì.  Đưa các rủi ro về năng lượng bị kẹt, lực kẹp, cạnh sắc và chuyển động bất ngờ trở thành một phần của việc đánh giá an toàn máy. Người chế tạo hoặc tích hợp máy vẫn chịu trách nhiệm về chức năng an toàn và đánh giá rủi ro hoàn chỉnh. Một bộ phận cố định được gia công phải được xem xét trong hệ thống đó chứ không được coi là một giải pháp an toàn độc lập.

Các thiết bị cố định mô-đun có thể giảm thời gian chuyển đổi và tái sử dụng các đế thông thường, nhưng mỗi khớp nối có thể tháo rời đều bổ sung thêm một giao diện. Độ lặp lại phụ thuộc vào phương pháp định vị, phương pháp kẹp, độ sạch, tình trạng mài mòn, trình tự lắp ráp và tài liệu thiết lập. Thiết kế mô-đun hữu ích giúp tách biệt cơ sở hạ tầng chung ổn định khỏi các tổ và thành phần hao mòn dành riêng cho sản phẩm. Các giao diện phải được khóa hoặc xác định ở những nơi có thể xảy ra lỗi định hướng. Cáp, cảm biến, công thức phần mềm và số bộ phận phải thay đổi cùng nhau dưới sự kiểm soát sửa đổi.

Thiết bị kiểm tra phải giữ chặt bộ phận mà không che giấu các tính năng cần thiết hoặc làm biến dạng hình học được đo. Bộ định vị của nó phải mô phỏng sơ đồ mốc dự định đủ chặt chẽ cho mục đích đo lường và việc thiết lập phải được ghi lại để có thể tạo lại. Khả năng lặp lại của thiết bị cố định chỉ là một yếu tố góp phần vào độ không đảm bảo đo. Thiết bị, đầu dò hoặc khả năng truy cập quang học, hiệu chuẩn, môi trường, phần mềm đánh giá, phương pháp vận hành và tình trạng bộ phận cũng rất quan trọng. Một thiết bị cố định tốt sẽ cải thiện tính nhất quán nhưng nó không làm cho phương pháp đo lường không phù hợp trở thành hợp lệ. Cân nhắc kiểm tra  Xác định xem bộ phận được đo ở trạng thái lắp ráp hạn chế hay trạng thái tự do.  Giữ kẹp tránh xa các vị trí đo và vùng nhạy cảm với biến dạng.  Cung cấp đầu dò, máy ảnh, máy quét, máy đo và khả năng tiếp cận làm sạch.  Nhận dạng tài liệu định vị, tọa độ thiết lập, trình tự kẹp và hướng bộ phận.  Xác minh lại sau khi thay thế bộ định vị, di chuyển thiết bị cố định hoặc thay đổi tương quan đo lường.

Đồ gá không hoàn chỉnh khi quá trình gia công kết thúc. Nó phải được lắp ráp, kiểm tra, chứng minh chức năng, ghi lại và đưa ra quy trình dự kiến. Việc thẩm định có thể bao gồm các kích thước của thiết bị cố định, tải trọng lặp lại, các phép đo bộ phận, kết quả thử nghiệm, kiểm tra cảm biến, xác nhận lực kẹp hoặc áp suất và dòng chảy với các bộ phận sản xuất đại diện. Việc xác minh lại phải được kích hoạt bởi các sự kiện có ý nghĩa như thay thế thiết bị định vị, va chạm, sửa chữa, thay đổi phần mềm hoặc quy trình, di chuyển giữa các trạm, sai lệch sản phẩm không giải thích được hoặc bảo trì theo lịch trình theo kế hoạch kiểm soát của khách hàng.

 Các mô hình và bản vẽ bộ phận được kiểm soát, bao gồm các biến thể đầu vào và dữ liệu sản phẩm.  Chức năng cố định, bố trí trạm, giao diện máy hoặc pallet, lực xử lý và các điều kiện chu kỳ dự kiến.  Phương pháp tải, quyền truy cập của robot hoặc người vận hành, trình tự kẹp, cảm biến, tiện ích, bảo vệ và phong bì bảo trì.  Vị trí mục tiêu, độ lặp lại hoặc yêu cầu đầu ra của sản phẩm và phương pháp xác định chất lượng đã được thống nhất.  Các yêu cầu về vật liệu, hoàn thiện, bảo vệ mỹ phẩm, độ sạch sẽ, tuổi thọ mài mòn và các bộ phận có thể thay thế.  Thành phần được mua tạo ra hoặc phê duyệt các sản phẩm tương đương khi khả năng thay thế lẫn nhau là vấn đề quan trọng.  Báo cáo kiểm tra, bản vẽ lắp ráp, hóa đơn vật liệu, hướng dẫn thiết lập, phụ tùng thay thế, ghi nhãn và các sản phẩm kiểm soát sửa đổi.  Số lượng, chiến lược cơ sở chung, các biến thể sản phẩm, nhu cầu thay đổi trong tương lai và địa điểm chấp nhận.

Các thiết bị tự động hóa đáng tin cậy kết hợp chiến lược chuẩn xác, vị trí không dư thừa, lực kẹp được kiểm soát, vật liệu phù hợp, khả năng bảo trì dễ dàng, tích hợp tự động hóa và phương pháp xác định chất lượng gắn liền với hiệu suất sản phẩm. Gia công CNC cung cấp hình học, nhưng thiết kế và điều khiển ở cấp độ hệ thống tạo ra khả năng lặp lại. Thời điểm tốt nhất để giải quyết rủi ro về vật cố định là trước khi tấm đế được gia công. Chia sẻ biến thể bộ phận thực, tải quy trình, giao diện, ràng buộc truy cập và tiêu chí chấp nhận cho phép nhà cung cấp gia công và nhà tích hợp tập trung độ chính xác vào các tính năng thực sự kiểm soát quy trình. GZ Prototype hỗ trợ các nguyên mẫu được gia công bằng CNC và các lô nhỏ bằng kim loại và nhựa kỹ thuật sử dụng khả năng 3 trục, 4 trục và 5 trục. Đối với RFQ thành phần cố định, việc cung cấp khái niệm mốc, bối cảnh lắp ráp và các kỳ vọng về trình độ chuyên môn sẽ mang lại phản hồi về sản xuất và DFM hữu ích hơn.