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Visão Geral do Projeto
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Indústria
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Robótica Industrial
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Nome do produto
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Componentes Personalizados da Junta Robótica (Junta de Propulsão)
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Material de usinagem
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Liga de Alumínio 6061-T6
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Processo de usinagem
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Usinagem CNC de 5 Eixos
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Tipo de Produção
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Produção em Pequenos Lotes e Alta Precisão
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Rugosidade da Superfície
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Superfície usinada (Ra ≤ 0,8μm)
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Ciclo de Entrega
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8 dias úteis (excluindo o tempo de envio)
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Função do Produto
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Em robôs industriais, componentes de juntas são peças centrais de transmissão que suportam carga e integram sistemas de transmissão, rolamentos e sistemas de atuadores. Sua precisão dimensional, concentricidade e integridade estrutural afetam diretamente a flexibilidade de movimento, capacidade de carga e estabilidade do robô durante operação contínua de alta intensidade.
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Sobre o Cliente
O Nova Robotics Lab é uma equipe de P&D liderada pela universidade, focada na inovação de componentes centrais para robôs industriais. Operando em um modelo empresarial de engenharia simulado, a equipe é responsável por avançar projetos desde o design conceitual até os testes de protótipos, fornecendo aos membros da equipe experiência prática em modelagem CAD, design para fabricabilidade, usinagem de precisão e testes de desempenho robótico. A equipe recebe estudantes interdisciplinares e enfatiza o desenvolvimento de habilidades práticas de engenharia e pensamento inovador além do aprendizado teórico.
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O que é a Competição Nacional de Inovação Conjunta em Robôs Industriais?
A Competição Nacional de Inovação em Componentes Nucleares de Robôs Industriais, na qual participa o Nova Robotics Lab, é uma das competições de tecnologia robótica mais influentes e autorizadas da Ásia. As equipes universitárias exibem componentes centrais auto-projetados (incluindo juntas robóticas), que são avaliados por especialistas do setor com base nas dimensões de precisão, desempenho, design leve e custo-benefício.
Necessidades da Equipe de Robótica
Para o Nova Robotics Lab, componentes das juntas robóticas são partes essenciais que devem suportar forças rotacionais contínuas e cargas dinâmicas. Esses componentes precisam atender aos seguintes requisitos:
• Excelente concentricidade para evitar tremor de movimento e perda de transmissão
• Desempenho de alta resistência e design extremamente leve para reduzir o peso total do robô
• Superfícies de acoplamento precisas para se adaptar às necessidades de montagem de rolamentos e atuadores
• Consistência dimensional absoluta para garantir integração perfeita com outros componentes robóticos
Além dos requisitos técnicos, a equipe também enfrenta restrições adicionais comuns em projetos de P&D robóticos:
• Ciclo rigoroso de desenvolvimento de protótipos
• Produção CNC em pequenos lotes (10-15 peças por lote)
• Componentes de pequenos lotes, altamente personalizados, com superfícies curvas complexas
A equipe precisava de mais do que uma oficina mecânica tradicional; Eles precisavam de um parceiro proficiente em fabricação rápida de protótipos de robôs — capaz de fornecer precisão industrial e capacidades avançadas de usinagem em 5 eixos em um ciclo apertado.
Precisão Dimensional em Nível de Mícron 01
As superfícies de acoplamento e os orifícios internos das juntas robóticas exigem uma precisão dimensional extremamente alta em toda a estrutura. Manter tolerâncias em nível de micrômetro (±0,005mm) durante múltiplos processos complexos de usinagem é crucial; Mesmo um pequeno desvio pode levar a um ajuste ruim da montagem, tremor de movimento e vida útil reduzida da junta. Para resolver isso, adotamos um modo de usinagem faseada chamado "usinagem bruta—semi-acabamento—acabamento", com resfriamento natural entre cada fase para liberar tensões internas. Também utilizamos fixações hidráulicas personalizadas para garantir uma fixação estável e uniforme, e implementamos inspeções rigorosas em processo. Uma máquina de medição coordenada (CMM) é usada para verificar a precisão dimensional em tempo real e ajustar a compensação da ferramenta de forma oportuna para garantir conformidade estável com as tolerâncias.
02 Usinagem de parede fina da liga de alumínio 6061
A liga de alumínio 6061-T6 é um material de alta resistência e leve, tornando-a muito adequada para componentes de juntas robóticas. O principal desafio da usinagem é alcançar a rugosidade perfeita da superfície (Ra ≤ 0,8μm) enquanto previne a deformação de peças leves de parede fina — essas peças são propensas a danos estruturais durante a remoção de uma grande quantidade de material (do blank de 14,5KG até o produto final). Otimizamos os parâmetros de corte e utilizamos um sistema de resfriamento de alta pressão para reduzir a temperatura de corte, ajustamos dispositivos hidráulicos personalizados para diminuir o estresse de contato e adotamos fresagem em espiral bruta para remoção eficiente de materiais e acabamento de ligação em 5 eixos. Esse método reduz a força de corte enquanto garante a precisão da superfície, evitando efetivamente a deformação de paredes finas e danos estruturais.
03 Usinagem de Superfície Curva Complexa e Cavidade Profunda
As complexas estruturas internas e externas das juntas robóticas exigem a usinagem de superfícies curvas complexas e cavidades profundas de difícil acesso. Essas formas geométricas apresentam riscos inerentes de vibração da ferramenta e deficiente evacuação de lascas, o que, por sua vez, ameaça a estabilidade dimensional e a alta qualidade da integridade superficial exigida para áreas fechadas. Para enfrentar esse problema, adotamos uma estratégia de múltiplas etapas de "perfuração piloto — fresagem bruta em espiral — acabamento semi-controlado — acabamento por ligação de 5 eixos", equipado com fusos de alto desempenho desenvolvidos por nós mesmos e tecnologia de plataforma giratória de berço acionada por engrenagens GTRT, fornecendo suporte "hardcore" para usinagem de precisão de juntas robóticas.
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04 Requisito de Entrega Rápida
Apoiar uma equipe competitiva de robótica exige um ciclo de produção altamente comprimido. O principal desafio é entregar os protótipos nos prazos para garantir a preparação da equipe para competições, ao mesmo tempo em que atende aos rigorosos requisitos de alta precisão e usinagem complexa. Com base na eficiência dos centros de usinagem CNC de 5 eixos, integramos e otimizamos o processo de usinagem para alcançar usinagem multi-superfície com uma única fixação, reduzindo o tempo de fixação. Ao mesmo tempo, depuramos equipamentos com antecedência, otimizamos caminhos de ferramenta e avançamos simultaneamente no trabalho de usinagem e inspeção, controlando o ciclo de entrega de protótipos em pequenos lotes em até 8 dias úteis, equilibrando precisão e eficiência para garantir a entrega pontual.
Inspeção Rigorosa em Processo e Final
Para garantir precisão em nível de micron, implementamos um rigoroso processo de inspeção:
• Use uma máquina de medição de coordenadas (CMM) para inspeção em processo e verificar a precisão dimensional após cada processo de usinagem
• Use medidores de precisão para inspeção de concentricidade para garantir riscos de vibração
• Realize uma inspeção de rugosidade da superfície para confirmar que Ra ≤ 0,8μm
• Use ferramentas de calibre para inspecionar roscas e superfícies de acoplamento e confirmar a compatibilidade do conjunto
Os dados de inspeção são mantidos e arquivados para análise de qualidade e conformidade com a concorrência.
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Feedback do Cliente
"A equipe da Brightstar forneceu excelentes serviços de usinagem CNC de precisão, com atenção aos detalhes, comunicação proativa e forte apoio. Eles fizeram todo o esforço para otimizar o processo de usinagem e, com seus serviços de fabricação personalizados precisos e rápidos, nos ajudaram a concluir os protótipos da junta robótica no prazo e alcançar excelentes resultados na competição."
— Nova Robotics Lab, Universidade de Engenharia e Tecnologia
Da Prototipagem à Produção