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Projektübersicht
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Industrie
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Industrielle Robotik
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Produktname
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Individuelle Robotergelenkkomponenten (Antriebsgelenk)
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Bearbeitung von Materialien
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6061-T6 Aluminiumlegierung
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Bearbeitungsprozess
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5-Achs-CNC-Bearbeitung
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Produktionstyp
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Kleinserienproduktion, hochpräzise Produktion
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Oberflächenrauheit
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Bearbeitungsfläche (Ra ≤ 0,8 μm)
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Lieferzyklus
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8 Werktage (ohne Versandzeit)
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Produktfunktion
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In Industrierobotern sind Gelenkkomponenten zentrale tragende Getriebeteile, die Übertragungssysteme, Lager und Aktuatorsysteme integrieren. Ihre Maßgenauigkeit, Konzentrizität und strukturelle Integrität beeinflussen direkt die Bewegungsflexibilität, Lastkapazität und Stabilität des Roboters während hochintensivem kontinuierlichen Betriebs.
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Über den Kunden
Das Nova Robotics Lab ist ein von der Universität geleitetes F&E-Team, das sich auf die Innovation von Kernkomponenten für Industrieroboter konzentriert. Das Team arbeitet in einem simulierten ingenieurtechnischen Unternehmensmodell und ist dafür verantwortlich, Projekte vom Konzeptdesign bis zum Prototypentest voranzutreiben und den Teammitgliedern praktische Erfahrungen in CAD-Modellierung, Fertigungsplanung, Präzisionsbearbeitung und Roboterleistungstests zu verschaffen. Das Team heißt interdisziplinäre Studierende willkommen und legt Wert auf die Entwicklung praktischer ingenieurwissenschaftlicher Fähigkeiten und innovatives Denkens über theoretisches Lernen hinaus.
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Was ist der Nationale Wettbewerb für industrielle Roboter und gemeinsame Innovation?
Der National Industrial Robot Core Component Innovation Competition, an dem das Nova Robotics Lab teilnimmt, ist einer der einflussreichsten und maßgeblichsten Robotertechnologiewettbewerbe Asiens. Universitätsteams zeigen selbstentwickelte Kernkomponenten (einschließlich Robotergelenke), die von Branchenexperten hinsichtlich Präzision, Leistung, Leichtbau und Kosteneffizienz bewertet werden.
Bedürfnisse des Robotikteams
Für das Nova Robotics Lab sind die Gelenkkomponenten des Roboters zentrale Kernteile, die kontinuierlichen Rotationskräften und dynamischen Belastungen standhalten müssen. Diese Komponenten müssen folgende Anforderungen erfüllen:
• Ausgezeichnete Konzentrizität zur Verhinderung von Bewegungsstörungen und Übertragungsverlusten
• Hochfeste Leistung und extrem leichtes Design zur Reduzierung des Gesamtgewichts des Roboters
• Präzise Verbindungsflächen, um sich an die Montagebedürfnisse von Lagern und Aktuatoren anzupassen
• Absolute dimensionale Konsistenz, um eine nahtlose Integration mit anderen Roboterkomponenten zu gewährleisten
Neben technischen Anforderungen sieht sich das Team auch weiteren Einschränkungen gegenüber, die bei Roboter-F&E-Projekten üblich sind:
• Enge Prototypenentwicklungszyklus
• Kleinserienfertigung von CNC (10–15 Stück pro Charge)
• Kleinserien, hochgradig angepasste Bauteile mit komplexen, gebogenen Oberflächen
Das Team brauchte mehr als nur eine traditionelle Werkstatt; Sie suchten einen Partner, der in der schnellen Fertigung von Roboterprototypen versiert ist – einen, der industriell präzise und fortschrittliche 5-Achsen-Bearbeitungsfähigkeiten innerhalb eines engen Zyklus liefern kann.
Maßgenauigkeit auf 01-Mikron-Ebene
Die Verbindungsflächen und inneren Löcher der Robotergelenke erfordern eine extrem hohe Maßgenauigkeit über die gesamte Struktur. Die Einhaltung von Mikrometertoleranzen (±0,005 mm) während mehrerer komplexer Bearbeitungsprozesse ist entscheidend; Schon eine geringfügige Abweichung kann zu schlechter Montageanpassung, Bewegungsstörungen und verkürzter Lebensdauer der Gelenke führen. Um dem entgegenzuwirken, verwenden wir einen phasenweisen Bearbeitungsmodus der "Rohbearbeitung – Halbfertigstellung – Fertigstellung" mit natürlicher Abkühlung zwischen den einzelnen Phasen, um innere Spannungen zu lösen. Wir verwenden außerdem maßgeschneiderte hydraulische Vorrichtungen, um eine stabile und gleichmäßige Klemmung zu gewährleisten, und führen strenge Inspektionen während des Prozesses durch. Eine Koordinatenmessmaschine (CMM) wird verwendet, um die Maßgenauigkeit in Echtzeit zu überprüfen und die Werkzeugkompensation zeitnah anzupassen, um eine stabile Einhaltung der Toleranzen sicherzustellen.
02 Dünnwandbearbeitung der 6061-Aluminiumlegierung
Die 6061-T6-Aluminiumlegierung ist ein hochfestes, leichtes Material und eignet sich daher sehr gut für Robotergelenkkomponenten. Die größte Bearbeitungsherausforderung besteht darin, eine perfekte Oberflächenrauheit (Ra ≤ 0,8 μm) zu erreichen und gleichzeitig die Verformung leichter dünnwandiger Bauteile zu verhindern – solche Bauteile sind anfällig für strukturelle Schäden beim Entfernen großer Materialmengen (vom 14,5-kg-Rohmaterial bis zum fertigen Produkt). Wir optimieren die Schneidparameter und verwenden ein Hochdruckkühlsystem, um die Schneidtemperatur zu senken, passen maßgeschneiderte hydraulische Vorrichtungen zur Reduzierung der Kontaktspannung an und setzen Spiral-Rohfräsen für effiziente Materialentfernung und 5-Achsen-Verbindungsverkleidung ein. Diese Methode reduziert die Schneidkraft und gewährleistet gleichzeitig die Oberflächengenauigkeit, wodurch Dünnwandverformungen und strukturelle Schäden effektiv vermieden werden.
03 Komplexe gebogene Oberfläche und tiefe Hohlraumbearbeitung
Die komplexen inneren und äußeren Strukturen von Robotergelenken erfordern die Bearbeitung präziser, komplexer, gekrümmter Oberflächen und schwer zugänglicher tiefer Hohlräume. Diese geometrischen Formen bergen inhärente Risiken von Werkzeugvibrationen und schlechter Chip-Evakuierung, was wiederum die Maßstabilität und die hochwertige Oberflächenintegrität für abgeschlossene Bereiche gefährdet. Um dieses Problem zu lösen, verfolgen wir eine mehrstufige Strategie des "Pilotbohrens – Spiral-Rohfräsen – kontrolliertes Halbfinishing – 5-Achsen-Verbindungsfinishing", ausgestattet mit selbstentwickelten Hochleistungspindeln und GTRT-Zahnradgetriebe-Drehtischtechnologie und bieten "Hardcore"-Unterstützung für die Präzisionsbearbeitung von Robotergelenken.
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04 Anforderung an schnelle Lieferung
Die Unterstützung eines wettbewerbsfähigen Robotikteams erfordert einen hochkomprimierten Produktionszyklus. Die Hauptaufgabe besteht darin, Prototypen rechtzeitig zu liefern, um die Wettbewerbsvorbereitung des Teams sicherzustellen und gleichzeitig die strengen Anforderungen an hohe Präzision und komplexe Bearbeitung zu erfüllen. Indem wir auf die Effizienz von 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentren setzen, integrieren und optimieren wir den Bearbeitungsprozess, um eine Mehrflächenbearbeitung mit einer Klemmung zu erreichen und so die Spannzeit zu reduzieren. Gleichzeitig debuggen wir Geräte im Voraus, optimieren Werkzeugwege und führen gleichzeitig Bearbeitung und Inspektion voran, wobei wir den Lieferzyklus von Kleinserienprototypen innerhalb von 8 Arbeitstagen steuern und Präzision und Effizienz ausbalancieren, um eine pünktliche Lieferung sicherzustellen.
Strenge In-Process und Endprüfung
Um die Präzision auf Mikrometerebene zu gewährleisten, führen wir einen strengen Inspektionsprozess um:
• Verwenden Sie eine Koordinatenmessmaschine (CMM) für die Inspektion während des Prozesses, um die Maßgenauigkeit nach jedem Bearbeitungsprozess zu überprüfen
• Verwenden Sie Präzisionsmessgeräte zur Konzentrizitätsprüfung, um sicherzustellen, dass keine Vibrationsrisiken bestehen
• Führen Sie eine Oberflächenrauheitsinspektion durch, um Ra ≤ 0,8 μm zu bestätigen
• Verwenden Sie Messwerkzeuge, um Gewinde und Verbindungsflächen zu inspizieren und die Kompatibilität der Baugruppe zu bestätigen
Inspektionsdaten werden aufbewahrt und zur Qualitätssicherung, Rückverfolgbarkeit und zur Überprüfung der Wettbewerbskonformität eingereicht.
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Kundenfeedback
"Das Brightstar-Team bot exzellente Präzisions-CNC-Bearbeitungsdienstleistungen mit Liebe zum Detail, proaktiver Kommunikation und starkem Support. Sie haben alle Anstrengungen unternommen, um den Bearbeitungsprozess zu optimieren, und mit ihren präzisen und schnellen, individuell angepassten Fertigungsdienstleistungen uns geholfen, die Robotergelenkprototypen rechtzeitig fertigzustellen und hervorragende Ergebnisse im Wettbewerb zu erzielen."
— Nova Robotics Lab, Universität für Ingenieurwesen und Technologie
Vom Prototyping zur Produktion