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Aperçu du projet
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Industrie
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Robotique industrielle
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Nom du produit
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Composants de joints robotiques personnalisés (joint d’entraînement)
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Matériau d’usinage
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Alliage d’aluminium 6061-T6
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Processus d’usinage
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Usinage CNC 5 axes
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Production Type
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Production en petits lots, haute précision
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Ruguosité de surface
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Surface usinée (Ra ≤ 0,8μm)
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Cycle de livraison
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8 jours ouvrables (hors délai d’expédition)
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Fonction du produit
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Dans les robots industriels, les composants de jonction sont des pièces porteuses de transmission intégrées à noyau intégrant des systèmes de transmission, des roulements et des systèmes d’actionneurs. Leur précision dimensionnelle, leur concentricité et leur intégrité structurelle affectent directement la flexibilité des mouvements, la capacité de charge et la stabilité du robot lors d’un fonctionnement continu à haute intensité.
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À propos du client
Nova Robotics Lab est une équipe de R&D dirigée par l’université spécialisée dans l’innovation des composants essentiels pour les robots industriels. Opérant selon un modèle d’entreprise d’ingénierie simulé, l’équipe est responsable de faire progresser les projets allant de la conception conceptuelle aux essais de prototypes, offrant aux membres de l’équipe une expérience pratique en modélisation CAO, conception pour la fabricabilité, usinage de précision et tests de performance robotique. L’équipe accueille des étudiants interdisciplinaires et met l’accent sur le développement de compétences pratiques en ingénierie et de pensée innovante au-delà de l’apprentissage théorique.
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Qu’est-ce que la Compétition nationale d’innovation conjointe en robots industriels ?
La compétition nationale d’innovation des composants centraux de robots industriels, à laquelle participe Nova Robotics Lab, est l’une des compétitions technologiques robotiques les plus influentes et autoritaires en Asie. Les équipes universitaires présentent des composants centraux conçus par eux-mêmes (y compris les articulations robotiques), qui sont évalués par des experts du secteur en fonction des dimensions de précision, performance, légèreté et rentabilité.
Besoins de l’équipe robotique
Pour Nova Robotics Lab, les composants d’articulations robotiques sont des pièces clés qui doivent résister aux forces de rotation continues et aux charges dynamiques. Ces composants doivent répondre aux exigences suivantes :
• Excellente concentricité pour éviter le tremblement de mouvement et la perte de transmission
• Haute résistance et conception extrêmement légère pour réduire le poids total du robot
• Des surfaces d’accouplement précises pour s’adapter aux besoins d’assemblage des roulements et actionneurs
• Une cohérence dimensionnelle absolue pour assurer une intégration fluide avec les autres composants robotiques
En plus des exigences techniques, l’équipe fait également face à des contraintes supplémentaires courantes dans les projets de R&D robotique :
• Cycle de développement serré des prototypes
• Production CNC en petits lots (10 à 15 pièces par lot)
• Composants en petits lots, hautement personnalisés, avec des surfaces courbes complexes
L’équipe avait besoin de plus qu’un atelier d’usinage traditionnel ; Ils avaient besoin d’un partenaire compétent dans la fabrication rapide de prototypes de robots — capable d’offrir une précision industrielle et des capacités avancées d’usinage sur 5 axes dans un cycle serré.
Précision dimensionnelle au niveau du micron 01
Les surfaces d’accouplement et les trous intérieurs des articulations robotiques nécessitent une précision dimensionnelle extrêmement élevée sur toute la structure. Maintenir des tolérances au niveau micron (±0,005 mm) lors de multiples processus d’usinage complexes est crucial ; Même une légère déviation peut entraîner un mauvais ajustement de l’assemblage, des tremblements de mouvement et une durée de vie articulaire raccourcie. Pour y remédier, nous adoptons un mode d’usinage par phases appelé « usinage brut — semi-finition — finition », avec un refroidissement naturel entre chaque phase pour libérer les contraintes internes. Nous utilisons également des dispositifs hydrauliques personnalisés pour garantir un serrage stable et uniforme, et nous mettons en œuvre des inspections strictes en cours de traitement. Une machine de mesure de coordonnées (CMM) est utilisée pour vérifier en temps réel la précision dimensionnelle et ajuster la compensation de l’outil en temps opportun afin d’assurer une conformité stable aux tolérances.
02 Usinage à paroi fine de l’alliage d’aluminium 6061
L’alliage d’aluminium 6061-T6 est un matériau léger et à haute résistance, ce qui le rend très adapté aux composants de joints robotisés. Le principal défi de l’usinage est d’obtenir une rugosité parfaite de surface (Ra ≤ 0,8 μm) tout en évitant la déformation des pièces légères à paroi fine — ces pièces sont sujettes à des dommages structurels lors du retrait d’une grande quantité de matériau (du blank de 14,5 KG au produit fini). Nous optimisons les paramètres de coupe et utilisons un système de refroidissement haute pression pour réduire la température de coupe, nous adaptons des dispositifs hydrauliques personnalisés pour diminuer les contraintes de contact, et adoptons le fraisage en spirale brute pour un retrait efficace des matériaux et une finition des liaisons à 5 axes. Cette méthode réduit la force de coupe tout en assurant la précision de la surface, évitant efficacement la déformation des parois minces et les dommages structurels.
03 Usinage complexe à surface courbe et cavité profonde
Les structures complexes internes et externes des assemblages robotiques nécessitent l’usinage de surfaces courbes complexes précises et de cavités profondes difficiles d’accès. Ces formes géométriques présentent des risques inhérents de vibrations de l’outil et d’une mauvaise évacuation des copeaux, ce qui menace à son tour la stabilité dimensionnelle et l’intégrité de surface de haute qualité requise pour les espaces clos. Pour résoudre ce problème, nous adoptons une stratégie en plusieurs étapes de « perçage pilote — fraisage en spirale brute — semi-finition contrôlée — finition à liaison 5 axes », équipée de broches haute performance développées par nous-mêmes et de la technologie de plateau tournant à engrenages GTRT, fournissant un support « hardcore » pour l’usinage de précision des assemblages robotisés.
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04 Exigence de livraison rapide
Soutenir une équipe de robotique compétitive nécessite un cycle de production très compressé. Le défi principal est de livrer les prototypes à temps afin d’assurer la préparation de l’équipe à la compétition tout en respectant les exigences strictes de haute précision et d’usinage complexe. En nous appuyant sur l’efficacité des centres d’usinage CNC à 5 axes, nous intégrons et optimisons le processus d’usinage afin d’obtenir un usinage multi-surfaces avec un seul serrage, réduisant ainsi le temps de serrage. Parallèlement, nous débogons les équipements à l’avance, optimisons les trajectoires des outils et faisons progresser simultanément les travaux d’usinage et d’inspection, en contrôlant le cycle de livraison des prototypes en petits lots dans les 8 jours ouvrés, en équilibrant précision et efficacité pour garantir une livraison à temps.
Inspection stricte en cours et finale
Pour garantir une précision au niveau micron, nous mettons en place un processus d’inspection rigoureux :
• Utilisez une machine de mesure de coordonnées (CMM) pour l’inspection en cours de processus afin de vérifier la précision dimensionnelle après chaque processus d’usinage
• Utilisez des manomètres de précision pour l’inspection de concentricité afin de garantir l’absence de risques de vibration
• Effectuez une inspection de rugosité de surface pour confirmer que Ra ≤ 0,8μm
• Utilisez des outils de jauge pour inspecter les filetages et les surfaces d’accouplement afin de confirmer la compatibilité de l’assemblage
Les données d’inspection sont conservées et classées pour un examen de la qualité, de la traçabilité et de la conformité à la concurrence.
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Retour des clients
« L’équipe Brightstar a fourni d’excellents services d’usinage CNC de précision, avec une attention aux détails, une communication proactive et un soutien solide. Ils ont tout fait pour optimiser le processus d’usinage et, grâce à leurs services de fabrication personnalisés précis et rapides, nous ont aidés à finaliser les prototypes de joint robotique dans les délais et à obtenir d’excellents résultats lors de la compétition. »
— Laboratoire Nova Robotics, Université d’Ingénierie et de Technologie
Du prototypage à la production