Thiết bị tự động hóa thường yêu cầu một số lượng lớn các bộ phận cấu trúc chuyên dụng. Đế thiết bị, tấm lắp đặt, đầu nối, đồ gá, khối định vị và giá đỡ ray dẫn hướng đều cần được thiết kế theo bố cục tổng thể của máy. Đối với các nhóm nghiên cứu và phát triển cũng như nhóm mua sắm, gia công các bộ phận không tiêu chuẩn liên quan đến việc giải thích bản vẽ, quản lý dung sai, lựa chọn vật liệu, hoàn thiện bề mặt, mối quan hệ lắp ráp và lịch trình giao hàng. Gia công CNC có thể xử lý trực tiếp các bản vẽ kỹ thuật 2D và mô hình 3D, do đó phù hợp cho việc phát triển nguyên mẫu, sản xuất theo lô nhỏ và cung cấp số lượng lớn các bộ phận thiết bị tự động hóa.
Các yêu cầu chính đối với các bộ phận phi tiêu chuẩn được sản xuất theo yêu cầu riêng cho thiết bị tự động hóa là gì?
Các bộ phận chuyên dụng trong thiết bị tự động hóa thực hiện các chức năng như kẹp chặt, định vị, kết nối, dẫn hướng và truyền động. Giải pháp sản xuất phải phù hợp với cấu trúc thiết bị, điều kiện tải và môi trường hoạt động.
Độ chính xác về kích thước ảnh hưởng trực tiếp đến việc lắp ráp thiết bị.
Các lỗ lắp đặt, lỗ định vị, bề mặt tiếp xúc và bề mặt kết nối có mối quan hệ vị trí nghiêm ngặt. Sai lệch về kích thước quan trọng có thể dễ dàng dẫn đến khó khăn trong lắp ráp, điều chỉnh lặp đi lặp lại, lệch trục cơ cấu hoặc kẹt chuyển động.
- Gia công CNC có thể kiểm soát đường kính lỗ, khoảng cách giữa các lỗ, bậc thang và kích thước bề mặt lắp đặt theo bản vẽ.
- Kiểm tra kỹ lưỡng các khu vực ghép nối giúp giảm thiểu sai sót về khe hở khi lắp ráp và định vị.
- Đối với các đơn đặt hàng theo lô, việc sử dụng các chương trình ổn định và các dữ liệu tham chiếu nhất quán giúp cải thiện tính nhất quán về kích thước giữa các bộ phận.
Việc kiểm soát ổn định các kích thước quan trọng có thể giảm thiểu các điều chỉnh lắp ráp sau này và giúp quá trình vận hành thiết bị hiệu quả hơn.
Các cấu trúc phi tiêu chuẩn đòi hỏi các phương pháp gia công linh hoạt.
Các giá đỡ, đồ gá và khối kết nối được sử dụng trong các dự án tự động hóa thường có cấu trúc độc đáo. Các đặc điểm phổ biến bao gồm rãnh, hốc, bề mặt nghiêng, đường viền không đều và các lỗ theo nhiều hướng. Gia công CNC có thể hoàn thiện các chi tiết phức tạp dựa trên mô hình 3D. Đối với các bộ phận nhiều mặt, gia công 4 trục hoặc 5 trục cũng có thể được sử dụng để giảm thiểu sai số định vị do kẹp nhiều lần. Các phương pháp sản xuất linh hoạt phù hợp với các cấu trúc thiết bị cần tối ưu hóa thường xuyên và cũng có thể rút ngắn chu kỳ sản xuất cho các bộ phận được sửa đổi.
Nên lựa chọn vật liệu dựa trên chức năng của bộ phận.
Các bộ phận khác nhau chịu tải trọng, tần số chuyển động và môi trường hoạt động khác nhau. Việc lựa chọn vật liệu cần cân bằng giữa độ bền, trọng lượng, khả năng chống mài mòn, khả năng chống ăn mòn và chi phí gia công.
| Loại linh kiện không tiêu chuẩn | Vật liệu phổ biến | Tập trung gia công |
| đế lắp đặt thiết bị | Hợp kim nhôm, thép | Độ phẳng, vị trí lỗ, kích thước tổng thể |
| Đầu nối cánh tay robot | Hợp kim nhôm, thép không gỉ | Trọng lượng, độ bền, độ chính xác kết nối |
| dụng cụ cố định | Hợp kim nhôm, thép dụng cụ, nhựa kỹ thuật | Độ chính xác định vị, khả năng chống mài mòn |
| Giá đỡ thanh dẫn hướng | Hợp kim nhôm, thép không gỉ | Bề mặt lắp đặt, khoảng cách lỗ, độ cứng |
| Khối định vị chính xác | Thép, hợp kim nhôm | Kích thước ghép nối, độ chính xác vị trí |
Việc lựa chọn vật liệu, dụng cụ cắt và thông số gia công phù hợp có thể giúp kiểm soát chi phí sản xuất đồng thời đáp ứng các yêu cầu chức năng.
Làm thế nào CNC có thể nâng cao hiệu quả sản xuất các bộ phận tự động hóa tùy chỉnh không theo tiêu chuẩn?
Các dự án thiết bị tự động hóa thường yêu cầu xác nhận cấu trúc nhanh chóng. Tốc độ giao hàng linh kiện có thể ảnh hưởng đến tiến độ phát triển, lắp ráp thử nghiệm và thử nghiệm của khách hàng đối với toàn bộ máy móc.
Sản xuất nguyên mẫu nhanh dựa trên bản vẽ
Trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, vị trí lỗ, giảm trọng lượng kết cấu hoặc mối quan hệ lắp ráp thường được điều chỉnh. Gia công CNC có thể sản xuất các bộ phận trực tiếp từ bản vẽ cập nhật hoặc mô hình 3D, giảm chi phí đầu tư ban đầu so với các phương pháp chế tạo khuôn mẫu truyền thống.
- Sản xuất thử nghiệm từng sản phẩm riêng lẻ hoặc với số lượng nhỏ không yêu cầu khuôn mẫu chuyên dụng.
- Các nguyên mẫu hoàn chỉnh có thể được sử dụng trực tiếp để kiểm chứng quá trình lắp ráp máy hoàn chỉnh.
- Khi cấu trúc thay đổi, chỉ cần cập nhật các chương trình và tệp gia công.
- Phản hồi vật lý giúp các kỹ sư xác định kịp thời các vấn đề về cản trở, khoảng cách và lắp đặt.
Phương pháp này phù hợp cho việc xác nhận thiết kế nhanh chóng và rút ngắn thời gian từ khâu lập mô hình đến lắp đặt và thử nghiệm máy móc.
Sản xuất theo lô nhỏ giúp giảm áp lực sản xuất thử nghiệm.
Sau khi thiết bị tự động hóa bước vào giai đoạn thử nghiệm, thông thường nó cần hàng chục đến hàng trăm chi tiết kết cấu. Gia công CNC có thể thu hẹp khoảng cách giữa tạo mẫu và sản xuất hàng loạt, tránh đầu tư sớm vào dụng cụ. Gia công CNC theo lô nhỏ phù hợp với các trường hợp sau:
- Cung cấp các bộ phận kết cấu trong quá trình sản xuất thử nghiệm thiết bị.
- Các phụ tùng cần thiết cho việc thử nghiệm tại địa điểm của khách hàng.
- Xác thực quy trình trước khi sao chép sang nhiều máy.
- Việc dàn dựng trên sân khấu được thực hiện khi thiết kế chưa được hoàn thiện hoàn toàn.
Việc cung cấp theo lô nhỏ có thể đáp ứng các yêu cầu lắp ráp thử nghiệm, kiểm tra và giao thiết bị, đồng thời cho phép tối ưu hóa hơn nữa cấu trúc linh kiện dựa trên phản hồi tại chỗ.
Gia công theo lô tập trung vào tính nhất quán.
Khi cần sao chép nhiều bộ thiết bị, các bộ phận giống nhau thường được mua liên tục. Tính ổn định của lô hàng từ nhà cung cấp ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả lắp ráp, thời gian vận hành thiết bị và chi phí bảo trì sau bán hàng.
- Chuẩn hóa các chương trình đã được chứng minh, các giải pháp công cụ và các mốc định vị.
- Tiến hành kiểm tra trong quá trình sản xuất các vị trí lỗ quan trọng, bề mặt tiếp xúc và kích thước lắp đặt.
- Theo dõi độ mòn của dụng cụ, tình trạng đồ gá và độ ổn định nhiệt của thiết bị.
- Giảm thiểu sự khác biệt giữa các lô sản phẩm thông qua việc phê duyệt sản phẩm mẫu đầu tiên, kiểm tra trong quá trình sản xuất và kiểm tra cuối cùng.
Các quy trình sản xuất theo lô ổn định có thể giảm thiểu việc lắp ráp tại chỗ và giảm thiểu tổn thất trong quá trình lắp ráp do các bộ phận không đạt tiêu chuẩn.
Những bộ phận nào của thiết bị tự động hóa phù hợp cho gia công tùy chỉnh?
Gia công CNC phi tiêu chuẩn bao gồm nhiều chi tiết cấu trúc và chức năng được sử dụng trong thiết bị tự động hóa. Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các chi tiết có thông số kỹ thuật đặc biệt, cấu trúc phức tạp hoặc số lượng thay đổi liên tục.
Đế gắn và tấm nối
Các đế lắp đặt và tấm nối được sử dụng để cố định động cơ, mô-đun, xi lanh, cảm biến và các bộ phận thiết bị khác. Chúng đòi hỏi độ chính xác cao về vị trí lỗ và bề mặt lắp đặt. Gia công CNC có thể tạo ra nhiều lỗ, rãnh khoét, rãnh định vị và các đường viền không đều. Các bộ phận thông dụng bao gồm:
- Đế gắn động cơ.
- Các tấm kết nối mô-đun.
- Tấm gắn xi lanh.
- Tấm gắn cảm biến.
Cấu trúc lắp ráp chính xác có thể cải thiện kết nối giữa các mô-đun và tăng cường độ ổn định khi lắp ráp toàn bộ máy.
Đồ gá dụng cụ và các bộ phận định vị
Các đồ gá gia công thường được tùy chỉnh theo hình dạng sản phẩm và được sử dụng để định vị, kẹp và lắp ráp. Gia công CNC có thể tạo ra các lỗ định vị, rãnh kẹp, bề mặt chặn và các cấu trúc có đường cong. Các vật liệu phổ biến bao gồm hợp kim nhôm, thép và nhựa kỹ thuật. Các ứng dụng gia công điển hình bao gồm:
- Khối định vị sản phẩm và đế chốt định vị.
- Thiết bị xếp dỡ tự động.
- Dụng cụ kiểm tra và lắp ráp.
- Các rãnh kẹp, bề mặt chặn và cấu trúc có đường viền.
- Các bộ phận bằng nhựa có khả năng chống mài mòn hoặc cách điện.
Các đồ gá có độ ổn định kích thước cao có thể cải thiện tính lặp lại trong các hoạt động xếp dỡ, kiểm tra và lắp ráp.
Giá đỡ thanh dẫn hướng, đầu nối cánh tay robot và các bộ phận truyền động
Các giá đỡ ray dẫn hướng, khối nối tay robot, bạc lót và các bộ phận truyền động phải chịu chuyển động tịnh tiến lâu dài và đòi hỏi độ chính xác kích thước cao, độ cứng vững và khả năng chống mài mòn. Tùy thuộc vào cấu trúc của bộ phận, có thể sử dụng phương pháp tiện-phay hoặc gia công CNC đa trục. Có thể lựa chọn phương pháp anot hóa, mạ hoặc các phương pháp xử lý bề mặt khác tùy theo điều kiện hoạt động thực tế. Các bộ phận chuyển động ổn định có thể giảm rung động, lệch trục và mài mòn bất thường trong quá trình hoạt động, kéo dài khoảng thời gian bảo trì thiết bị.
Làm thế nào để lựa chọn nhà cung cấp linh kiện thiết bị tự động hóa phi tiêu chuẩn?
Việc mua sắm các bộ phận không tiêu chuẩn đòi hỏi phải đánh giá toàn diện về giá cả, hiểu biết về quy trình, kiểm soát chất lượng, khả năng giao hàng và dịch vụ liên tục.
Đánh giá khả năng gia công các chi tiết phức tạp, không theo tiêu chuẩn.
Nhà cung cấp cần được trang bị máy CNC với nhiều thông số kỹ thuật khác nhau và có khả năng gia công các vật liệu thông dụng như hợp kim nhôm, thép không gỉ, thép, đồng và nhựa kỹ thuật. Nhà cung cấp cũng cần có kinh nghiệm xử lý các hốc sâu, thành mỏng, nhiều lỗ và cấu trúc đa góc. Trong quá trình mua sắm, cần tập trung vào các khả năng sau:
- Được trang bị thiết bị gia công CNC 3 trục, 4 trục hoặc 5 trục.
- Có kinh nghiệm gia công các chi tiết có hốc sâu, thành mỏng và bề mặt phức tạp.
- Nội dung bao gồm các vật liệu thường dùng cho thiết bị tự động hóa.
- Hỗ trợ gia công tiện-phay và gia công đa bước.
- Có thể điều phối các dịch vụ xử lý sau gia công như mạ điện phân và mạ kẽm.
Mức độ tương thích cao giữa cấu hình thiết bị và cấu trúc chi tiết giúp giảm thiểu việc thuê ngoài, thao tác kẹp lặp lại và chậm trễ giao hàng.
Đánh giá xem hệ thống kiểm tra có bao phủ các kích thước quan trọng hay không.
Những sai lệch trong các bộ phận tự động hóa thường chỉ được phát hiện trong quá trình lắp ráp. Do đó, quản lý chất lượng phải bao gồm kích thước, vị trí và điều kiện bề mặt chứ không chỉ tập trung vào hình thức bên ngoài.
- Kiểm tra lại các kích thước quan trọng, đường kính lỗ và khoảng cách giữa các lỗ.
- Kiểm tra các bề mặt tiếp xúc và định vị quan trọng.
- Sử dụng máy đo tọa độ, thiết bị đo quang học và các công cụ kiểm tra khác theo yêu cầu của dự án.
- Thiết lập quy trình kiểm tra sản phẩm mẫu đầu tiên, kiểm tra trong quá trình sản xuất và kiểm tra thành phẩm cho các đơn đặt hàng theo lô.
Hệ thống kiểm tra toàn diện có thể phát hiện các sai lệch trong quá trình gia công trước khi sản phẩm đến tay khách hàng, từ đó giảm thiểu rủi ro phải làm lại và lắp ráp sau khi sản phẩm được giao.
Đánh giá khả năng hỗ trợ quy trình từ tạo mẫu thử nghiệm đến sản xuất hàng loạt.
Các dự án tự động hóa thường trải qua các giai đoạn thiết kế nguyên mẫu, sản xuất thử nghiệm theo lô nhỏ, sao chép thiết bị và đặt hàng bổ sung liên tục. Nhà cung cấp có khả năng hỗ trợ toàn diện quy trình có thể giảm thời gian tìm kiếm nhà cung cấp gia công mới, liên tục kiểm định quy trình và xác nhận lại các tiêu chuẩn chất lượng. Sự phối hợp nhịp nhàng giữa việc xem xét bản vẽ, tạo mẫu CNC, hoàn thiện bề mặt, kiểm tra kích thước và giao hàng theo lô sẽ phù hợp hơn với các công ty thiết bị tự động hóa đang tìm kiếm quan hệ đối tác mua sắm lâu dài.
Chìa khóa để tùy chỉnh các bộ phận thiết bị tự động hóa không tiêu chuẩn là duy trì sự ổn định về độ chính xác, vật liệu, mối quan hệ lắp ráp và giao hàng theo lô. TiRapid cung cấp dịch vụ gia công CNC cho các bộ phận thiết bị tự động hóa không tiêu chuẩn, hỗ trợ sản xuất nguyên mẫu, sản xuất theo lô nhỏ và sản xuất hàng loạt. Chúng tôi giúp khách hàng giảm thiểu các bước giao tiếp trong chuỗi cung ứng và nâng cao hiệu quả mua sắm các bộ phận không tiêu chuẩn.
