Leichtbau-Gelenkgehäuse für kollaborative Roboter: Präzisionsfertigung mit BQUQ
Ein Gelenkgehäuse für kollaborative Roboter hat drei nicht verhandelbare Anforderungen: leicht, steif und schnell iterierbar. Leicht genug, damit der Arm es tragen kann, steif genug, um ständige Start-Stopp-Zyklen zu überstehen, und die Stückzahlen liegen bei nur wenigen hundert Teilen pro Monat mit häufigen Änderungen. Der schwierige Teil ist selten die Bearbeitung selbst – es ist die Suche nach einem Lieferanten, der bereit ist, für 200er-Chargen richtig zu planen und schnell auf jede Konstruktionsänderung zu reagieren.
Projekthintergrund & Herausforderung
Ein Robotikhersteller in Ostchina war bereits von einem früheren Lieferanten bei genau diesem Teil enttäuscht worden. Der Lieferant konnte es bearbeiten, aber jede vierteljährliche Änderung fügte zwei Wochen Vorlaufzeit hinzu, und Reklamationen über Verzug an dünnen Wänden kamen immer wieder zurück. Als sie uns die Zeichnung brachten, war die Frage einfach: Nehmen Sie diese Stückzahl an?
Das Gehäuse besteht aus 6061-T6-Aluminium, mit Wandstärken bis zu 1,2 mm, Koaxialität der Lagerbohrungen von φ0,01 mm und Positionen der Montagebohrungen von ±0,005 mm. Die eigentliche Schwierigkeit liegt nicht in den Zahlen – sondern in der dünnen Wand. Spannen Sie es, verformt es sich; bearbeiten Sie es, und es federt in eine andere Form zurück, sobald es losgelassen wird.
BQUQ-Prozesslösung
Unsere Antwort: Die Arbeitsgänge aufteilen und die Spannvorrichtung abschwächen, sodass das Teil während des gesamten Zyklus praktisch kraftfrei bleibt.
Spannvorrichtungsdesign
Eine Kombination aus kundenspezifischen Weichbacken und Vakuumspannfutter. Die Vorbearbeitung nutzt Weichbacken zur Positionierung und Einspannung; nach dem Wenden erfolgt die Fertigbearbeitung mit einem Vakuumspannfutter. Die dünne Wand wird „gestützt“ statt „gequetscht“, wodurch Spannverzug an der Quelle eliminiert wird.
Arbeitsgangfolge
Vier Schritte: Vorbearbeitung mit 0,5 mm Aufmaß, Spannungsarmglühen, Halbfertigbearbeitung und anschließendes Feinbohren der Lagerbohrungen. Das Feinbohren erfolgt auf einer separaten Maschine von der Halbfertigbearbeitung, sodass sich thermisches Wachstum und Werkzeugabdrängung nie addieren.
Wichtige Spezifikationen
| Position | Spezifikation |
|---|---|
| Material | 6061-T6-Aluminium (7075 verfügbar, falls höhere Festigkeit erforderlich ist) |
| Position der Montagebohrungen | ±0,005 mm |
| Koaxialität der Lagerbohrungen | φ0,01 mm |
| Oberflächengüte | Ra0,4 auf Passflächen, Ra0,8 sonst |
| Minimale Wandstärke | 1,2 mm |
| Stückzahl | 200 Stück/Monat, Kleinserien-Umrüstungen ohne Mindestbestellmengen-Druck |
| Prüfung | Vollständige CMM-Vermessung + Luftmessung, CPK≥1,33 auf kritischen Merkmalen |
| Lieferung | Erste 200 Stück in 12 Tagen |
Qualitätskontrolle & Lieferung
Die vollständige Erstmusterprüfung wird vor Produktionsbeginn bestätigt. Jede Charge wird mit einem Prüfbericht geliefert, der CPK-Daten zu kritischen Maßen enthält, alles unter einem ISO9001:2015-System.
Ergebnis: Muster 3 Tage nach Zeichnungsfreigabe, erste 200 Stück in 12 Tagen, danach monatliche Rollpläne und 48-Stunden-Reaktion auf Änderungsrevisionen.
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FAQ
Wie kontrollieren Sie den Verzug bei solchen dünnwandigen Aluminiumteilen?
Durch Prozessdesign: Vorbearbeitung und Fertigbearbeitung sind mit einer Spannungsarmglühung dazwischen getrennt, Weichbacken plus Vakuumspannfutter für die Einspannung. Die Regel ist einfach – weniger spannen, sanft schneiden, oft messen – und das Erstmuster vollständig bestätigen, bevor die Charge läuft.
Wird eine 200er-Charge deutlich teurer?
Nein. Wir betreiben bewusst eine Mehrprozess-Kleinserienlinie – CNC, Stanzen, Federn und Kühlkörper unter einem Dach – daher sind Kleinserien-Umrüstungen Routine. Senden Sie die Zeichnung und erhalten Sie ein Angebot innerhalb von 12 Stunden.
Wie halten Sie die φ0,01 mm Koaxialität an den Lagerbohrungen ein?
Der Feinbohrgang bearbeitet beide Bohrungen in einer Aufspannung, mit Luftmessung im Prozess und abschließender CMM-Verifikation. CPK-Daten werden mit dem Prüfbericht geliefert.
