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De la production d'essai d'une-pièce unique à la production annuelle de 100 000 ensembles - Un record de production en série de modules d'articulation de robot humanoïde dans une usine de traitement de précision

 

 
 
technologies clés du produit
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En 2022, nous avons reçu le premier lot de commandes d'échantillons deprincipales entreprises de robots humanoïdes en Chine: pièces de précision de base des modules communs, le premier lot de 10 pièces d'une seule variété. À cette époque, les robots humanoïdes étaient encore en phase de transition du laboratoire à l'ingénierie, ethaute précision, petits lots et itération rapideétaient les exigences fondamentales.

 

 

D'ici fin 2025, nous avons construit une ligne de production de masse stable avecune production annuelle de 100 000 ensembles, et a livré plus de 120 000 ensembles de diverses pièces de modules communs, devenant ainsi le principal fournisseur de pièces structurelles de modules communs pour ce client.

Il ne s'agit pas d'un simple investissement en équipement, mais d'une mise à niveau systématique de « la capacité de réaliser des échantillons » à une « production de masse stable ».

 

 

Le premier lot d'échantillons du client couvre 7 éléments clés tels quecadre planétaire, cadre de rotor, coque, bride de sortie, siège de stator, couvercle avant et tube de rétroaction, et assume les fonctions essentielles de support structurel, de transmission de puissance et de retour de détection. À cette époque, il n'existait pas de norme de production de masse mature dans l'industrie, et nous avons résolu des problèmes difficiles avec des normes de traitement de haute-précision.

 

parties

Exigences de précision

Difficultés fondamentales

Etagère planétaire

La position du trou planétaire Inférieure ou égale à 0,015 mm

L'erreur cumulative du système poreux est difficile à contrôler

Crémaillère

Coaxialité Inférieure ou égale à 0,008 mm

Paroi fine de 1,8 mm, le serrage est facile à déformer

Coquille

La coaxialité du trou de roulement inférieure ou égale à 0,01 mm

Le rapport longueur-/-diamètre est de 8 : 1 pour le trou profond, et il est facile de vibrer

Bride de sortie

Faux-rond de fin Inférieur ou égal à 0,005 mm

Parois fines de grand diamètre, la planéité est difficile à garantir

constellation de stators

La rondeur du trou intérieur inférieure ou égale à 0,004 mm

Les manchons à parois fines-perdent facilement leur rondeur lorsqu'ils sont serrés.

Capot avant

La position du trou fileté Inférieure ou égale à 0,02 mm

Traitement composite multi-fonctionnalités

Tube de rétroaction

Tolérance du diamètre intérieur ±0,005 mm

Trous fins et profonds, difficiles à mesurer et à stabiliser

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En fin de compte, nousterminé la livraison de tous les échantillons en 3 mois, avec un taux de réussite de 100%, et le cadre planétaire et le tube de rétroaction ont été évalués par le client comme « la précision a dépassé les attentes ». Mais la qualification de l'échantillon n'est qu'un ticket, et lecohérence, efficacité et livraison de la production de massesont les vrais tests.

En nous lançant dans la production d'essais en petits lots-, nous avons rencontré des problèmes typiques dans la production en série de pièces de précision :

Goulet d’étranglement en matière d’efficacité

Le traitement traditionnel de 12 trous de précision du cadre planétaire prend 14 minutes par pièce et la capacité de production mensuelle est inférieure à 2 000 pièces ; Les parois minces du cadre du rotor doivent être découpées à faible vitesse, 10 minutes par pièce, et la capacité de production ne peut pas correspondre à l'escalade du client.

Défis de cohérence

Dérive dimensionnelle due à l'usure des outils et à la déformation thermique des équipements dans la production de masse. Le Cpk de la position du trou planétaire du premier lot de 300 pièces estseulement 0,89, et il existe un risque d'écart d'environ 8 %. L'alésoir du tube de rétroaction a une durée de vie d'environ 80 pièces et la taille fluctue de ± 0,008 mm après le changement d'outil, ce qui est proche de la limite de tolérance.

Fluctuations de la chaîne d’approvisionnement

Délai de livraison de la barre en alliage d'aluminium Shell 6061-T6 jusqu'à55 jours; L'écart d'épaisseur du film anodisé sous-traité était de ± 8 μm, ce qui a abouti à un boîtier de 100 -pièces hors dimension-avec un rendement de seulement 91 %.

 

Nous avons achevé la mise à niveau complète des processus, de la qualité, de la numérisation et de la chaîne d'approvisionnement en18 moispour parvenir à une production de masse stable.

 
Nos produits
 

 

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Etagère planétaire

 

Processus:cinq-axes + outil composé + quatre-station de référence de tournage grossier → cinq-axes une-finition de serrage unique, perçage à froid interne et outil composé de charnière une seule-formation ; La table rotative à quatre-stations est traitée de manière synchrone avec 4 pièces.

Résultats : Le temps de traitement était14 minutes →8 minutes, la capacité de production mensuelle était de 2 000 → 6 000 pièces et le degré de position du trou planétaireétait de 1,38.

Crémaillère

Processus:faible-stressserrage + liaison à quatre-axesmanchon élastique + pression sur la face d'extrémité, force de serrage 800N → 350N, réduit la déformation ; Le serrage à quatre-axes réalise un usinage multi-facettes en une seule fois.

Résultats:Le taux de réussite de la coaxialité était de 82 % → 97 %, le temps était de 10 → 7 minutes et leCpk était de 1,35.

Tube de rétroaction

Processus : alésage fin + laminage + contrôle de la durée de vie de l'outilAlésage grossier → alésage de précision → traitement composite par roulement, taille stable ; La durée de vie de l'alésoir estobligatoirement remplacé selon 60 piècespour éviter la dérive d'usure.

Résultats:Le diamètre intérieurétait de 1,48, et la différence de taille de changement d'outil était de ±0,008→±0,002 mm.

Boîtier/Bride de sortie

Schéma spécial anti-vibrationtige d'alésage + positionnement à cinq-axes pour le contrôle de la forme et la coque de contrôle des vibrations, éliminant le motif de couteau vibrant,Cpk1.41;

La bride de sortie est uniformément serrée avec un système hydraulique et l'ensemble du processus est complété en un seul serrage,Cpk1.52.

Changement rapide

Le système de positionnement du point zérole luminaire peut être remplacé en 45 minutes → 5 minutes, et la production multi-variété peut être modifiée en 3,5 heures →45 minutes, qui convient au mélange multi-modèles et aux petits-lots.

 

AvecCoordonnées Zeisscomme noyau, établir unboucle ferméede la première inspection → inspection → et inspection finale

Premier article : La production de masse ne peut être réalisée que si le test-en taille réelle est qualifié

Inspection : Les dimensions critiques sont détectées toutes les 2 heures, avec avertissement automatique de Cpk<1.33

Inspection finale : inspection complète à 100 % des dimensions clés, rapport traçable

Dimensions clés après stabilisation de la production de masse :

parties

Principales caractéristiques :

Cpk cible

Cpk réel

Etagère planétaire

Position du trou planétaire

Supérieur ou égal à 1,33

1.38

Crémaillère

Coaxialité

Supérieur ou égal à 1,33

1.35

coquille

L'alésage du roulement est coaxial

Supérieur ou égal à 1,33

1.41

Bride de sortie

Extrémité de la face d'extrémité

Supérieur ou égal à 1,33

1.52

constellation de stators

La rondeur du trou intérieur

Supérieur ou égal à 1,33

1.44

Tube de rétroaction

Diamètre intérieur

Supérieur ou égal à 1,33

1.48

Déployez un système MES pour :

※ -surveillance en temps réel des bons de travail, des outils et des équipements, et verrouillage automatique des outils après la date limite ;

※Un code de numérisation d'une seule pièce peut retracer les matières premières, l'équipement, le personnel et les données de test ;

*La traçabilité qualité est réduite de 2 à 4 heures →30 secondes, et la durée de vie de l'outil est réduite à 0.

 

※2,5 moisstock de sécuritépour les matériaux clés, contrat à long terme-avec des fournisseurs pour verrouiller la capacité de production ;

※Externalisation de l'audit bipartite de l'usine d'oxydation -+ inspection des lots + inspection par échantillonnage de l'usine- ;

※Résultat : Le rendement d'oxydation était de 91 % →98.5%,et le risque d’interruption de l’approvisionnement en matières premières a été pratiquement éliminé.

scène

temps

Capacité mensuelle

/ensemble

Rendement global

Délai de mise en œuvre

Période prototype

Janvier-mars

Production d'essai

--

42 jours

Petits lots

Avril-septembre

1800

76%

32 jours

Période d'escalade

Octobre – 18 mois

5200

88%

22 jours

Stabilité

Production de masse

À partir du 19 octobre

8500

94%

21 jours

Étapes clés :

※Mois 12 : la capacité de production mensuelle a dépassé 5 000 ensembles et le taux de rendement a dépassé 90 % pour la première fois

※Mois 18 : La capacité de production mensuelle atteint 8 000 ensembles,la capacité de production annuelle dépasse 100 000 ensembles

※Mois 24 : le délai de livraison est de 21 jours, soit 16 % plus rapide que la moyenne du secteur.

 

D’ici fin 2025, un total de120 000 ensembles de pièces de modules communsont été livrés, et les clients couvrent les principales entreprises de robots humanoïdes, avec des indicateurs réels de base :

Production de masse PPM :dans les 320 (excellent niveau de l’industrie).

Dimension critique Cpk :Stable Supérieur ou égal à 1,33

Tarif de livraison dans les délais- :98.5%

Délai de mise en œuvre:21 jours (moyenne du secteur 25 à 30 jours).

Plaintes des clients :0 problème de qualité des lots

Évaluation annuelle du client :"Le fournisseur dispose de capacités d'ingénierie complètes, depuis les prototypes jusqu'à la production de masse à grande échelle, en passant par une précision stable et une livraison fiable, et est le partenaire principal de notre chaîne d'approvisionnement commune en modules."

 

Écrit à la fin

De 10 échantillons à 120 000 unités pour une production en série, de 42 jours à 21 jours, de 76 % à 94 % de rendement. Nous comprenons profondément queles échantillons dépendent du savoir-faire et la production de masse dépend du système. Du laboratoire au marché, les principales exigences de la chaîne d'approvisionnement sont les suivantes : un coût stable, rapide et faible.

Nous avons:

※ Tournage/fraisage importé/trois, quatre et cinq axes/groupes de traitement de processus spéciaux, adaptés aux parois minces de haute -précision/trous profonds/poreux/profils de forme spéciale-/pièces en matériaux spéciaux ;

※Zeiss trois-coordonnent des tests à grande échelle-, l'ensemble du processus en boucle fermée-de qualité ;

※Le contrôle numérique MES peut être tracé et étendu ;

*Capacité de livraison stable de 100 000 unités par an.

Se concentrer:pièces de précision de base des robots humanoïdes. Nous sommes disposés à travailler avec des partenaires pour passer des échantillons à la production de masse, du laboratoire à des milliers de foyers.