Wdrożenia robotów

Zrobotyzowane aplikacje

– programowanie offline (wdrożenia programowanie robotów)

W celu pokazania różnorodności zastosowań robotów przemysłowych oraz możliwych aplikacji a także wyzwań, którym sprostaliśmy w praktyce (co pokazuje nasze doświadczenie i profesjonalne podejście do Klienta), wybraliśmy kilka wdrożeń i aplikacji przemysłowych zrealizowanych przez nasz dział techniczny. Można je ogólnie podzielić na:

  • frezowanie robotem (w piankach, drewnie i kamieniu)
  • szlifowanie/polerowanie robotem
  • spawanie robotem CNC programowanym off-line
  • pisanie/grawerowanie robotem
  • cięcie plazmą za pomocą robota
  • ukosowanie plazmą i gazem na robocie
  • pomiary laserem za pomocą robota
  • skanowanie 3D robotem przemysłowym
  • drukowanie 3D robotem przemysłowym

Dodatkowo przybliżyliśmy rożne konfiguracje stanowisk i producentów robotów, aby udowodnić, że jesteśmy w stanie uruchomić większość dostępnych na rynku robotów (muszą mieć tylko możliwość programowania off-line), przy dowolnej ich konfiguracji i z dowolnymi osiami zewnętrznymi.

Praktyczne realizacje


  1. Frezowanie i wycinanie robotem MOTOMAN

Symulator robota MOTOMAN – frezowanie nadbudów samochodów typu PICKUP

Wdrożenie w firmie produkcyjnej, która za pomocą robota frezuje styropianowe formy pod laminaty. W kolejnym etapie robot w gotowej nadbudowie robot odcina wypływki i wycina okna.

Kolejne etapy produkcyjne (w uproszczeniu):

  • skanowanie tylnej części auta skanerem 3D
  • projektowanie w CAD nadbudowy
  • generowanie programów CAM
  • symulacja pracy robota, przekształcenie obróbki 5-osiowej na 7-osiowe stanowisko
  • frezowanie styropianowej formy robotem CNC
  • nakładanie kolejnych warstw laminatów
  • zdjęcie nadbudowy z formy
  • odcinanie krawędzi oraz wycinanie okien i wiercenie otworów robotem

ROBOT MOTOMAN UP50N z zewnętrzną osią obrotową (stół obrotowy). Obróbki w 5 osiach płynnych z indeksacją oraz pełną synchronizacją stołu.


2. Frezowanie robotem MOTOMAN elementów ze skanera 3D

Frezowanie w miękkich materiałach (pianki, styropian, styrodur) miniatur samochodów zeskanowanych za pomocą skanera 3D Artec Eva – przygotowanie do produkcji zabawek. Uniwersalny uchwyt zapewnia mocowanie półfabrykatów o rożnej wielkości.


3. Malowanie/pisanie robotem KUKA

Przykład aplikacji wykorzystującej robota do znakowania, malowania i pisania (w tym przypadku flamastrem). Analogicznie można pisak zastąpić laserem (grawerowanie laserem za pomocą robota) lub rysikiem (znakowanie robotem).

6-osiowy robot KUKA bez zewnętrznych osi


4. Frezowanie kształtowe robotem KUKA

Aplikacja frezowania modeli 3D zaprojektowanych w systemie CAD lub ze skanera 3D za pomocą 6-osiowego robota bez zewnętrznych osi. Frezowany materiał to pianki i styropiany. Ręczna wymiana narzędzi, wrzeciono elektryczne.

Frezowanie odbywa się w zamkniętej celi, co ułatwia zastosowania wewnątrz pomieszczeń lub zastosowania dydaktyczne.

6-osiowy robot KUKA AGILUS (KR6 KR10 R900 sixx)


5. Szlifowanie i polerowanie robotem ABB

Aplikacja stworzona pod przemysł lotniczy – z piezoelektryczną kompensacją siły nacisku. Na podstawie modelu CAD generowane są 5-osiowe ścieżki narzędzia, pokrywające równo całą powierzchnię przewidzianą do obróbki, z określeniem kierunków normalnych narzędzia.

Robot ABB IRB140-M2004C


6. Frezowanie figur (rzeźb) w drewnie robotem COMAU

Przykład frezowania w twardszych materiałach niejednorodnych za pomocą robota CNC. Wykorzystano zewnętrzną oś obrotową (obrotowy pozycjoner) oraz magazyn narzędzi z automatyczną wymianą w celu uproszczenia i skrócenia całego procesu wytwarzania.

Kolejne etapy produkcyjne (w uproszczeniu):

  • modelowanie w glinie lub modelinie na podstawie zdjęcia (etap może być zastąpiony rzeźbieniem 3D w programie Z-Brush)skanowanie 3D efektu i skalowanie. Jeśli istnieje oryginał, można od razu wykonać skanowanie 3D
  • projektowanie obróbki CAM w ZW3D
  • symulacja i sprawdzenie poprawności programów w Eureka
  • uruchomienie programu na robocie

W przypadku konieczności modyfikacji możliwe jest wykonanie prototypu w piance (szybsze frezowanie robotem) a potem dopiero finalne frezowanie w drewnie za pomocą robota CNC.

Robot COMAU SMART-5 NJ-40-2.5 z zewnętrzną osią obrotową.


7. Frezowanie płaskorzeźb i pomników w piankach robotem COMAU
To samo wdrożenie co w przypadku frezowania w drewnie, jednak zupełnie inne półfabrykaty, technologia i narzędzia. Na podstawie wyfrezowanego wzoru można wykonać odlew lub formę pod laminaty.

 Robot COMAU SMART-5 NJ-40-2.5 z zewnętrzną osią obrotową.


8. Skanowanie 3D robotem przemysłowym CNC

Do skanowania wykorzystano robota MOTOMAN bez zewnętrznych osi oraz oprogramowanie Artec Studio, które automatycznie łączy skany z różnych ujęć. Jako skaner 3D można wykorzystać, w zależności od potrzeb (dokładności, jakości skanu, szybkości skanowania) skaner 3D Artec Spider, Artec Eva lub po prostu sensor Kinect.

Robot Motoman MH5L


9. Spawanie punktowe robotem przemysłowym

Aplikacja zrobotyzowanego spawania punktowego ogrodzeń. Dzięki zastosowaniu robota do spawania można wykorzystać większe prądy (skraca się czas tworzenia pojedynczej spoiny) a wszystkie przejazdy i kolizje są sprawdzane w oprogramowaniu Eureka. Powtarzalność mocowania elementów zapewniają specjalnie zaprojektowane uchwyty.

Robot Kuka IR360


10. Cięcie gazowe, plazmowe i pomiary laserem programowane off-line

Niezwykle rozbudowana aplikacja z wymiennymi narzędziami (na szybko złączkach) do skanowania laserowego (automatycznych pomiarów i bazowania za pomocą robota), cięcia i ukosowania plazmowego lub gazowego (w zależności od grubości blachy).

Na filmie pokazano cały proces, łącznie z przejściem z modelu rzeczywistego do CAD, przez CAM i pracę z rzeczywistym modelem umiejscowionym „gdzieś” w przestrzeni roboczej. Utrudnieniem w programowaniu off-line tego typu prac jest brak powtarzalności kształtów i mocowania – co rozwiązano w szybki i zautomatyzowany sposób.

Robot Motoman ES165-100 na 12-metrowym torze jezdnym TSL


11. Frezowanie małej architektury z automatyczną wymianą narzędzi

Przykład zautomatyzowanej zrobotyzowanej aplikacji frezowania robotem z automatyczną wymianą narzędzi i stolikiem obrotowym w zastosowaniach frezowania materiałów miękkich – do małej architektury i sztukaterii.

Robot Motoman MS80W


12. Cięcie i wycinanie plazmą robot KUKA

Elastyczne stanowisko produkcji bram i furtek przeznaczone do zrobotyzowanego cięcia profili i wycinania w nich niezbędnych otworów o rożnych kształtach (pod zamki, klucze). W pokazywanej wersji bez osi obrotowej – ale zaprojektowane i przewidziane docelowo z zewnętrzną osią obrotową (pozycjoner poziomy z podawaniem elementów).

Robot KUKA IR360


13. Frezowanie robotem w zastosowaniach ortopedyczno-protetycznych

Robot MOTOMAN z zewnętrzna osią obrotową frezuje gorsety ortopedyczne i kikuty do produkcji protez. Robotyzacja procesu oraz wykorzystanie skanerów 3D i dedykowanego oprogramowania pozwala na podejście indywidualne do każdego klienta, dostosowane do indywidualnych cech, zapewniając skuteczną korekcję oraz wymuszenie prawidłowych wzorców ruchowych.

Przykład frezowania gorsetu

Przykład frezowania kikuta

oraz symulacja pracy robota:

Robot Motoman MS80W z zewnętrzną osią obrotową.


14. Frezowanie robotem w kamieniu

Przykładowe wdrożenie frezowania kamienia za pomocą robota przemysłowego. Wykonywanie replik posągów, konserwacja zabytków.

Dodatkowo możliwość frezowania małej architektury, tralek ogrodzeniowych itp.

ROBOT Kuka KR150 R2700 KR150-2 z zewnętrzną osią obrotową


15. Frezowanie robotem w drewnie

Testy aplikacji do frezowania w drewnie robotem KUKA. Wytwarzanie drewnianego wyposażenia łazienek (dla łodzi/jachtów – ale także zwykłych domów jednorodzinnych), w tym wanien, umywalek i brodzików. W czasie testów sprawdziliśmy poprawność ruchów robota i synchronizację, przetestowaliśmy parametry skrawania, wpływ kierunków skrawania i rodzaju freza na jakość powierzchni po obróbce – z uwagi na niejednorodny materiał, możliwe przypalenia.

Kolejny przykład na tym samym stanowisku: frezowanie drewnianej misy za pomocą robota. Kody są generowane w programie ZW3D CAD/CAM i przekształcane na programy robota w Eurece.

Robot KUKA KR500MT na torze jezdnym.


 16. Drukowanie 3D robotem KUKA
Aplikacja drukowania 3D za pomocą robota. Modele CAD (w formacie STL) są wczytywane do programu Slic3r lub Simplify3d. Następnie w programie Eureka kod NC jest zamieniany na program robota – ze sprawdzeniem wszystkich kolizji, osobliwości, limitów osi, itp.

Zaletą wykorzystania takiego rozwiązania jest możliwość druku 3D z różnych kierunków (nie tylko pionowa oś, jak to jest w przypadku większości drukarek 3D), bardzo duże pole robocze oraz możliwość przezbrojenia robota i naprzemiennego drukowania i frezowania na tym samym stanowisku.

 

6-osiowy robot KUKA AGILUS (KR6 KR10 R900 sixx)


 17. Frezowanie profili aluminiowych robotem
Przykład frezowania profili i kształtowników z aluminium za pomocą robota przemysłowego. W tym przypadku robot znajduje się na torze jezdnym – co pozwala na obróbkę długich elementów bez konieczności manipulacji detalem (co czasami bywa wręcz trudne lub niewykonalne). W alternatywnej konfiguracji robot może współpracować z podajnikiem i frezować w trakcie ruchu detalu.