Nowość – innowacyjny system szybkiego programowania robota, czyli zautomatyzowane cięcie przy krótkich partiach produkcyjnych

13/12/2010

Robotyzacja procesu produkcyjnego daje zazwyczaj bardzo wymierne efekty, takie jak podniesienie jakości wyrobów, skrócenie czasu ich wykonania oraz podniesienie możliwości produkcyjnych zakładu. Jednak nie wszędzie daje się je zastosować. Dlaczego?

Dotychczas programowanie robota było długotrwałe oraz wiązało się z wysokimi kosztami. Często też programowanie procesu produkcji wymagało zaangażowania konkretnego robota – przyuczenia go fizycznie do ruchów, jakie ma później wykonywać. Wyłączało go to z pracy i zmniejszało efektywność produkcji. Ograniczenia te wstrzymywały automatyzację w takich zakładach, gdzie następowała częsta zmiana asortymentu i wykonywane były krótkie serie unikalnych wyrobów.

Rozwiązaniem, które niweluje problem związany zdługotrwałym i kosztownym wdrożeniem produkcji nowego elementu jest oprogramowanie zaimplementowane przez firmę Eckert z Legnicy do programowania zrobotyzowanych stanowisk do cięcia z zastosowaniem robotów Fanuc. Oprogramowanie to umożliwia intuicyjne i wyjątkowo szybkie programowanie złączeń stosowanych w konstrukcjach rurowych bez konieczności zaangażowania fizycznie programowanego robota.

Oprogramowanie Eckert może być zastosowane zarówno do stanowisk zrobotyzowanych o różnej konfiguracji, jak i do przecinarek portalowych z Głowicą 3D. Obsługuje ono cały zakres ruchów robota, jego przesuw oraz obrotniki do rur.

Skomplikowane konstrukcje

Przy projektowaniu skomplikowanych konstrukcji rurowych napotykamy zazwyczaj na następujące problemy: 

• opracowanie prawidłowego schematu połączenia rur oraz wykonanie precyzyjnych rysunków obróbki każdej z nich; 
• wykonanie fazowania krawędzi rur z zachowaniem odpowiedniego (często zmiennego) kąta nachylenia fazy na całej długości połączenia z wymaganą dokładnością; 
• zaprogramowanie maszyny (robota lub wycinarki CNC 3D) do wymaganego cięcia.

 
Standardowe oprogramowanie CNC operuje na schematach dwuwymiarowych, czyli określa pozycję cięcia za pomocą współrzędnych X oraz Y. Staje się to jednak niewystarczające, kiedy mamy do czynienia ze skomplikowanymi złożeniami rur. Potrzebne jest tutaj narzędzie, które opierając się na bryle trójwymiarowej zamodeluje odpowiednio krawędzie cięcia, przetwarzając je na kod zrozumiały dla przecinarki CNC.

Odpowiedzią na te wymagania jest rozwiązanie firmy Eckert, umożliwiające precyzyjne zdefiniowanie krawędzi cięcia, wizualizację 3D oraz symulację ruchu głowicy tnącej.

Operator lub konstruktor jest w stanie w ciągu dosłownie kilku minut zaprojektować nawet bardzo skomplikowany element – połączenie rur z innymi – praktycznie dowolnymi elementami.

 

Proces programowania

Planowanie cięcia rozpoczynamy od określenia parametrów rury, jej średnicy oraz grubości ścianek. Następnie kształtujemy jej krawędź końcową poprzez zadanie cięć (płaszczyzną, walcem, stożkiem lub kulą). Na koniec definiujemy dodatkowe - ewentualne otwory na powierzchni obrabianej rury.

Stworzony projekt możemy w każdym momencie obejrzeć w oknie wizualizacji w postaci trójwymiarowej. Umożliwia to dodatkową weryfikację projektu oraz jego prezentację w bardzo przystępnej formie. Natomiast okno symulacji prezentuje wszystkie krawędzie cięcia oraz symulację pracy palnika podczas ich wycinania.

Okno główne programu

 

Ogromną zaletą oprogramowania Eckert jest możliwość precyzyjnego zdefiniowania fazowania krawędzi cięcia. Program udostępnia kilka opcji. Najprostsza umożliwia cięcie rury wybraną figurą geometryczną. Można także zdefiniować krawędź cięcia w osiach XY oraz skorzystać z opcji zaawansowanej, która przygotuje krawędź rury w zależności od kąta przenikania się łączonych elementów. Przy skomplikowanych spawanych połączeniach rurowych często zachodzi potrzeba zastosowania różnych rodzajów połączeń – od spoiny czołowej do pachwinowej. Przy łączeniach rur pod większym kątem zastosowanie spoiny czołowej jest niemożliwe, gdyż palnik nie ma fizycznej możliwości dotarcia do spawanej krawędzi. Wtedy należy zastosować spoinę pachwinową.

Okno wizualizacji	Okno symulacji

 

Program ten automatycznie (oczywiście na podstawie zadanych parametrów) jest w stanie określić rodzaj spoiny, a tym samym sposób fazowania rury w każdym miejscu połączenia.

Możliwości programu są w stanie zaspokoić najbardziej wymagających konstruktorów łącząc to jednocześnie z łatwością przygotowania prostych – standardowych elementów.

Program ten stanowi doskonałą alternatywę dla stosowania papierowych szablonów i obliczeń 2 wymiarowych geometrii wykreślnej. Oszczędza czas tworząc dodatkowo (czego poprzednie metody nie zapewniały) schemat krawędzi cięcia wraz z fazowaniem.

Podsumowanie

Oprogramowanie do projektowania połączeń rurowych zastosowane w urządzeniach firmy Eckert jest krokiem milowym w kierunku opłacalności zastosowania zrobotyzowanych systemów przy wykonywaniu krótkich partii produktów. Jest ono także celowe nawet przy produkcji jednostkowej.

Eliminacja fizycznego przyuczania robota do cięcia niweluje problem przestojów maszyny. Program sterujący robotem, wygenerowany na osobnym stanowisku projektowym, jest w łatwy i szybki sposób ładowany do pamięci zrobotyzowanego stanowiska i tam uruchamiany.

Roboty firmy Fanuc serii ArcMate, stosowane przez firmę Eckert doskonale zdają egzamin przy cięciu nawet najbardziej skomplikowanych elementów.

 

Krystian Politowicz,
Firma Eckert