Témata
Reklama

Obrábění plastů a kompozitních materiálů robotem

Využití inovativních lehkých kompozitních materiálů na bázi uhlíkových vláken se rychle rozšiřuje, avšak tyto materiály mají velmi specifické parametry obrobitelnosti. Společnost Stäubli proto vyvinula zajímavé řešení pro rychlé a přesné obrábění kompozitních materiálů pomocí nového robota RX170 hsm a softwarových balíčků šitých na míru danému odvětví.

Stále širší využití těchto materiálů v různých aplikacích vyžaduje adekvátní metody opracování, které budou garantovat vysokou efektivitu, produktivitu a také přesnost a opakovatelnost. Opracování kompozitů na bázi uhlíkových vláken (CFRP) je však velmi specifické – zejména je téměř nemožné pomocí konvenčních strojů obrábět rozměrné komponenty. Právě proto robot RX170 hsm představuje přelomové řešení v oblasti obrábění kompozitních materiálů.

Reklama
Reklama
Reklama

Obráběcí robot RX170 hsm

Vývoj nového robota probíhal zejména na základě modelu RX170. Pro tuto specifickou aplikaci však inženýři ze Stäubli vyvinuli zcela nové rameno, u kterého je šestá osa nahrazena speciálním vysokorychlostním vřetenem. Veškerá kabeláž včetně přívodu energie i hadice chladicího a mazacího systému jsou umístěny uvnitř ramene. Toto nabízí dvě velké výhody: značnou úsporu místa a vysokou ochranu proti poškození a tím i maximální spolehlivost.

Jelikož plasty nekladou robotu velký odpor, může pracovat ve velmi slušném tempu a dále tak snížit trvání celého cyklu.Díky dosahu robota 1 835 milimetrů lze snadno obrábět dlouhé díly, přidáním pojezdové osy pak lze pracovní dosah ještě zvětšit pro umožnění obrábění dílů dlouhých i několik metrů. Vysoký výkon robota RX170 hsm je také ideální k obrábění materiálů z uhlíkových vláken. Opakovatelná přesnost přitom činí 0,04 mm, což bohatě splňuje standardy pro CFRP obrábění.

Programování robota

Dalším přínosem je vysoká efektivita robota, jenž může standardně obsluhovat i několik pracovních stanic. Tím se prostoje zařízení zkracují na naprosté minimum. Programování probíhá předem a je možné ho provést i off-line. Díky výkonnému softwaru robot nemá absolutně žádný problém provádět postupně různé trajektorie na více stanovištích.

Robot Stäubli je vybaven velice přesným vysokorychlostním vřetenem Fischer Precise.K programování je využíván software Stäubli Robotics Suite společně s kontrolérem řady CS8 a programovacím jazykem VAL3, které nabízejí velice široké možnosti. Speciální balíček VALhsm pak významně usnadňuje programování obráběcích operací. Veškeré informace jsou zobrazeny i na ručním ovládání, pomocí něhož je možné robot tyto trajektorie i naučit. Ovládání zjednodušuje řada předdefinovaných funkcí, přitom i pokročilí uživatelé budou příjemně překvapeni výkonem tohoto softwaru.

Všechny tyto vlastnosti otevírají pro využití robota RX170 hsm zcela nové oblasti, ať už jde o obrábění kompozitních materiálů v leteckém nebo automobilovém průmyslu či o výrobu dílů pro větrné turbíny. V současné době robot RX170 hsm představuje prakticky jedinou alternativu pro obrábění CFRP materiálů v takto příznivé cenové hladině.

Robot místo jednoúčelového stroje

Německá společnost Riexinger GmbH & Co. KG se zabývá zejména vývojem strojů pro zpracování plastů. Nejvíce času firma věnuje vývoji vlastních řešení a na míru připravených strojů, občas se ale vyskytnou zákazníci, kteří vyžadují zcela speciální řešení stoprocentně vyhovující jejich požadavkům. Jedním z takových klientů byla společnost Kubra GmbH, tradiční výrobce plastových potrubí pro kanalizační, odvodňovací a sanační systémy. První myšlenkou na řešení výroby základových komor pro kanalizace byla stavba specializovaného stroje, která ovšem narazila na náročná specifika takových výrobků, neboť bylo třeba obrábět vnější obvod rozměrných dílů s průměrem přes jeden metr. Předběžná studie odhalila, že vývoj odpovídajícího specializovaného pracoviště by byl velmi náročný i nákladný. Jako zajímavé řešení se ukázalo využití obráběcího robota Stäubli RX 170 hsm.

Robot Stäubli při frézování kovového díluNasazení tohoto robota v praxi splnilo veškeré požadavky zákazníka co do časů cyklů i kvality. Díky téměř dvoumetrovému pracovnímu dosahu a volnosti pohybu dané pětiosou konstrukcí nemá robot problém ani s většími díly. Samotná realizace pracoviště postupovala velice rychle a robot nyní obrábí zejména základové komory s průměrem jednoho metru, a to v různých verzích s připojeními pro trubky o průměru mezi 110 a 315 mm. Komory přicházejí na pracoviště v podobě polyetylenových nebo polypropylenových výlisků a úkolem obráběcího robota je odstranění přebytečného plastu a zajištění přesného vnějšího rozměru pro připojení navazujícího potrubí. Přechod mezi různými variantami je pro operátora velmi jednoduchý, neboť pro provedení změny stačí několik stisků tlačítek na ovládacím panelu robota.

Pro zajištění plynulosti procesu obrábění plastových částí je buňka vybavena také systémem pro automatickou výměnu nástrojů. Zde si RX170 hsm samostatně zvolí právě ten nástroj, který se pro daný proces nejlépe hodí. I díky tomu je zaručena velice vysoká kvalita zcela srovnatelná s výsledky jednoúčelového obráběcího centra. Jelikož plasty při obrábění nekladou velký odpor, může robot pracovat ve velmi slušném tempu a snížit trvání celého cyklu až pod hranici dvou minut. Dokončené díly splňují všechny požadavky testů kvality a žádné dodatečné opracování již není potřeba.

Šestá osa robotu je nahrazena vysokorychlostním vřetenem pro větší tuhost a přesnost při obrábění.

Ačkoliv se Riexinger specializuje zejména na jednoúčelové stroje, využití obráběcího robota Stäubli RX170 hsm se ukázalo jako jednoduché a spolehlivé řešení, které v porovnání s časově a finančně náročným vývojem specializovaných pracovišť přináší značné úspory. Společnost tak má nyní k dispozici komplexní systém, který je mnohem dostupnější, a navíc přináší výhodu v podobě prakticky neomezené flexibility.

M. Scholze
Stäubli Systems
m.scholze@staubli.com
www.staubli.cz

Reklama
Související články
Rodinné podnikání v přesné strojařině

Brněnská firma VKV Horák se zabývá konstrukcí, vývojem a výrobou přístrojové mechaniky, přípravků, jednoúčelových strojů, forem pro vstřikování plastů, lití polyuretanových dílů a vakuovému tváření plastů. S jejím zakladatelem, panem Zdeňkem Horákem, jsme si povídali o aspektech podnikání v českém prostředí, o vzdělávání, kvalitě škol, průmyslu budoucnosti.

Evropskou veletržní sezónu 2019 opět zahájí Lipsko

Lipské průmyslové veletrhy Intec a Z otevřou brány výstaviště pro svůj další ročník již ve dnech 5. až 8. února 2019. Výhodný termín konání hned na začátku roku znamená pro vystavovatele a návštěvníky z České republiky ty nejlepší předpoklady pro navázání či prohloubení obchodních kontaktů na mezinárodní strojírenské a subdodavatelské scéně.

Příprava pracovníků pro výrobu technologií vstřikování plastů

Následující příspěvek představuje jeden ze způsobů přípravy pracovníků ve firmách, jejichž hlavní pracovní náplní je technologie vstřikování plastů

Související články
Robotické obrábění střešních nosičů

V tak vysoce konkurenčním prostředí, jakým automobilový průmysl včetně jeho dodavatelů bezpochyby je, se musejí všechny firmy neustále snažit přicházet s inovativními řešeními, aby získaly potřebnou konkurenční výhodu. Velmi často to znamená krok směrem k automatizaci, jak ukazuje i případ liberecké společnosti ACL Automotive, která se rozhodla využít roboty Stäubli pro obrábění hliníkových profilů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Kloubový robot uvnitř stroje

V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

Robot s dvojitým uchopovačem zrychlil obsluhu CNC stroje

Osvald Jensen A/S je dánská rodinná firma dodávající strojírenské produkty pod vlastní značkou. Ve své továrně v Dánsku firma vyvíjí a vyrábí součástky do převodovek pro široké spektrum využití. Zaměřuje se na produkci vysoce kvalitních šnekových převodovek, převodových ústrojí a ozubených kol nejrůznějších velikostí.

Multifunkční obráběcí centra

Tento typ obráběcích center patří do bouřlivě se rozvíjející skupiny CNC obráběcích strojů. Představuje typ obráběcího stroje, který reflektuje rostoucí požadavky uživatelů na obrobení součásti při jednom upnutí. Ve své podstatě jde o CNC stroje sdružující dvě základní operace třískového obrábění, a sice soustružení a frézování, do jednoho stroje. Kromě tohoto atributu mají tyto stroje i jiné vlastnosti, které budeme dále diskutovat.

Vytvořit si náskok v těžkých podmínkách

Společnost F. Zimmermann vyvíjí kompaktní, výkonnou a cenově výhodnou portálovou frézku, pomocí níž mohou uživatelé velmi flexibilně obrábět hliník i vysoce pevnou ocel.

Virtuální stroj pomáhá vyhnout se poškození

Kolize během obrábění jsou vždy nákladnou záležitosti. Tím, jak se výroba vybavuje stále vyšší úrovní automatizace a s rozšiřováním aplikací internetu věcí (IIoT) nabývá prevence chyb na složitosti i časové náročnosti. Japonský výrobce CNC strojů Okuma , který si jako jediný na světě vyrábí veškeré klíčové komponenty obráběcích strojů sám, vyvinul digitální řešení, které slouží k přípravě, simulaci a otestování celého procesu obrábění před jeho zahájením. Během vlastního obrábění provádí systém Collision Avoidance Systém (CAS) velmi přesnou virtuální simulaci s předstihem v řádu milisekund před vlastním řezáním. Jakékoli kolize, které by mohly nastat, jsou tak zablokovány předtím, než mohou způsobit vážná poškození - šetříc čas a peníze provozovatele stroje.

Stroj na středění klikových hřídelí

Je všeobecně známo, že kliková hřídel je jednou z nejkritičtějších součástek motoru s vnitřním spalováním a jedním z nejsložitějších a nejkomplexnějších dílů z hlediska obrábění. Potřeba přesného vyvážení klikové hřídele, která je rozhodujícím faktorem pro celkovou účinnost motoru, se stala ještě důležitější, jelikož výrobci automobilů usilují o snižování emisí CO2 prostřednictvím lepšího výkonu motoru a strategií spočívajících v odlehčování. Díky různým vylepšením, kterých se v průběhu let dosáhlo v procesech kování a odlévání, už mají neopracované komponenty klikové hřídele téměř požadovaný tvar s mnohem menším množstvím přebývajícího materiálu. To znamená, že na konečné klikové hřídeli je třeba obrábět méně částí. Přináší to s sebou také zvýšenou potřebu přesného vyvážení se zmenšenou velikostí protizávaží, které se při vytváření těžiště často provádí.

Digitalizujeme svět obrábění

Digitalizace v oblasti obráběcích strojů je poměrně nový fenomén. Svět digitalizace se stává svébytným ekosystémem a Siemens jako jediný má pro jeho vytvoření a fungování potřebnou škálu nástrojů – od simulačních programů pro plánování a virtuální zprovoznění strojů, výrobků i procesů přes řídicí systémy a další prvky průmyslové automatizace po monitoring a sběr dat, cloudová úložiště i manažerské nadřazené systémy. Jaké výhody digitalizace přináší, ukázal Siemens na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně mimo jiné také na prototypu multifunkčního obráběcího centra MCU450 společnosti Kovosvit MAS.

Automatická optimalizace posuvů a pohonů obráběcích strojů

Před více než rokem uvedla společnost Siemens do prodeje nový, podstatně funkčně vylepšený software 4.7 pro NC řídicí systémy Sinumerik 840D sl a 828D. Na nové funkce softwaru, které výrazně vylepšují vlastnosti řídicího systému Sinumerik v oblasti programování a obsluhy, jsme se soustředili v článku ve vydání č. 1,2/2017 (viz. www.mmspekturm.com/170148). V tomto příspěvku se budeme věnovat detailněji výrazné změně softwaru 4.7 v oblasti seřizování a optimalizace posuvů a hlavních pohonů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit