"Zmysł dotyku" robotów ABB i ich szerokie możliwości w branży metalowej
autor: Michał Ochmański, ABB
Roboty przemysłowe w branży metalowej stanowią codzienność w działalności większości zakładów produkcyjnych w Polsce. Większość z nich pracuje w aplikacjach spawania łukowego, najczęściej metodami MIG / MAG. To dobra praktyka, ponieważ zdecydowanie poprawia jakość elementów oraz zapewnia powtarzalną produkcję.
Ponadto, nie wymaga prowadzenia procesu przez doświadczonego spawacza, gdyż za technologię i jakość odpowiada robot przemysłowy wraz z kontrolerem zarządzającym parametrami procesu.
Właściciele zakładów produkcyjnych doceniają także czynnik ekonomiczny wdrożenia robotów, który w produkcji wielkoseryjnej – przy obecnych wymaganiach "dużo, tanio, wysokiej jakości" – ma znaczący wpływ na konkurencyjność zakładu. W praktyce ocenia się, że jeden robot spawalniczy z dobrze przygotowanym oprzyrządowaniem ma wydajność porównywalną do wydajności czterech spawaczy. Według szacunkowych danych, roboty przemysłowe wykonują obecnie spawanie w wielkoseryjnej produkcji dużych serii takich samych elementów.
Prasa fachowa wielokrotnie poruszała temat robotów przemysłowych wielu marek dedykowanych do spawania łukowego. Rzadko jednak zajmuje się zagadnieniami przygotowania detali do spawania i obróbki po spawaniu, zamykając kwestię stwierdzeniem "dokładność detalu do spawania zrobotyzowanego powinna być nie gorsza niż +/- 0,5*grubość używanego drutu". Z uwagi na to, że procesy przygotowania detali są szczególnie ważne, gdyż wpływają na jakość części po spawaniu zrobotyzowanym, firma ABB poświęca wiele uwagi na uzgodnienie z klientem sposobu przygotowania detali. W ofercie firmy znajdują się oprzyrządowane roboty przemysłowe przeznaczone do przygotowywania detali do produkcji, jak i po procesie spawania zrobotyzowanego.
Ponieważ wiedza rynku o tym, jakie inne zadania oprócz spawania może realizować robot przemysłowy jest nadal niewielka, niniejsze opracowanie ma na celu poglądowe przedstawienie możliwości robotów ABB w zakresie obróbki przed i po spawaniu.
Pakiet dedykowany do zrobotyzowanej obróbki wiórowej i montażu z pomiarem sił – ABB Force Control
Jedną z najczęściej stosowanych aplikacji, wykonywanych zarówno przed samym spawaniem jak i po spawaniu detalu, jest cięcie, frezowanie i szlifowanie detali. Aplikacje te z powodzeniem mogą realizować roboty ABB, specjalnie wyposażone do aplikacji obróbki wiórowej.
Do skrawania oraz szlifowania wymagany jest robot przemysłowy o bardzo sztywnej konstrukcji oraz pakiet procesowy – ABB Force Control. Pakiet ten składa się z przetwornika sił i momentów zamontowanego na flanszy robota, dodatkowego komputera osi zainstalowanego w kontrolerze IRC5 robotów ABB oraz specjalnego oprogramowania – Force Control Machining. Dzięki takiemu wyposażeniu robot przemysłowy może precyzyjnie analizować siły kontaktowe na narzędziu, z dokładnością aż do 1/64 N!
Najważniejsze możliwości pakietu Force Control:
> Pakiet składa się z kilku elementów, z tego najważniejsze to czujnik sił 3D montowany na ramieniu robota oraz oprogramowanie Force Control Machining.
> Dostępność dla większości robotów ABB (poszczególne pakiety różnią się wymiarami przetwornika i dopuszczalnym limitem sił i momentów mierzonych przez przetwornik).
> Dokładność pomiaru sił – do 1/64N
> Oprogramowanie Force Control Machining (element pakietu) umożliwia programowanie robota przez "pociągnięcie ręką za narzędzie, które trzyma robot" – w programowaniu takiego zestawu nie używa się w zasadzie joysticka panelu programowania – podaje się tylko pozycję punktów charakterystycznych, tj. takich, w którym zmienia się orientacja narzędzia (kąt ustawienia narzędzia do detalu). W dalszej kolejności robot podąża wstępnie zadaną ścieżką z minimalnym naciskiem (ok. 10N) i próbkując, sam wyznacza optymalną trajektorię obróbki elementu.
> Dwie strategie ruchu:
.: Stała siła – w tej strategii robot dba o utrzymanie stałej siły na narzędziu modyfikując swoją szybkość, tj. maksymalnie przyspiesza tam, gdzie nie ma naddatku materiału do obrobienia i zwalnia w przypadku obróbki znacznego naddatku.
.: Stała prędkość – w tej strategii robot obrabia detal zawsze z taką samą prędkością. W przypadku wystąpienia znacznego naddatku materiału robot zmienia ścieżkę ("unosi się" podążając za zmianą geometrii detalu), następnie wykonuje tyle przejść, ile jest konieczne, aby obrobić detal do zadanych wymiarów.
Pakiet Force Control może być stosowany z wieloma typami robotów marki ABB – od IRB 140 o zasięgu 0,81m aż do IRB 7600 o zasięgu 3,2m. Od typu robota zależy możliwość przenoszenia sił kontaktowych (np. sił skrawania na narzędziu). Proporcjonalnie – im większy robot, tym większe dopuszczalne siły na narzędziu.
Zastosowanie pakietu Force Control w zakładach metalowych:
1. przed spawaniem zrobotyzowanym: szlifowanie elementów, frezowanie, wiercenie otworów,
2. po spawaniu: szlifowanie spoin do gładkości, polerowanie a także frezowanie i wiercenie otworów w gotowej części.
Robot wyposażony w pakiet Force Control znajduje także zastosowanie w aplikacjach montażu, gdyż posiadając "zmysł dotyku" (jedna z funkcji pakietu) może wykonywać precyzyjny montaż, na przykład wkładać koła zębate aż do "zaskoczenia" zębów lub montować małe elementy wymagające określonej siły wcisku.
Obsługa pras i pras krawędziowych przez roboty przemysłowe ABB
Prasowanie to jeden z najczęściej wykonywanych (przed spawaniem i montażem elementów) procesów przemysłowych. W dużych zakładach produkujących elementy dla przemysłu samochodowego ciąg pras jest zawsze wyposażony w roboty podające części pomiędzy poszczególnymi stacjami. Natomiast w mniejszych zakładach, obsługą prasy lub prasy krawędziowej zajmują się zazwyczaj operatorzy. Procesy te są nużące i niebezpieczne dla człowieka, a przez to idealne dla robotów.
ABB posiada w ofercie zarówno roboty, jak i oprogramowanie do robotyzacji pras. Robot ABB IRB 6660 jest specjalnie opracowany dla potrzeb automatyzacji pras. Dodatkowo, roboty ABB mogą być wyposażone w tzw. linear axis – dodatkową siódmą oś montowaną w chwytaku. W ten sposób czas cyklu w aplikacji podawania detalu pomiędzy prasami ulega znacznemu skróceniu.
[FILM]iBfPC88xaJo[/FILM] Źródło: YouTube ABB Robotics ChannelRoboty ABB są najczęściej instalowane przy:
1. prasach krawędziowych – w tej aplikacji robot realizuje precyzyjne gięcie arkusza blachy przez odpowiednie włożenie jej do prasy. Prasa krawędziowa jest w tym przypadku kontrolowana przez kontroler robota, bezpośrednio z programu. W tego typu aplikacjach stosuje się lekkie, najczęściej podciśnieniowe chwytaki. Nie ma potrzeby stosowania dodatkowych osi dla robota, z wyjątkiem torów jezdnych w przypadku obsługi kilku maszyn. Dzięki dodatkowemu oprogramowaniu BendingPowerPac, programowanie całej aplikacji jest znacznie prostsze w porównaniu do standardowego języka programowania dla robot robotów ABB tj. RAPID. Proces obsługi prasy krawędziowej z powodzeniem realizują roboty uniwersalne, w zależności od udźwigu – od IRB 1600 o udźwigu 8kg poprzez IRB 4600 o udźwigu 60kg aż do IRB 6640 o udźwigu 235kg.
2. prasach mechanicznych i hydraulicznych dużego nacisku – w tej aplikacji roboty są wyposażone obowiązkowo w dodatkowe chwytaki z serwonapędami, działającymi jako siódma oś robota. Rozwiązanie to znacznie skraca czas cyklu. W aplikacjach tego typu wykorzystywane są roboty IRB 6660, przeznaczone do obsługi pras.
autor: Michał Ochmański, ABB
_____________________________________________________________________________
ABB posiada szeroką gamę produktów robotyki pracujących w największych zakładach produkcyjnych na świecie. Ciekawostką jest fakt, że pierwszy elektryczny robot przemysłowy na świecie został opracowany właśnie przez ABB. Produkty ABB dzięki znacznemu skróceniu czasu cykli, stale wysokiej jakości oraz coraz większej elastyczności, przyczyniły się do sukcesu w wielu branżach przemysłu.
ABB Sp. z o.o.
ul. Żegańska 1
04-713 Warszawa
tel: +48 32 790 92 63
Warszawa: 22-220 23 20
Katowice: 695 420 139
Poznań: 603 204 575
fax: +48 32 790 92 00
http://www.abb.pl/robotics
ABB Robotyka | YouTube ABB Robotics Channel
_____________________________________________________________________________
Zdjęcia i grafika:
1. Robot ABB IRB 6660
2. Robot IRB 6640 z zamontowanym czujnikiem sił i momentów
3. RobotWare Machining Force Control
4. Oprogramowanie Force Control Machining
5. Oprogramowanie Force Control Machining
Źródło: ABB, http://www.abb.pl
Zobacz też:
