Wydanie aktualne

nr 1-2(19-20) 2015
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

W przygotowaniu...

Podręczniki, publikacje tematyczne, wydawnictwa...

• e-Book

Bezpłatny podręcznik do Solid Edge & ST

• e-Book

Bezpłatny podręcznik do NX & ST

Wydania archiwalne

numer 1(18) 2014
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

numer 1(17) 2013
w pdf już dostępny, wydanie flash tutaj

numer 1(16) 2012
dostępny
w archiwum

numer 1(15) 2011
dostępny
w archiwum

numer 4(14) 2010
HD dostępny
w archiwum

numer 3(13) 2010
HD dostępny
w archiwum

numer 2(12) 2010
dostępny
w archiwum

numer 1(11) 2010 nareszcie dostępny
w archiwum

numer 9(10) 2009
już dostępny
w archiwum

numer 8(9) 2009
już dostępny
w archiwum

Wydanie specjalne
numer 7(8) 2009
już dostępny
w archiwum

Numer 6(7) 2009
już dostępny
w archiwum

„(...) Nie istnieje jeden, idealny system CAD, zaspokajający potrzeby wszystkich inżynierów.
Ale idealnym systemem jest ten, który usprawnia projektowanie i pozwala nam nie tylko doskonalić się, ale także... zaspokajać nasze potrzeby i realizować marzenia.”

zasłyszane...

Obserwuj @CADblog_pl

Poniedziałek, 28.12.2015 r.

NX to nowoczesny system CAD/CAM/CAE oferujący spójne zintegrowane aplikacje, które pozwalają na wspomaganie wszelkich prac związanych z rozwojem produktu, począwszy od założeń stylistycznych projektu, poprzez cyfrową analizę i weryfikację, po moduły wytwarzania. Posiada specjalizowane aplikacje NX CAM do programowania obrabiarek CNC, frezarek, tokarek, wycinarek drutowych, robotów frezujących i maszyn pomiarowych CMM

Robot przemysłowy jako frezarka CNC nie jest rozwiązaniem nowym, aczkolwiek nadal innowacyjnym. Zestawienie robotów przemysłowych z możliwościami 5-osiowych frezarskich centrów obróbczych CNC w ujęciu kinematyki ruchów roboczych stanowi alternatywę dla tych ostatnich. Dzięki ich wykorzystaniu, możliwa jest obróbka przedmiotów o znacznych gabarytach i bardzo skomplikowanych kształtach.

Robot dysponuje większą liczbą stopni swobody, co pozwala na osiągnięcie danej pozycji punktu programowalnego w ramach wielowariantowych konfiguracji jego ramion. Pozwala to na łatwiejsze wykonywanie podcięcia (np. kąty ujemne, otwory z ujemną osią Z). Gabaryty przedmiotu obrabianego – w przypadku obróbki z wykorzystaniem robota przemysłowego – nie stanowią tak kluczowego czynnika, jak możliwość obróbki miejsc trudnodostępnych w jednym ustaleniu i zamocowaniu przedmiotu obrabianego, choć również stanowią zaletę.

W możliwościach kinematycznych roboty przemysłowe cechują się bardzo dużą elastycznością w porównaniu do obrabiarek CNC.

Robot frezujący podczas pracy

Przykładowe rozwiązania kinematyczne robotów frezujących

W zakresie aplikacyjnym równie interesującym aspektem jest strona kosztów. Wdrożenie frezującego robota przemysłowego, jak również koszty eksploatacyjne są niższe (sic!) niż w przypadku obrabiarki CNC, co stanowi ekonomiczne uzasadnienie. Zrobotyzowane stanowisko obróbkowe wymaga mniejszej powierzchni instalacji niż standardowe frezarskie pionowe centra obróbcze CNC.

Możliwości konfiguracji węzłów kinematycznych robota – tutaj na przykładzie FANUC

W przypadku obrabiarek CNC przebieg toru narzędzia i parametrów obróbkowych wymaga wygenerowania programu obróbkowego, tzw. G kodów z użyciem programów lub systemów CAM (np. NX CAM). Program NC definiuje wszystkie osie sterowane, w tym ruchy narzędzia, suportów w przestrzeni roboczej obrabiarki etc. Wymaga to zastosowania tzw. postprocesora, który ostatecznie dokonuje syntezy programu obróbkowego dla konkretnej obrabiarki (kinematyka) i układu sterowania CNC.

(…) ograniczeniem stosowalności frezującego robota przemysłowego
była i nadal jest sztywność takiego układu oraz stosowanie wrzecion
o niewielkich mocach. Skutkiem tego ta metoda obróbki jest stosowana przede wszystkim do obróbki przedmiotów z materiałów łatwo skrawalnych i niewymagającej dużej dokładności...

W przypadku robotów przemysłowych jest to znacznie bardziej skomplikowane zagadnienie, ze względu na różnorodność konstrukcji (w tym konfiguracji) i różną liczbę osi sterowanych, co również przekłada się na skomplikowanie dopasowania układów sterowania na potrzeby frezowania CNC z wykorzystaniem robotów. Oprócz ruchów samego robota przemysłowego należy zaprogramować wszystkie osie zewnętrzne (m.in. podsystemy transportowe).

Poważnym ograniczeniem stosowalności frezującego robota przemysłowego była i nadal jest sztywność takiego układu oraz stosowanie wrzecion o niewielkich mocach. Skutkiem tego taka metoda obróbki jest stosowana przede wszystkim do obróbki przedmiotów z materiałów łatwo skrawalnych i niewymagającej dużej dokładności. Przykładem takich materiałów są: pianki, tworzywa sztuczne, styropian, czy drewno. Obróbka materiałów twardszych stanowi wyzwanie i nie można mówić o pożądanej efektywności w tym obszarze (…).

Pewnym kompromisowym rozwiązaniem jest takie, w którym robot przemysłowy odpowiada za przemieszczenia przedmiotu względem nieruchomego wrzeciona. Jednak takie podejście jedynie częściowo niweluje brak wystarczającej sztywności układu z robotem przemysłowym. O ile frezowanie przedmiotów metalowych, w tym stalowych w zakresie obróbki zgrubnej i częściowo kształtującej stanowi wyzwanie i trudno jest wskazać na efektywność takiej obróbki, o tyle realizacja obróbki wykańczającej jest już możliwa.

Symulacja robota ABB – obróbka łopatki w NX CAM Robotics
 

Przykładami takich obróbek są m.in: szlifowanie gładkościowe przedmiotów o powierzchniach krzywoliniowych i/lub swobodnych (np. armatura wodna), również z materiałów trudno obrabialnych (np. stopy lotnicze), polerowanie (m.in. kranów wodnych) itp.

Przykładem obróbek kształtujących są zadania technologiczne, które można realizować poprzez obróbkę z wykorzystaniem robota przemysłowego: obcinanie brzegów, docinanie kształtek wtryskowych, usuwanie wypływek, stępianie ostrych krawędzi, grawerowanie, cięcie plazmą lub water jet.

Ważne oprogramowanie
Kluczową rolę we wdrażaniu obróbki robotami przemysłowymi odgrywa oprogramowanie CAD/CAM. Zdolność programu czy systemu CAM w zakresie generowania ścieżki narzędzia z wykorzystaniem robota stanowi o realnych możliwościach skomplikowanej, pod względem ukształtowania powierzchni, obróbki. Różnorodność konstrukcji i konfiguracji robotów przemysłowych, dodatkowe osie do sterowania (m.in. wspomniane podsystemy transportowe i magazynowe) stawiają wysokie wymagania zarówno wobec oprogramowania CAM, jak i układów sterowania CNC. W przypadku robota przemysłowego programy obróbkowe są bardziej złożone, niż te generowane dla obrabiarek CNC (niektóre źródła wymieniają także różnorodność form i formatów danych wejściowych CAD, lecz to jest obszar problematyki odnoszący się do wszystkich zagadnień w przepływie danych CAD-CAM). Niezależnie od formy danych wejściowych muszą być one opracowane w oprogramowaniu CAD, by można było je wykorzystać w CAM.

Kwestia transferu danych może być źródłem błędów, główną przyczyną jest jednak mała sztywność robota przemysłowego względem stacjonarnych obrabiarek CNC, co wymusza potrzebę kontrolowania obciążenia narzędzia (promieniowego i osiowego), a także posuwu roboczego. Celem jest zapewnienie płynnego przejścia roboczego narzędzia bez nagłych zmian jego toru, z możliwie stałym obciążeniem. Takie rozwiązania stosuje się w opracowywaniu programów obróbkowych na potrzeby HSC (ang. High Speed Cutting) oraz HPM (ang. High Performance Machining).

Symulacja robota KUKA – grawerowanie w NX CAM Robotics

Przykładem może tu być oprogramowanie NX CAM i VoluMill oraz NX CAM Robotics. Skuteczna integracja możliwości różnych rozwiązań informatycznych pozwala na przeprowadzanie pełnej symulacji obróbki przestrzennej (3D) z jednoczesną analizą kolizyjności, weryfikacją zdefiniowanych warunków brzegowych, przyspieszeń i odnoszeniem się do wybranych członów robota przemysłowego. Oprogramowanie NX CAM Robotics jest kompatybilne m.in. ze znanymi robotami przemysłowymi, które dziś wykorzystuje się do obróbki frezarskiej, np. ABB, KUKA, FANUC oparte o sterowania ABB RAPID (S4, S4C, S4C+, IrC5), KUKA KRL (KRC 1/2/3/4), FANUC TPE (RJ2, RJ3, R30iA, R30iB), SINUMERIK 840D.

Zaletą środowiska NX CAM Robotics jest prostota programowania robotów za pomocą tych samych operacji znanych z pakietu frezowania oraz praca w zintegrowanym środowisku NX CAD/CAM. Po zaprogramowaniu ścieżki mamy możliwość przeprowadzeni dokładnej symulacji i weryfikacji obróbki elementu i pracy modelu robota 3D (podobnie jak w przypadku frezarek).

Symulacja obróbki faz w NX CAM Robotics
 

NX CAM Robotics Machining do programowania robotów w trybie off-line powstał po zintegrowaniu Tecnomatix z zaawansowanymi rozwiązaniami zrobotyzowanymi z oprogramowaniem NX CAM. Oprogramowanie to pozwala na projektowanie, symulację, walidację, optymalizację programu obróbki własnych robotów przemysłowych do zadań obróbczych. Wdrażanie robotów przemysłowych realizujących obróbkę ubytkową uzasadniane jest postępem w zakresie sterowania robotami przemysłowymi, w tym osiąganą dokładnością pozycjonowania i powtarzalnością. Nie bez wpływu jest tu problematyka wykwalifikowanej kadry pracowników szczebla średniego.

Pomimo wielu korzyści, zrobotyzowane stanowiska obróbcze ze względu na niewielką sztywność konstrukcji nie są w stanie zastąpić klasycznych (standardowych) frezarskich centrów obróbkowych CNC. Stanowią natomiast rozszerzenie możliwości technologicznych, uzupełniają zdolności produkcyjne, co przy współczesnym charakterze produkcji odgrywa istotną rolę w podtrzymywaniu konkurencyjności na rynku. Stosowanie zintegrowanego środowiska NX CAM do programowania robotów frezujących wpływa na efektywność czasu obróbki, zwiększenie wydajności i efektywność produkcji.

Źródło: CAMdivision