Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Při použití průmyslových robotů v obrábění mají uživatelé často problémy s jejich programováním a také s přesností upínacích přípravků či obrobků. Řešením je balíček funkcí Force Control, který nedávno představila společnost ABB. V článku je popsáno, jak lze užitím těchto funkcí zjednodušit a zrychlit využívání průmyslových robotů při obrábění.
Tři funkce pro robotické obrábění
Tradičně jsou roboty programovány definováním jejich trajektorie a rychlosti. Ty jsou nezávislé na síle, která působí na obráběný předmět. Jestliže se však trajektorie neshoduje konturami či rozměry obrobku, mohou nastat problémy s kvalitou opracování nebo může dojít k poškození nástroje. Důsledkem bývá značná ztráta času vzniklá odstraňováním těchto nedostatků. Balíček funkcí Force Control společnosti ABB nabízí řešení – tři nové funkce, které posouvají používání a ovládání robotů při obrábění na novou úroveň.
FC Graphical Programming Interface
Funkce umožňuje automatické ukládání trajektorií. Po aktivaci robot uvolní své osy a umožní volnou manipulaci. Operátor uchopí robot za nástroj a ovládáním ramene a zápěstí robotu jím pohybuje po obráběném předmětu. V průběhu této operace jsou ukládány jednotlivé body dráhy pohybu nástroje (obr. 1), které jsou základem pro funkci automatického vytvoření trajektorie – Automatic Path Learning.
FC Pressure
Díky této funkci lze zajistit, aby robot nástrojem vždy sledoval kontury obráběného předmětu, a to po lineární nebo kruhové trajektorii. Pozice robotu (nástroje) kolmo na osu pohybu může být změněna tak, aby byl stále zachován definovaný přítlak na povrch obrobku.
FC SpeedChange
Funkce dokáže zaručit konstantní sílu, kterou působí nástroj na obrobek. Konstantní síly je dosaženo změnou rychlosti posuvu robotu během obrábění.
Force Control – kompletní řešení
Sada funkcí Force Control pro řízení přítlaku při robotickém obrábění je řešením pro zákazníky, kteří chtějí sestavovat své obráběcí úlohy a procesy sami. Vedle tří zmíněných funkcí obsahuje tyto komponenty:
-
RobotWare Machining Force Control,
-
grafické uživatelské rozhraní,
-
deska pro sběr dat (DAQ Board),
-
senzor přítlaku a momentu,
-
kabeláž.
Sada Force Control je dodávána sestavená, vyzkoušená a ověřená. Lze ji použít s roboty typů IRB140, IRB2400, IRB4400, IRB6600 a IRB7600. Použití funkcí Force Control pro řízení přítlaku přináší četné výhody. Rychlé programování a ladění procesů urychluje a zjednodušuje jejich integraci. Významně se snižuje riziko poškození obrobku, nástroje či robotu, což se odrazí v lepší kvalitě výroby. Nezanedbatelné je zlepšení pracovních podmínek, minimalizace pracovních úrazů a zdravotních rizik. Funkce Force Control přispívá také k nižším nákladům tím, že umožňuje předvídat opotřebení nástrojů a prodlužovat jejich životnost. K vyšší produktivitě přispívá schopnost zvládnout různé druhy otřepů. Při opracování se sleduje přítlačná síla, a nikoliv přesnost založení do upínacích přípravků, což se odrazí v lepší kvalitě opracování (obr. 3).
V tab. 1 jsou uvedeny příklady využití funkcí přítlaku při opracovávání různých materiálů, některé příklady jsou uvedeny v obr. 4.
Robotická buňka Flex Finishing Cell
Nejsnazší cestou, jak ForceControl zařadit do svého výrobního procesu, je využití kompletní robotické buňky Flex Finishing Cell, která obsahuje:
-
průmyslový robot IRB 140,
-
sadu funkcí Force Control,
-
dvoupolohový manuální otočný stolek,
-
základovou desku výšky 2 m a šířky 2 m obsahující kabelové vedení pro buňku,
-
obráběcí vřeteno,
-
toolchanger až pro pět nástrojů,
-
grafické rozhraní pro uživatele (GUI),
-
rozhraní člověk-stroj (HMI).
Robotická buňka je standardizované a ověřené řešení. Může být naprogramována pro použití různých nástrojů a přizpůsobena práci s různými komponentami a obrobky.
Závěr
Využitím funkcí řízení přítlaku Force Control se obrábění pomocí robotů dostává na vyšší úroveň. Robot může být nyní vybaven jedním z lidských smyslů – hmatem. Lidská ruka je dodnes nejlepším „zařízením“ k uchopování předmětů a manipulaci s nimi a robot vybavený sadou Force Control se může k dokonalosti lidské ruky alespoň trochu přiblížit.
Další informace jsou k dispozici na internetové adrese:
www.abb.cz
Radek Velebil, ABB, s. r. o.
Obr. 1. FC Graphical Programming Interface – jednotlivé body dráhy pohybu nástroje jsou ukládány pro výpočet výsledné trajektorie
Obr. 2. Robot osazený komponentami funkce řízení přítlaku Force Control
Obr. 3. Výsledky obrábění: a) bez použití Force Control, b) s použitím funkcí Force Control
Obr. 4. Využití funkcí Force Control
Obr. 5. Robotická buňka Flex Finishing Cell
Tab. 1. Využití funkcí sady Force Control pro opracování různých materiálů