Felületalakítás KR QUANTEC és KUKA.CNC segítségével

2007 óta a Seegben található SEMATEK vállalat olyan innovatív mérnöki megoldásokat fejlesztett ki a modern megmunkálási folyamatokhoz, melyekkel nagymértékben képes támogatni a cégek gyártási  folyamatainak optimalizálását, továbbfejlesztését, legyen szó akár új termékről vagy már használatban lévő, bevált gyártási folyamatok újratervezéséről.

2007 óta a Seegben található SEMATEK vállalat olyan innovatív mérnöki megoldásokat fejlesztett ki a modern megmunkálási folyamatokhoz, melyekkel nagymértékben képes támogatni a cégek gyártási folyamatainak optimalizálását, továbbfejlesztését, legyen szó akár új termékről vagy már használatban lévő, bevált gyártási folyamatok újratervezéséről. A vállalat egyik fő célja mindig is az volt, hogy segítsen csökkenteni a költségeket, miközben intenzív növekedést ér el a produktivitásban.

Kezdőpont / A feladat meghatározása:

Az olyan kimart formák finishelése és felületi finomítása – mint a mélyhúzó szerszámok, a karosszéria elemek és a különféle kompozit alkatrészek öntőformái, valamint a fröccsöntött alkatrészek öntőformái – mindmáig általában kézzel történik. A nagyméretű, szabad formájú felületek polírozása azonban még a fejlettebb optimalizálási rendszerekkel felszerelt gyárakban is akár 20 teljes munkanapot is igényelhet. A felületalakítási folyamat fejlesztése során a hangsúlyt arra fektették, hogy az új technológia minél pontosabb, rugalmasabb, megbízhatóbb és költséghatékonyabb legyen. A cél itt az volt, hogy a fémfelszínt az automatizált rendszerekkel jó minőségű funkcionális felületté alakítsák. Mindez mostanra lehetővé vált a „Machine Hammer Peening” alkalmazás segítségével. Ez egyfajta kikalapálási eljárás, mely során a robot a munkadarab felületét simábbra alakítja. Annak érdekében, hogy ezzel a folyamattal a komplex munkadarabok bonyolult felületének alakítását automatizálni tudja, a Sematek egy KUKA robottal  és KUKA.CNC szoftverrel szerelte fel a rendszert.

kuka_1

Implementáció / Megoldás:

A KR QUANTEC szériás KUKA robot karimáján egy lineárisan oszcilláló kalapácsfejjel ellátott pneumatikus szerszámot helyeztek el (a 3S-egnineering GmbH által forgalmazott FORGEfix) a felület tökéletes megmunkálására. Miután a robot bemérte a munkadarabot, a KUKA.CNC szoftver által meghatározott útvonalon vezeti végig a szerszámfejet. Miközben a gép ezt a folyamatot végzi, lenyomja a marócsúcsot a horonyba. A gömb átmérőjét, az előtolását, a pálya hosszát, az mozgás szögét, valamint a munkafelszín és a kalapácsfej állásszögét is pontosan meg kell határozni, hogy alkalmas legyen a folyamat elvégzésére. A SEMATEK a LEONI GmbH által tervezett 5D mérési rendszert alkalmazza, hogy a feldolgozófejet bemérje. A szerszám középpontjának bemérése mellett (TCP), ez a folyamat elsősorban azt biztosítja, hogy a szerszám tájolása a lehető legpontosabban legyen kalibrálva. A szerszám tájolása teszi lehetővé, hogy elérjük a maximális pontosságot a folyamatok során, így ez az egyik legfontosabb eleme az 5 tengelyes CNC programok végrehajtásának.

[youtube]BOkQoYVVAIE[/youtube]

A rendszer felépítése:

A KUKA KR 240 R2900 kiemelkedő tulajdonságai a nagy hatósugár és a rugalmasság. A KUKA robot használata hatalmas anyagi előnyt jelent olyan alkatrészeknél, melyeknél 5 tengelyes megmunkálási stratégiára van szükség. Hogy a robot programozását és beállítását megkönnyítse, a cég kifejlesztett egy KUKA.CNC szoftver csomagot. A szoftver segítségével a robot mozgását teljes egészében G-kódban (DIN 66025) adhatjuk meg. A program ezután elkészíthető a CAD/CAM folyamatláncon keresztül, majd a vezérlőn minden további átalakítás nélkül használható, nem szükséges egy speciális robot program használata (robotok nyelvére való fordítás). Ennek köszönhetően az olyan CNC funkciók, mint a sugárkorrekció és a testvérszerszámok használata sokkal könnyebb. A folyamat további támogatására a cég egy szimulációs modult használ, ezzel is biztosítva az eszköz hozzáférhetőségét és az esetleges ütközések elkerülését. Ily módon a robotok akár teljes értékű CNC gépként is használhatjuk. A gép további előnyei a továbbfejlesztett pályakezelésből is fakadnak, mellyel egységes megmunkálásra képes a teljes alkatrészen.

kuka_2

Eredmények/előnyök:

kuka_3A kalapálási folyamat nem csak simábbá, de szilárdabbá, ellenállóbbá is teszi a kimart felszínt, miközben optimalizálja a maradó feszültség eloszlását. Így a felszín egységes és reprodukálható lesz. Ez a kalapáló folyamat teszi lehetővé, hogy 0.1 µm-nél kisebb felületi érdességet is, amit kizárólag marással lehetetlen lenne elérni. A keményítő folyamatnak köszönhetően a felület keménysége akár 30%-kal növelhető, a megmunkált anyagtól függően. Ebből kifolyólag a további felületalakító munkálatok bizonyos esetekben teljes mértékben kihagyhatók. De mindenekelőtt az automatizált kalapálási folyamat elsődleges célja a kézi csiszolás és polírozás helyettesítése. A felületkezelés – és így az egész megmunkálási folyamat – sokkal gyorsabban végezhető el, mivel a felület kialakításával töltött idő jelentősen csökkent. A KUKA robot használatával akár szabadformájú, komplex felületeket is megmunkálhatunk. Gyakran az egész alkatrész megmunkálása lehetséges – nincs szükség az alkatrész idő-és pénzigényes újra befogására. A rendkívül pontos pályatervezésnek köszönhetően a robot nagy sebességgel képes dolgozni minimális átfedésekkel. Ez biztosítja, hogy minimális idő alatt maximális teljesítményt nyújtson.

Forrás www.kuka-robotics.com