• Home
  • Features
  • Processing of plastics materials with robot Stäubli

Processing of plastics materials with robot Stäubli

Processing of plastics materials with robot Stäubli

Innovative use of lightweight composite materials based on carbon fibers is growing rapidly, but these materials have very specific characteristics of machinability. Stäubli company has developed an interesting solution for fast and accurate machining of composite materials using a new robot RX170 hsm and software packages tailored to the sector.

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.


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 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.

 Obrábění plastů a kompozitních materiálů robotem Stäubli
   Obr. 1: 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. 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, a 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, nebo bylo třeba obrábět vnější obvod rozměrných dílů s průměrem přes jeden metr. Předběžná studie odhalila, že vývoj odpovídajícího specializovaného pracoviště by byl velmi náročný náročný i nákladný. Jako zajímavé řešení se ukázalo využití obráběcího robota Stäubli RX 170 hsm.

Obrábění plastů a kompozitních materiálů robotem Stäubli
   Obr. 2: Šestá osa robotu je nahrazena vysokorychlostním vřetenem pro větší tuhost a přesnost při obrábění.

Nasazení 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, nebo 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.

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 pracoviš přináší značné úspory. Společnost tak má nyní k dispozici komplexní systém, který je mnohem dostupnější, a navíc přináší výhodu v podobě prakticky neomezené flexibility.

www.staubli.cz

  • autor:
  • Stäubli Systems, s.r.o.
  • Stäubli Systems, s.r.o.

    Stäubli Systems, s.r.o.

    Increasing productivity by reducing time exchanges form - complete solutions for rapid exchange of forms, Clamping systems, Multi Couplings. Industrial robots for the plastics industry.



You might also be interested