Processing of plastics materials with robot Stäubli

Stále širší využití tìchto materiálù v rùzných aplikacích vyžaduje adekvátní metody opracování, které budou garantovat vysokou efektivitu, produktivitu a také pøesnost a opakovatelnost. Opracování kompozitù na bázi uhlíkových vláken (CFRP) je však velmi specifické – zejména je témìø nemožné pomocí konvenèních strojù obrábìt rozmìrné komponenty. Právì proto robot RX170 hsm pøedstavuje pøelomové øešení v oblasti obrábìní
kompozitních materiálù.

Obrábìcí robot RX170 hsm

Vývoj nového robota probíhal zejména na základì modelu RX170. Pro tuto specifickou aplikaci však inženýøi ze Stäubli vyvinuli zcela nové rameno, u kterého je šestá osa nahrazena speciálním vysokorychlostním vøetenem. Veškerá kabeláž vèetnì pøívodu energie energie i hadice chladicího a mazacího systému jsou umístìny uvnitø ramene. Toto nabízí dvì velké výhody: znaènou úsporu místa a vysokou ochranu proti poškození a tím i maximální spolehlivost.

Obr. 1: Jelikož plasty nekladou robotu velký odpor, mùže pracovat ve velmi slušném tempu a dále tak snížit trvání celého cyklu.

Díky dosahu robota 1 835 milimetrù lze snadno obrábìt dlouhé díly, pøidáním pojezdové osy pak lze pracovní dosah ještì zvìtšit pro umožnìní obrábìní dílù dlouhých i nìkolik metrù. Vysoký výkon robota RX170 hsm je také ideální k obrábìní materiálù z uhlíkových vláken. Opakovatelná pøesnost pøitom èiní 0,04 mm, což bohatì splòuje standardy pro CFRP obrábìní.

Programování robota

Dalším pøínosem je vysoká efektivita robota, jenž mùže standardnì obsluhovat i nìkolik pracovních stanic. Tím se prostoje zaøízení zkracují na naprosté minimum. Programování probíhá pøedem a je možné ho provést i off-line. Díky výkonnému softwaru robot nemá absolutnì žádný problém provádìt postupnì rùzné trajektorie na více stanovištích. K programování je využíván software Stäubli Robotics Suite spoleènì s kontrolérem øady CS8 a programovacím jazykem VAL3, které nabízejí velice široké možnosti. Speciální balíèek VALhsm pak významnì usnadòuje programování obrábìcích operací. Veškeré informace jsou zobrazeny i na ruèním ovládání, pomocí nìhož je možné robot tyto trajektorie i nauèit. Ovládání zjednodušuje øada pøeddefinovaných funkcí, pøitom i pokroèilí uživatelé budou pøíjemnì pøekvapeni výkonem tohoto softwaru.

Všechny tyto vlastnosti otevírají pro využití robota RX170 hsm zcela nové oblasti, a už jde o obrábìní kompozitních materiálù v leteckém nebo automobilovém prùmyslu èi o výrobu dílù pro vìtrné turbíny. V souèasné dobì robot RX170 hsm pøedstavuje prakticky jedinou alternativu pro obrábìní CFRP materiálù v takto pøíznivé cenové hladinì.

Robot místo jednoúèelového stroje

Nìmecká spoleènost Riexinger GmbH & Co. KG se zabývá zejména vývojem strojù pro zpracování plastù. Nejvíce èasu firma vìnuje vývoji vlastních øešení a na míru pøipravených strojù, obèas se ale vyskytnou zákazníci, kteøí vyžadují zcela speciální øešení stoprocentnì vyhovující jejich požadavkùm. Jedním z takových klientù byla spoleènost Kubra GmbH, tradièní výrobce plastových potrubí pro kanalizaèní, odvodòovací a sanaèní systémy. První myšlenkou na øešení výroby základových komor pro kanalizace byla stavba specializovaného stroje, která ovšem narazila na nároèná specifika takových výrobkù, nebo bylo tøeba obrábìt vnìjší obvod rozmìrných dílù s prùmìrem pøes jeden metr. Pøedbìžná studie odhalila, že vývoj odpovídajícího specializovaného pracovištì by byl velmi nároèný nároèný i nákladný. Jako zajímavé øešení se ukázalo využití obrábìcího robota Stäubli RX 170 hsm.

Obr. 2: Šestá osa robotu je nahrazena vysokorychlostním vøetenem pro vìtší tuhost a pøesnost pøi obrábìní.

Nasazení tohoto robota v praxi splnilo veškeré požadavky zákazníka co do èasù cyklù i kvality. Díky témìø dvoumetrovému pracovnímu dosahu a volnosti pohybu dané pìtiosou konstrukcí nemá robot problém ani s vìtšími díly. Samotná realizace pracovištì postupovala velice rychle a robot nyní obrábí zejména základové komory s prùmìrem jednoho metru, a to v rùzných verzích s pøipojeními pro trubky o prùmìru mezi 110 a 315 mm. Komory pøicházejí na pracovištì v podobì polyetylenových nebo polypropylenových výliskù a úkolem obrábìcího robota je odstranìní pøebyteèného plastu a zajištìní pøesného vnìjšího rozmìru pro pøipojení navazujícího potrubí. Pøechod mezi rùznými variantami je pro operátora velmi jednoduchý, nebo pro provedení zmìny staèí nìkolik stiskù tlaèítek na ovládacím panelu robota.

Pro zajištìní plynulosti procesu obrábìní plastových èástí je buòka vybavena také systémem pro automatickou výmìnu nástrojù. Zde si RX170 hsm samostatnì zvolí právì ten nástroj, který se pro daný proces nejlépe hodí. I díky tomu je zaruèena velice vysoká kvalita zcela srovnatelná s výsledky jednoúèelového obrábìcího centra. Jelikož plasty pøi obrábìní nekladou velký odpor, mùže robot pracovat ve velmi slušném tempu a snížit trvání celého cyklu až pod hranici dvou minut. Dokonèené díly splòují všechny požadavky testù kvality a žádné dodateèné opracování již není potøeba.

Aèkoliv se Riexinger specializuje zejména na jednoúèelové stroje, využití obrábìcího robota Stäubli RX170 hsm se ukázalo jako jednoduché a spolehlivé øešení, které v porovnání s èasovì a finanènì nároèným vývojem specializovaných pracoviš pøináší znaèné úspory. Spoleènost tak má nyní k dispozici komplexní systém, který je mnohem dostupnìjší, a navíc pøináší výhodu v podobì prakticky neomezené flexibility.

www.staubli.cz