Robotické systémy pro CNC frézování a automatizované 3D optické měření

Tags: CAD/CAM | CNC | Robotika

Robotické systémy pro CNC frézování firmy KUKA s CAD/CAM softwarem Tebis

Firma KUKA Roboter patří mezi největší výrobce průmyslových robotů. Nabízí dnes řadu robotů s nosností od 3 kg do 1000 kg a s dosahem až 3900 mm. Vedle robotů nabízí další příslušenství, jako jsou řízené lineární pojezdy nebo rotační stoly, které rozšiřují pracovní rozsah a zlepšují dostupnost robotů. Aplikační modul Milling poskytuje komponenty a nástroje pro konkrétní aplikace, které umožňují využití robotů jako obráběcích strojů pro frézování. Modul Milling může být snadno přizpůsoben pro úlohy obrábění lehkých materiálů, jako jsou plasty, dřevo a polystyrén, nebo i materiálů tvrdých, jako je kámen či kovové díly nebo pískové segmenty. Přizpůsobení pracoviště pro danou aplikaci dosáhneme vhodným výběrem HSC vřetene s dostatečnou výkonností, nosností robota a dalším příslušenstvím, jako je chlazení nebo odsávání. Software KUKA.CAMROB zajistí, aby se NC data vygenerovaná CAD/CAM systémem transformovala do programu pro robot. CAMROB software rovněž verifikuje a simuluje konkrétní reálné uspořádání robota při obrábění.

CAD/CAM software Tebis

CAD/CAM software Tebis stejnojmenné firmy je komplexní a výkonné řešení pro 3D modelování a víceosé souvislé CNC obrábění. Tebis je schopen přímo načítat a zpracovat rozsáhlá 3D data exportovaná známými CAD systémy. Rovněž umožňuje přímo importovat skenovaná data z 3D skenerů. Tato data mohou být Tebisem dále upravována, rekonstruována do CAD ploch nebo kompletována do hybridních modelů (kombinace polygonálních sítí získaných 3D skenerem a CAD ploch). Tyto modely mohou být zpracovány všemi současnými technologiemi NC obrábění počínaje 2,5D obráběním až po 5osé souvislé frézování a řezání. Tato vlastnost je důležitá pro modelárny a designérská studia, které staví rozměrné modely a často pak po ručních úpravách snímají 3D skenerem takto upravené oblasti a kompletují data pro další NC frézování. Rovněž geometrie polotovarů (např. odlitků) může být nasnímána 3D skenerem a zadána do Tebisu. Tímto způsobem se šetří strojní časy NC obrábění, a to zvláště u velkých odlitků, neboť geometrie polotovaru je přesně známa, a obráběcí vřeteno tak nemusí zbytečně jezdit nad polotovarem obráběného dílu z důvodu bezpečného odstupu.

Velmi často jsou robotizovaná pracoviště využita pro 5osý ořez výlisku termoplastů nebo 5osý ořez laserem užívaný pro ořez plechových výlisků. Pro tyto aplikace nabízí firma Tebis řešení 5-Axis Trimming a 5-Axis Laser. Oba tyto moduly navrhují v dialogu s uživatelem postup, ve kterém uživatel modifikuje nebo akceptuje dráhu navrženou Tebisem a má tak možnost ovlivnit kolizní stavy řezací hlavy s geometrií výlisku nebo upínacím přípravkem už ve fázi přípravy NC programu.

Automatizované 3D optické měření

Firma GOM, výrobce 3D optických skenerů ATOS, uvedla na jaře tohoto roku dva významné softwarové produkty, které do budoucna výrazně zefektivní automatizovaná 3D optická měření s robotem a automatizovanou inspekci.

Virtual Measuring Room – VMR je virtuální, ale naprosto funkční reprezentace reálného měřicího prostředí robota pro případ 3D optického měření. Umožňuje nadefinovat měřicí místnost dle reálného uspořádání robota včetně měřeného objektu a měřicích přípravků. VMR je plně integrován do softwaru ATOS Professional, který je základním softwarem v nové verzi 7 pro 3D skener ATOS II/III. VMR řeší nejen problematiku off-line programování, je i schopen pracovat v on-line režimu s robotem.

Zvláště off-line programování výrazně zproduktivní měření s robotem, neboť robot není blokován „teachováním", jako tomu bylo doposud. Během práce v tomto modulu je operátor schopen simulovat 3D měření skenerem ATOS a eliminovat kolizní situace, ke kterým by mohlo při měření dojít. Takto připravený program pak může být snadno modifikován pro jiné uspořádání robota nebo přenesen na jiné pracoviště. VMR software a 3D skener ATOS může spolupracovat s roboty od řady výrobců, jako jsou KUKA, ABB, Mitsubishi, Staubli, Fanuc...

V oblasti automatizované inspekce je dalším výrazným krokem vpřed druhé softwarové řešení firmy GOM, označené jako ATOS Professional (operující s 3D skenerem ATOS) nebo nezávislé softwarové řešení firmy GOM umožňující načítat skenovaná data dalších výrobců 3D skenerů označené jako GOM Inspect Professional. Oba softwary obsahují novou technologii – parametrickou inspekci, která nahradí makro programování novým přístupem k řešení. Všechny akce a vyhodnocení jsou kompletně sledovatelné a navzájem propojené, takže mohou být snadno modifikovány a přizpůsobeny. Po provedených změnách jsou všechny závislé elementy jedním příkazem automaticky zmodifikovány, přičemž každý jednotlivý element zná svou vazbu (cestu) uvnitř softwarové struktury.

Nová inspekce je proto provedena interaktivně pouze jednou a následné další inspekce jsou prováděny již automaticky bez dalších nároků na makro programování.

Využitím obou softwarových řešení firmy GOM (VMR a ATOS Professional) a 3D skeneru ATOS s robotem můžeme automatizovat celý proces – od měření, přes vyhodnocení až po tvorbu protokolů z měření.