La macinazione robotica è diventata una tecnologia sempre più importante nella moderna produzione di metalli, ma l'installazione di un robot industriale è solo l'inizio di un progetto di automazione.

Per i costruttori che producono componenti metallici complessi, una delle sfide più grandi è quella di programmare il robot per seguire il percorso di macinazione corretto.

Ciò diventa particolarmente difficile quando il pezzo di lavoro contiene superfici curve, bordi multipli, geometrie irregolari o molti modelli di prodotto diversi.

La programmazione dei robot tradizionali richiede spesso che gli ingegneri insegnino al robot punto per punto sul piano di produzione.Ma quando ci vogliono centinaia o migliaia di punti, la programmazione può diventare dispendiosa e inefficiente.

E' qui cheprogrammazione offlinepuò fare una grande differenza.

Sviluppando programmi robot in un ambiente virtuale prima dell'inizio della produzione, i produttori possono preparare processi di rettifica complessi in modo più efficiente riducendo al contempo i tempi di fermo macchina.

Che cos'è la programmazione offline?

La programmazione offline, spesso chiamata OLP, è un metodo per creare e simulare programmi robot su un computer piuttosto che insegnare direttamente al robot sulla linea di produzione.

Un modello digitale del robot, degli attrezzi, dei dispositivi e del pezzo di lavoro viene creato in un ambiente virtuale.

Gli ingegneri possono quindi definire digitalmente il movimento del robot e i percorsi di macinazione.

Prima di trasferire il programma al robot fisico, l'intero processo può essere simulato per identificare potenziali problemi.

Ciò consente agli ingegneri di rispondere a domande importanti prima dell'inizio della produzione:

• Può il robot raggiungere ogni superficie richiesta?
• L'attrezzo colpirà il pezzo da lavorare?
• L'orientamento del robot è adatto?
• Ci sono singolarità o movimenti inutili?
• È possibile raggiungere il tempo di ciclo richiesto?
• L'apparecchio è posizionato correttamente?

Per applicazioni di rettifica complesse, questa prova virtuale può ridurre significativamente il tempo di messa in servizio.

Perché i pezzi complessi sono difficili da automatizzare

Un robot può muoversi su più assi, ma questo non significa automaticamente che possa macinare ogni superficie correttamente.

Considerate un corpo del rubinetto.

La sua geometria può contenere:

• Curve lisce
• Transizioni brusche
• Aree interne
• Con bordi stretti
• Diversi orientamenti della superficie

Lo strumento di rettifica deve mantenere un rapporto adeguato con la superficie durante tutto il processo.

Il robot deve quindi regolare continuamente la sua posizione e l'orientamento seguendo la geometria.

Programmare manualmente questo può richiedere un gran numero di punti di insegnamento.

Per i produttori che producono complesse apparecchiature per bagni, questa può diventare una delle maggiori sfide dell'automazione robotica.

La programmazione offline inizia con un modello digitale

Un tipico flusso di lavoro di programmazione offline inizia con un modello 3D del pezzo da lavorare.

Il modello può derivare da dati CAD generati durante la progettazione del prodotto.

Gli ingegneri possono importare il modello digitale nell'ambiente di programmazione del robot e definire le aree di elaborazione richieste.

Invece di spostare fisicamente il robot su ogni superficie, l'ingegnere può creare la traiettoria di macinazione digitalmente.

Ciò è particolarmente utile per i prodotti che hanno già modelli CAD accurati.

Il modello digitale diventa la base per lo sviluppo del processo robotico.

Simulazione del robot prima della produzione

Una delle caratteristiche più importanti della programmazione offline è la simulazione.

Il robot virtuale può eseguire l'operazione di rettifica pianificata prima che la macchina sia in funzione.

Gli ingegneri possono osservare:

• Movimento del robot
• Orientazione dello strumento
• Posizione del pezzo da lavorare
• Interferenze degli apparecchi
• Potenziali collisioni
• Sequenza di trattamento

Se viene individuato un problema, il programma può essere modificato digitalmente.

Questo è molto più efficiente che scoprire lo stesso problema dopo l'installazione del robot in fabbrica.

Per una cellula di rettifica robotica complessa, prevenire una grande collisione o un errore di programmazione può risparmiare un tempo di messa in servizio significativo.

Riduzione del tempo di fermo di produzione

I metodi di insegnamento tradizionali richiedono che il robot fisico sia disponibile per la programmazione.

Durante questo periodo, il robot non può essere utilizzato per la produzione normale.

Per le fabbriche che utilizzano attrezzature automatizzate di alto valore, il tempo di fermo può essere costoso.

La programmazione offline fornisce un approccio diverso.

Gli ingegneri possono preparare nuovi programmi mentre il robot continua a svolgere un lavoro di produzione esistente.

Una volta che il nuovo programma è stato convalidato, può essere trasferito al robot per la messa in servizio e la regolazione finale.

Ciò può ridurre il tempo di produzione necessario per programmare nuovi prodotti.

Sostituzione più rapida dei prodotti

I moderni produttori raramente producono un solo prodotto.

Un produttore di rubinetti, ad esempio, può produrre diversi modelli con variazioni di:

• Forma
• Dimensione
• Posizione del manico
• Geometria della superficie
• Materiale

Se ogni nuovo modello richiede un ampio insegnamento manuale, cambiare produzione può richiedere molto tempo.

La programmazione offline può semplificare questo processo.

Una volta che il modello digitale del nuovo prodotto è disponibile, gli ingegneri possono sviluppare un percorso corrispondente del robot senza ricominciare completamente da zero.

Le conoscenze esistenti sui processi possono anche essere riutilizzate.

Ad esempio, strategie di macinazione simili possono essere applicate a prodotti diversi con adeguate modifiche.

Ciò crea un sistema produttivo più flessibile.

La programmazione offline è più che una generazione di percorsi

Creare una traiettoria del robot e' solo una parte della programmazione offline.

Un processo di macinazione robotizzato professionale deve anche considerare le caratteristiche fisiche dell'operazione di macinazione.

Il programma digitale deve funzionare correttamente con il reale:

• Strumento abrasivo
• Ruota di contatto
• Fabbricazione
• Fabbricazione
• Robot
• Macchine per la rettifica

Il modello virtuale deve quindi rappresentare con precisione l'ambiente di produzione reale.

Se il modello digitale non corrisponde al sistema fisico, i risultati della simulazione potrebbero non rappresentare con precisione la produzione effettiva.

Questo è il motivo per cui la programmazione offline deve essere combinata con l'ingegneria pratica dei processi.

L'importanza dell'orientamento degli attrezzi

L'orientamento degli utensili è particolarmente importante nelle applicazioni di macinatura.

Lo strumento abrasivo deve entrare in contatto con il pezzo in una direzione appropriata.

Se lo strumento si avvicina alla superficie con un angolo inadeguato, possono verificarsi diversi problemi:

• Rimozione irregolare del materiale
• Cattive qualità della superficie
• Usura abrasiva eccessiva
• Aumento delle vibrazioni
• Tempo di elaborazione più lungo

Per i prodotti curvi, il robot potrebbe dover cambiare continuamente l'orientamento dello strumento seguendo la superficie.

La programmazione offline consente agli ingegneri di visualizzare questi movimenti e ottimizzare la traiettoria prima di eseguire il sistema fisico.

Il rilevamento delle collisioni migliora l'affidabilità del sistema

Un robot può avere una portata sufficiente per accedere a un pezzo da lavorare ma rischia comunque di collidere.

La potenziale collisione può comportare:

• Braccio robot
• Strumento di rettifica
• Fabbricazione
• Fabbricazione
• Casella di sicurezza
• Altre attrezzature

Il software di simulazione può identificare molti di questi problemi prima della messa in servizio fisica.

Ciò è particolarmente utile quando la cella robotica contiene più apparecchiature che operano in uno spazio limitato.

Una simulazione ben progettata può aiutare gli ingegneri a ottimizzare il layout prima di produrre e installare le attrezzature.

Combinare la programmazione offline con la macinazione robotica

La programmazione offline diventa particolarmente potente quando viene combinata con un completo sistema di rettifica robotica.

Il processo può essere suddiviso in diverse fasi:

Modello 3D del prodotto → Pianificazione dei processi → Trajettoria del robot → Simulazione → Generazione del programma → Immissione in servizio fisica → Produzione

Questo flusso di lavoro consente ai produttori di passare dalla progettazione del prodotto alla produzione automatizzata in modo più efficiente.

Invece di trattare la programmazione come un passo isolato, essa diventa parte del processo complessivo di ingegneria manifatturiera.

Il ruolo dell'esperienza ingegneristica

Il software da solo non può garantire il successo del processo di macinazione.

Una simulazione virtuale può dimostrare che il robot può raggiungere una superficie, ma non determina automaticamente se il risultato di macinazione soddisferà le esigenze del cliente.

Gli ingegneri devono ancora capire:

• Comportamento materiale
• Caratteristiche abrasive
• Requisiti di finitura superficiale
• Forze di rottura
• Tempo del ciclo di produzione
• Progettazione degli apparecchi

Ciò è particolarmente importante per i prodotti decorativi come i rubinetti, dove la qualità cosmetica può essere altrettanto importante quanto la precisione dimensionale.

I risultati migliori sono ottenuti combinandoconoscenze pratiche in materia di robotica, software e finitura superficiale.

Rendere più flessibile la macinazione robotica

Man mano che i produttori producono più varietà di prodotti, la flessibilità diventa sempre più importante.

Una moderna cella di rettifica robotica non dovrebbe eseguire solo un compito ripetitivo.

Dovrebbe essere in grado di adattarsi ai diversi prodotti e alle diverse esigenze di produzione.

La programmazione offline supporta questa flessibilità rendendo più facile lo sviluppo e la convalida di programmi per nuovi pezzi.

Questa è una delle ragioni per cui la produzione digitale è sempre più connessa con l'automazione robotica.

La fabbrica del futuro non avrà semplicemente più robot.

Essa connetterà la progettazione dei prodotti, l'ingegneria dei processi, la programmazione dei robot, la produzione e il controllo della qualità in un flusso di lavoro digitale più integrato.

Come Dingzhu approccia l'automazione della rettifica robotica

AlXiamen Dingzhu Intelligent Equipment Co., Ltd., sviluppiamo soluzioni di rettifica e lucidatura robotizzate personalizzate per i produttori di prodotti metallici, inclusi rubinetti e accessori per bagni.

Le nostre soluzioni di automazione possono integrare robot industrialiFANUC e ABBcon sistemi di rettifica, lucidatura, fissaggio e controllo personalizzati.

Per i pezzi di lavoro complessi, la programmazione dei robot e lo sviluppo dei processi sono parti importanti della soluzione complessiva.

L'obiettivo non è semplicemente far muovere un robot.

L'obiettivo è quello di creare un processo di produzione completo in grado di raggiungere ripetutamente la qualità della superficie, l'efficienza e l'affidabilità della produzione richieste.

Conclusioni

Con l'avanzare della lavorazione robotica, la tecnologia di programmazione sta diventando importante quanto il robot stesso.

La programmazione offline consente ai produttori di sviluppare complesse traiettorie di robot in un ambiente virtuale, identificare potenziali problemi prima della produzione, ridurre i tempi di messa in servizio,e rendere più efficienti i cambi di prodotto.

Per i produttori che lavorano con componenti metallici complessi, questa tecnologia può rendere l'automazione robotica significativamente più pratica e flessibile.

La combinazione di robot industriali, simulazioni digitali, ingegneria dei processi e competenze di finitura superficiale sta aprendo un nuovo capitolo per la produzione automatizzata.

Il futuro della macinazione robotica non riguarda semplicemente i robot che lavorano più velocemente.

Si tratta diprogettare, simulare, ottimizzare e produrre più intelligenti.