Может ли робот превзойти станок с ЧПУ для роботизированной обработки?

Роботизированная обработка отправляет станки с ЧПУ на путь динозавров! Но действительно ли роботы достаточно хороши для механической обработки?

Если вы еще не слышали, роботы — это новые станки с ЧПУ!

Могут ли традиционные станки с ЧПУ стать динозаврами? (т.е. вымер, а не превратился в многомиллионную кинофраншизу, хотя я бы с удовольствием посмотрел «CNC World 3»)

За последнее десятилетие роботы стали использоваться вместо традиционных станков для решения широкого круга задач, включая фрезерование, полировку, удаление заусенцев, резку и многое другое.

Может ли роботизированная обработка действительно превзойти специализированные станки? Давайте узнаем.

Роботизированная обработка… Правда?

Если идея роботизированной обработки для вас нова, вы можете быть настроены скептически. Роботы не известны своей жесткостью, которая обычно считается наиболее важным свойством станка с ЧПУ. Однако у роботизированной обработки есть огромные преимущества, которые могут перевесить этот недостаток.

Представьте, что у вас есть огромная глыба льда.

Вы хотите вылепить забавную ледяную статую генерального директора вашей компании для предстоящего делового ужина. Однако у вас нет ни навыков, ни времени, чтобы научиться лепить лед вручную. У вас есть доступ к механическому цеху, полному станков с ЧПУ, но все они слишком малы, чтобы поместиться в ледяную глыбу.

Но у вас есть робот.

Это именно то приложение, которое идеально подходит для роботизированной обработки. Он включает в себя заготовку, которая слишком велика для традиционных станков, сделана из относительно мягкого материала и требует сложных траекторий обработки, которые невозможно реализовать на большинстве станков с ЧПУ. Вот почему роботизированная обработка особенно популярна для задач быстрого прототипирования.

Однако вы можете подумать:"Это все очень хорошо, но я не хочу резать глыбу льда. Я хочу точно обработать наш продукт. Подойдет ли мне роботизированная обработка?» Возможно.

Роботы и станки с ЧПУ:чем они отличаются

Давайте разберем различия между двумя технологиями, сравнив 5 важных свойств:

1. Точность

Точность обработки – это, пожалуй, главное свойство, которое люди используют для определения производительности станка с ЧПУ. Если ваша машина не точна, как вы можете надеяться создать качественный продукт?

Точность станков постоянно повышается. Высококачественные машины могут достигать точности от 20 до 50 микрон. Так называемый «самый точный токарный станок в мире» (который был создан еще в 2001 году и, кажется, не знает себе равных) имеет точность 0,2 микрона.

За последние несколько лет точность роботов повысилась. Промышленные роботы могут быть откалиброваны близко к их воспроизводимости. Например, робот KUKA KR210 с повторяемостью 100 микрон можно откалибровать с точностью до 200 микрон.

Однако важно помнить, что точность робота зависит от хорошей калибровки (как мы обсуждали в нашей статье Действительно ли точно программирование в автономном режиме?). Поскольку калибровка зависит от конечных пользователей, индустрия робототехники, как правило, уделяет больше внимания «повторяемости» робота, чем его точности.

Победитель: Станки с ЧПУ

2. Рабочая область

Что касается рабочего пространства, то есть несколько впечатляющих станков с ЧПУ. Я видел планшетные машины, которые больше слонов. Однако у большинства из них рабочее пространство намного меньше.

Промышленные роботы, напротив, очень часто имеют большое рабочее пространство. Промышленный робот среднего размера будет иметь рабочий объем от 7 до 8 кубических метров. Более того, вы можете легко добавить к роботу внешнюю ось и еще больше расширить его рабочее пространство.

Победитель: Роботизированная обработка

3. Универсальность

Вероятно, самым большим преимуществом роботов является их универсальность. Вы можете легко перемещать их с одной задачи на другую. Станки с ЧПУ отлично справляются с одной конкретной задачей, будь то фрезерование, токарная обработка, сверление и т. д. Робот может выполнять все эти и многие другие задачи.

Роботы также могут двигаться по более сложным траекториям, чем большинство станков с ЧПУ. Станки с ЧПУ, как правило, имеют 3 или 4 степени свободы (DoF). Этого достаточно для многих задач обработки, но это может быть ограничивающим фактором. Почти все промышленные роботы имеют 6 степеней свободы, что означает, что вы можете обрабатывать практически любую форму, которую хотите.

Победитель: Роботизированная обработка

4. Жесткость

Жесткость станка сильно влияет на его точность. Инструмент с низкой жесткостью будет двигаться, когда он сталкивается с твердым материалом. Это приведет к неточному резу. Роботы обычно имеют гораздо меньшую жесткость, чем традиционные станки. Жесткость робота обычно составляет менее 1 ньютона на микрометр, в то время как у станков с ЧПУ она часто превышает 50 ньютонов на микрометр.

Инструменты с низкой жесткостью также обычно имеют более низкие собственные частоты, а это означает, что инструмент будет вибрировать при контакте с материалом. Роботы имеют собственную частоту от 10 до 20 Гц по сравнению с несколькими сотнями или тысячами Гц для станков.

Робот может легко обрабатывать мягкие материалы, такие как пенопласт, дерево, пластик и т. д. Однако более твердые материалы, такие как сталь или титан, могут вызвать люфт в двигателях робота, что снизит точность. .

Победитель: Станки с ЧПУ

5. Доступность

И станки, и роботы могут быть дорогими. Однако у роботов есть два явных преимущества перед традиционными станками с ЧПУ:большое рабочее пространство и универсальность. Возможность обработки объектов (практически) любого размера, формы и сложности означает, что роботы могут принести бизнесу больше пользы при меньших затратах.

Исследователи из Университета Монса в Бельгии подсчитали, что робот на 30 % дешевле, чем станок с таким же рабочим пространством.

Победитель: Роботизированная обработка

Заключение

Ответ на вопрос «Могут ли роботы превзойти станки с ЧПУ?» является определенным «Да».

Но с одной оговоркой:это зависит от того, что означает слово "превзойти" для вашего приложения.

Если ваша задача обработки требует высокой точности и жесткости, то станки с ЧПУ непревзойденны. Однако, если вам нужна универсальность, большое рабочее пространство и доступная цена, вам подойдет роботизированная обработка.

Как заставить роботов работать на вас

Роботизированная обработка проста, но только если у вас есть подходящее программное обеспечение для программирования. RoboDK поставляется со встроенным инструментом обработки робота, который преобразует созданный CAM файл ASM или GCODE в путь для вашего робота. Демо-видео этого инструмента можно найти здесь.

Он также поддерживает роботов, специально разработанных для роботизированной обработки (с повышенной жесткостью и точностью), таких как Stäubli RX170 hsm, ABB IRB 6660 и KUKA KR 500-3 (самый Станочный вариант). Модели этих и сотен других роботов можно найти в библиотеке роботов.

Планируете ли вы приобрести робота для обработки? Сообщите нам в комментариях ниже или присоединитесь к обсуждению в LinkedIn, Twitter, Facebook или Instagram.