Team robot-machine maakt metaalbewerking efficiënter

13 juni 2012

Robots vergroeien steeds meer met werktuigmachines om hun efficiency te verhogen. Ze nemen zelfs CNC-bewerkingen over. Voorbeelden hiervan waren eind mei te zien op de vakbeurs Automatica in München.

Samenwerking robots en werktuigmachine bij het be- en ontladen. (Foto: Stäubli)

Visionsystemen beheersen steeds meer lasnaadcontroles. (Foto: Vitronic)

Geschikt voor verschillende onderdelen: toevoersystemen waarin robots en vision samen opereren. (Foto: Adept Technology)

• 
• 
• 

Moderne werktuigmachines opereren bij verspanende bewerkingen in zo'n hoog tempo, dat de neventijden – zoals bij het be- en ontladen – voor de totaalprestatie steeds belangrijker worden. Hier zorgen robots steeds meer voor een versnelling. Naast de tijdwinst kan de verbinding van robotsystemen en werktuigmachines ook zorgen voor een volautomatisch manloos proces. Voor de automatisering van werktuigmachines worden over het algemeen twee concepten gevolgd: de integratie van de robot in de machine, alsmede het 'docken' van complete automatiseringsmodules inclusief robots aan de machine.
Vooral voor de integratie van de robot in de machine werden op de beurs nieuwe robuuste concepten getoond, die opgewassen zijn tegen een omgeving van spanen, slijpstof, koelsmeermiddelen en andere agressieve media. Ook 'achter' de machine dragen combinaties van robots en visionsystemen bij aan de efficiency en automatisering. Ze nemen bijvoorbeeld kwaliteitscontrole over of zorgen indien gewenst ook voor het verder bewerken van werkstukken.

In opkomst zijn ook CNC-bewerkingen waarbij goedkopere robotoplossingen de plaats innemen van dure 5-assige machines. Robotfabrikanten hebben hiervoor robots ontwikkeld met een stabiliteit die voor de bewerking van harde materialen noodzakelijk is. Hiervoor worden bijvoorbeeld servo-stabilisatoren aan de verschillende robotassen gebouwd. Zij beloven een reproduceerbare bewerking, waarbij de vereiste maattoleranties gehandhaafd worden. Bovendien worden verbeterde besturingstechnieken aangeboden, die zich baseren op CNC-gestuurde bewegingsplanning.

Aluminimum lasnaden
Samen maken robots en visionsystemen steeds verder geoptimaliseerde positioneringsoplossingen mogelijk , bijvoorbeeld voor lasprocessen. Zo demonstreerden exposanten uit de vision-hoek op de vakbeurs in München complete systemen voor de positionering van robots, die het mogelijk maken gereedschappen in relatie tot een werkstuk exact te positioneren. Daarbij worden alle positioneringsfouten van de robot gecorrigeerd, waardoor een nauwkeurige positionering wordt bereikt.
Steeds nauwkeuriger en sneller wordt met behulp van vision ook de kwaliteitscontrole van lasnaden. Bij werkstukken van staal had men deze controle al enige tijd goed onder de knie. Maar nu maken nieuwe technieken ook de lasnaadcontrole mogelijk bij een lastig materiaal als aluminium, waar bijvoorbeeld de extreme spiegelingen lange tijd teveel gevraagd waren voor de optische sensoren. Op de Automatica 2012 waren echter nieuwe sensoren te zien, die door hogere dynamiek, grotere dieptescherpte en betere analysesoftware ook de uitdagingen van aluminium aankunnen.

Automatisering nabewerking
Bij lasnaden gaan de opdrachten voor de visionsystemen verder dan het simpel vaststellen van 'in orde' of 'niet in orde': de sensoren moeten tegenwoordig ook de aard, de uitdijing en de plek van de lasfout exact herkennen en daarmee de data leveren voor een volledig geautomatiseerde nabewerking. Combinaties van verschillende sensorsystemen en complexe analysesystemen maken dit mogelijk.

Niet alleen esthetische maar ook functionele overwegingen maken oppervlaktecontrole steeds belangrijker. Oppervlaktefouten op afdichtingen van een cilinderkop kunnen later bijvoorbeeld tot uitval leiden. Hier biedt vision complexe inspectiesystemen met speciale controlesoftware, belichting op maat en nauwkeurige camera's.

Snellere handling
Ondanks de toenemende automatisering verlangt de metaalbewerking een steeds hoger tempo en een grotere flexibiliteit van de montage- en handlingtechniek. Hiervoor waren op de Automatica onder andere steeds snellere en compactere pick-and-place oplossingen te zien. Gedemonstreerd werden onder meer toevoersystemen, die met hulp van combinaties van robotica, lineaire systemen, moderne grijptechnieken en intelligente vision-systemen geschikt zijn voor de meest verschillende onderdelen. Meegroeiende montagesystemen komen tegemoet aan de wens naar flexibiliteit omdat de capaciteit bij groeiende volumes een voudig kan worden vergroot. Maar even goed kunnen ze ook voor halfautomatische montage worden ingezet.