Noi sisteme cinematice pentru frezarea în producţia personalizată, de înaltă precizie

Masini-Unelte

de Institutul Fraunhofer

Noi sisteme cinematice pentru frezarea în producţia personalizată, de înaltă precizie

În general, producătorii trebuie să ofere produse de înaltă calitate la prețuri mici, pentru a rămâne competitivi. Aşadar, trei institute Fraunhofer (Institutul Fraunhofer pentru sisteme de producție și tehnologii de proiectare - IPK; Institutul IFAM pentru tehnologia de producţie și materiale avansate, Stade; Institutul LBF pentru durabilitatea structurală și fiabilitatea sistemelor, Darmstadt) lucrează la noua generație de roboți industriali, care vor veni în ajutorul proceselor rentabile de producţie. Cercetătorii se concentrează pe dezvoltarea unor noi procedee cinematice pentru frezarea materialelor ușoare, a metalelor și a tablelor. Obiectivul: obţinerea unei toleranțe de producție de numai 0,1 milimetri în întregul spațiu de lucru al robotului, începând cu prima componentă.

Din ce în ce mai mulți consumatori cer produse personalizate, făcute la comandă. Unităţile de producţie de mâine vor trebui să fie eficiente și versatile, dacă doresc să îndeplinească cerințele tot mai stricte și nevoile specifice ale fiecărui beneficiar - stăpânind, în acelaşi timp, presiunea creșterii costurilor. Mașinile-unelte de înaltă precizie, care dau o anumită formă geometrică pieselor, rămân o soluție la alegere. Roboții industriali convenționali au fost pur și simplu incapabili, din cauza preciziei lor insuficiente, să înlocuiască mașinile-unelte. Utilizarea roboților pentru operațiile de frezare rămâne deosebit de provocatoare. În primul rând, din cauza reductoarelor, din cauza faptului că rigiditatea scăzută a robotului produce modificarea poziției sculei, aceasta nemaiputând fi astfel folosită eficient. Personalul de producţie trebuie, evident, să respecte toleranțe de producţie extrem de stricte de fiecare dată când prelucrează materiale ușoare, cum ar fi aluminiu sau material plastic armat cu fibre de carbon (CFRP), precum și metale și table.

Producţie personalizată, chiar şi pentru un lot de o singură bucată

Cercetătorii care lucrează la proiectul comun de cercetare „Flexmatik 4.1”, întreprins de institutul Fraunhofer, dezvoltă un robot industrial destinat frezării de înaltă precizie a materialelor ușoare. Cercetătorii trebuie să efectueze o revizuire generală a cinematicii, dacă robotul se dovedește a fi unul de succes.

Sascha Reinkober, șef de departament în cadrul institutului Fraunhofer IPK, explică: „Proiectăm un lanț cinematic pe mai multe axe, special conceput pentru procesele continue”. Robotul pornește de la punctul A, merge către punctul B al componentei prelucrate traversând un modul liniar, un fel de șină. „Simulările sistemului, pe care le-am efectuat în etapa de proiectare, indică faptul că putem atinge un obiectiv de precizie de plus/minus 0,1 milimetri. Acest lucru va fi posibil începând de la prima componentă, în ciuda forțelor care acționează asupra acesteia. Prin urmare, producătorii pot personaliza producția, chiar și pentru un lot de o singură bucată”, spune Jan Hansmann, șef de proiect în cadrul Institutului Fraunhofer LBF. „Sub acțiunea forțelor cauzate de proces, robotul se va abate mult mai puțin de la traiectoria-țintă programată. În consecință, robotul poate prelucra, de exemplu, o gaură în poziția dorită pe componentă cu o precizie mult mai mare.”

Pentru a asigura înalta precizie, echipa de cercetători dezvoltă un nou concept de acționare pentru axe individuale. Parțial, se folosesc sisteme de acționare directă, care sunt mult mai rigide în timpul funcționării decât reductoarele performante de astăzi. Iar o nouă strategie de control al mediului minimizează imprecizia cauzată de variațiile de temperatură. Robotul este, de asemenea, dotat cu un echipament de comandă numerică (CNC) pentru mașini-unelte. Nu în ultimul rând, caracteristicile noului Flexmatik dispun de un sistem activ de control al vibrațiilor.

Noul robot oferă avantaje-cheie, în comparație cu mașinile-unelte: costul de achiziție scade de 10 ori, iar consumul de energie, de 15 ori. Datorită modulului său liniar, Flexmatik oferă un spațiu de lucru la același nivel cu mașinile de frezare cu portal de mari dimensiuni, dar de o mai bună accesibilitate. În comparație cu o mașină de frezare cu portal, Flexmatik nu necesită o fundație specială, ceea ce conduce la costuri de construcție mai mici și oferă utilizatorilor flexibilitate de instalare. Cercetătorii Fraunhofer şi-au propus să finalizeze un prototip funcțional până la sfârșitul anului 2018.

Robotul inovator de frezare, produs de ei, poate realiza o gamă largă de aplicații - inclusiv prelucrarea unor structuri din CFRP de mari dimensiuni, cum ar fi fuzelajele, frezarea componentelor pentru turbinele cu gaz și re-profilarea matrițelor pentru piese. „Flexmatik este alegerea potrivită pentru multe aplicații, practic pentru toate sectoarele care folosesc mașini-unelte. Dar nu este vorba de înlocuirea mașinilor-unelte. Flexmatik poate fi, în schimb, o îmbunătățire utilă care participă la sarcinile de lucru. Scopul final este acela de a face ca procesele de producţie să fie mai eficiente”, subliniază Sven Philipp von Stürmer, șef de proiect al Institutului Fraunhofer IFAM. (www.ifam.fraunhofer.de)


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord