Brúsenie a leštenie kolaboratívnym robotom. Lacnejšie a jednoduchšie.

Veľmi príjemný zážitok z testu brúsenia excentrickou brúskou OnRobot. Od inštalácie hardware po test/video prebehlo len niekoľko minút.

Takto sa začína meniť svet vo výrobe! Pri brúsení a leštení plôch začínajú byť časy zdĺhavého nastavovania a programovania ďaleko za nami. Konečne niečo pre kusovú výrobu.

Test z brúsenia hlinníkovej a drevennej dosky v Stimba s OnRobot Sander a výmenníkom brúsneho papiera

Inštalácia OnRobot za pár minút

Pripevnili sme rýchlovýmenný systém pre nástroje na kolaboratívneho robota Universal robots, priklikli nástroj, pripojili ovládanie, nahrali z USB softvér a inštalácia hotová.

Automatická výmena brúsneho papiera

OnRobot spravil úžasnú prácu v zjednodušovaní procesu. S brúskou sme najskôr len naučili miesto odkiaľ si má brať brúsny papier (grit changer).

OnRobot Sander výmenná stanica pre brúsny papier
OnRobot Sander výmenná stanica pre brúsny papier. Odlepenie pomocou „noža“.

Potom sme ukázali 4 rohy pomyselného štvorca, ktorého plochu chceme vybrúsiť. Stlačili sme play.

Intuitívne nastavenie parametrov brúsenia

Robot si už v základných nastaveniach zvolil primeranú rýchlosť 50 mm/s, 6.000 ot./min a začal „riadkovať“ plochu s posuvom o 50mm.

Po skončení cyklu si vymenil brúsny papier. Bez zložitého nastavovania a programovania. Overil si aj či sa naozaj zbavil starého a naozaj má aj papier nový. V nastaveniach sa dalo nastaviť, či to chceme robiť vždy, alebo napríklad až po nejakom čase.

Jednoduché nastavenie polohy staničky na výmenu brúsneho papiera. Rozhranie je aj v slovenčine – na test sme si zabudli prepnúť. 🙂

Každý kto pravidelne brúsi s orbitálnou brúskou vie, že si bude musieť meniť papier postupne za jemnejší.

Pre dokonalý povrch používame postupne jemnejší brúsny papier. Využijeme pre to viaceré zásobníky - staničky.
Pre dokonalý povrch používame postupne jemnejší brúsny papier. Využijeme pre to viaceré zásobníky – staničky.

Viac staničiek pre postupné vyhladenie povrchu

OnRobot to s Grit Changerom (staničkou na výmenu brúsneho papiera) dotiahol jednoduchosťou takmer do dokonalosti. Stačí si postaviť povedzme 3 staničky vedľa seba. Do jednej si dáme drsnosť 60, do ďalšej 100 a nakoniec povedzme 150/400. Podľa toho čo potrebujeme robiť.

Vymenený papier buď môžeme opäť použiť a dať do zásobníku, ak je opotrebenie malé.

Čo sa týka nastavovania všetko ide prehľadne a jednoducho. Nastavíme si otáčky, rýchlosti posuvu, zvolíme si na intuitívnom slidery mieru do akej má reagovať na povrch.

Robot si nový papier nahmatá v staničke. Prítlakom naberie a stĺpiky odlepia prípadný zlepený papier.

Konzistentná kvalita aj do kusovej výroby

Ručná výroba má svoje čaro. A často sa nedá nahradiť. Kolaboratívnym robotom však viete dosiahnuť jednoducho vysokú kvalitu povrchu bez námahy.

Ručný punc a majstrovstvo vytvorí odborník

Kolaboratívna robotika je o spolupráci robota a odborníka vo svojej práci. Ručný punc dodáte tým, že dobrúsite / doleštíte prípadné detaily, ktoré vidí len skúsené oko majstra. Monotónnu prácu však jednoducho zverte robotovi.

3D plochy s presným prítlakom

Super je ak potrebujete obrusovať rôzne oblé rohy v 3D. Silový senzor OnRobot HEX pekne udržuje brúsku kolmo s konštantným prítlakom.

Nastavenie sekcií obrusovania. Vrátane oblých a 3D tvarov. s OnRobot
Nastavenie sekcií obrusovania. Vrátane oblých a 3D tvarov s OnRobot

Zložité dráhy a kontúry rýchlo

Zložité dráhy po obvodoch kusov? Neuveriteľne jednoduché. Brúska má na svojom tele tlačítko. Máte dve možnosti. Buď stláčaním tlačítka a ručným navedením robota za pár chvíľ naučíte množstvo traťových bodov.

OnRobot Sander - tlačítko na nástroji pre nahrávanie traťových bodov
OnRobot Sander – tlačítko na nástroji pre nahrávanie traťových bodov

Alebo jednoducho stlačíte nahrávanie, budete hýbať s robotom rukou a on sa naučí čo má robiť. Presne to zopakuje. Ak ďalší kus bude mierne odlišný, tak si sám skompenzuje potrebnú výšku.

Odstraňovanie laku zo strechy auta

Ukážka, ako sa dá nasadiť robotika do renovácie karosérie. Obrusovanie 3D plochy

Brúsenie a leštenie všetkých materiálov.

Postupne takto vieme spraviť povrchovú úpravu na drevo, nerez, hlinník, kameň, sklolaminát, karbón, prípadne odbrúsiť farbu, hrdzu, vyleštiť a podobne.

Systém samozrejme funguje aj s inými typmi nalepovacích materiálov, ako je napríklad vláknové rúno, alebo rôzne leštiace materiály.

Široká škála brúsiacich a leštiacich materiálov bežne dostupných na trhu

Minulosť: drahé, nepružné, zložité robotické systémy.

Starý svet automatického brúsenia a leštenia: Systémy s priemyselnými robotmi vedia byť často nedostupné. Mnohokrát sa cena dodávky vyšplhala na 90 – 250 tis €. Dodacia doba bežne 3-6 mesiacov. Na odlaďovanie potrebujete špecialistov. Draho platených programátorov. Často vhodné len pre veľké firmy a vysoké série.

Stimba: Krátke dodanie. Priaznivá cena. Ľahké na použitie.

Jednoduchú zostavu pre brúsenie Vám vieme dodať za 2-3 týždne. Prípadne môžeme otestovať. Cena riešenia zaručuje rýchlu návratnosť. Často aj na Slovensku do 18-36 mesiacov. Aj prostredníctvom vyššej produktivity práce a zvýšenia výstupnej = konštantnej kvality.

Samozrejmosťou je zaškolenie pomocou spolupráce pri vytvorení prvých aplikácii. Naši partneri – dodávatelia brúsnych materiálov Vám taktiež radi pomôžu. V teste sme použili brúsne papiere 3M

Viac info kľudne volajte/píšte: Andrej Bielik, 0907 414 389, [email protected]

Som absolventom IPA podnikateľskej univerzity

Som absolventom IPA podnikateľskej univerzity.
Náš svet sa mení. Hľadáte cestu ako ďalej? Odporúčam vám sa zúčastniť IPA PU.

Stretnutia s prof. Janom Košturiakom a majiteľmi špičkových firiem, ktorí univerzitu hosťovali značne zmenili fungovanie mnohých firiem.

So spolužiakmi, naozaj všetkých vekových kategórii a zameraní sme nachádzali nové spôsoby transformovať svoje podnikanie.

Mnohí sme vytvorili úplne nové produkty, nové firmy, zefektívnili čo robíme. Získali neoceniteľné skúsenosti, pohľady iných profíkov. Z veľa manažérov vo firmách sa stali spolupodnikatelia. Stojí to za to.

Inak dokonca sme si usporiadali aj občasné “postgraduálne štúdium” a stretávky. 🙂

www.ipaslovakia.sk/skolenie/podnikatelska-univerzita

Brúsenie zvarov kolaboratívnym robotom. Jednoducho. Aj malé série | Stimba

Zostrih z 3 testov brúsenia zváraných profilov pomocou Universal robots UR10e

Oslovil nás slovenský zákazkový producent strojov a zváraných konštrukcii. Vyrába kusovo až malosériovo. Má problém s ergonómiou. Zamestnancom „odchádzajú ruky“ pri častom obrusovaní zvarov.

3 minútové video tretieho prejazdu 2m profilu s viacerými zvarmi + pohľad na výsledok

Hlavnou úlohou bolo nájsť ľahko nastaviteľné riešenie s pomocou kolaboratívneho robota a, čo nás zarazilo – klasickej uhlovej brúsky! Našťastie s poddajným podložením špeciálneho brúsneho materiálu.

Mali sme však úspešné skúsenosti z minulosti pri obdobných aplikáciách. Štandardne je totiž daný nástroj pomerne nebezpečný. Treba vedieť čo a ako treba správne robiť a nastaviť.

Použili sme kolaboratívny robot Universal robots UR10e so vstavaným silovým senzorom. Vytvorili sme na mieru prírubu, do ktorej sme pevne uchytili uhlovú brúsku Milwaukee.

Brúsenie zvarov kolaboratívnym robotom
Brúsenie zvarov kolaboratívnym robotom

Dĺžka a spôsob nastavovania

Kolaboratívne roboty je možné programovať aj s nadstavbovými softvérovými modulmi. Tentokrát sme použili Robotiq. Postupne sme vyskúšali rôzne nastavenia a hlavne zjednodušovali proces. Vo výsledku bude trvať obsluhe odhadom 1-4 minúty, aby nastavila nový parciálny program – napríklad hranu 2m dlhého profilu s mnohými zvarmi.

Vyhli sme sa drahým a zložitým kamerovým a laserovým systémom pre určenie hrúbky a polohy zvaru. Našli sme optimálne nastavenia pre obrúsenie celých dráh a plôch počas jedného plynulého cyklu.

Obrusovanie zvarov kolaboratívnym robotom
Obrusovanie zvarov kolaboratívnym robotom – prebrus lokálneho kruhového zvaru

Dokrútené zvarence a zvary rozličného prevedenia

Problém – zvarence sú kompletne „dokrútené“ vo všetkých smeroch a plochách. Naoko rovné, ale pre robota sú rozdiely občas aj niekoľko milimetrov od očakávanej dráhy. Zvary vedia byť niekoľko milimetrov hrubé a rozlične poziciované.

Využitie silového senzoru v robotike

Pripravili sme systém, ako naučiť efektívnejšie a vizuálne traťové body. Robot sme naučili plynule real-time kompenzovať výšku pomocou silového senzoru. Aby nespravil nejaké hlúposti, vie operátor jednoducho nastaviť rozmedzie v milimetroch – ako vysoko sa môže nástroj uhnúť a ako hlboko zatlačiť. Pre testovacie účely môže zapnúť najnižšie otáčky nástroja, alebo ísť bez aktívneho nástroja. Pomôže aj nastavenie viacerých prechodových bodov.

Počet cyklov a výsledná kvalita

Pre dosiahnutie požadovanej miery obrúsenia stačí nechať robota obrusovať požadovaný počet cyklov po tej istej dráhe. Pri tenších zvaroch sa ukázalo ako dostatočných 3-4 prejazdy. Pri hrubých zvaroch (výška zvaru 3-4mm nad profilom) 6-8 prejazdov. Výsledný efekt by mal byť na 90-100% kvalitné obrúsenie. Veľká výhoda je, že nie sú vidieť „ručné“ nesprávne zábrusy = prevedenie je rovnomerné. Obsluha následne buď dozvára problematické miesta a/alebo dobrúsi prípadné ťažko dostupné nedobrúsené zvary / detaily.

Výsledok obrusovania zvarov kolaboratívnym robotom
Výsledok obrusovania zvarov kolaboratívnym robotom

Realizácia a bezpečnosť

Momentálne sme po niekoľkých fázach testov funkčnosti. V realizačnej fáze bude pravdepodobne použitý zvárací stôl s prípravkami pre upnutie. Zvažujeme aj pojazd robota pre obrusovanie dlhých konštrukcii. Z hľadiska bezpečnosti nájdeme vhodný systém pre elimináciu rizík podľa konkrétneho priestorového usporiadania.

Obrusovanie zvarov kolaboratívnym robotom
Obrusovanie zvarov kolaboratívnym robotom – lokálne vyzvárania okrúhlych prvkov

Spravili sme 3 typy testov:

  1. obrúsenie vonkajšieho rohového zvaru profilu „naguľato“. Tu bol použitý automatický systém tvorby dráh pre oblé dlhé objekty.
  2. obrúsenie prerušovaných zvarov s cieľom zrovnať plochy profilov a vystúpených matíc. Pritom však neprebrúiť, nepoškodiť, či nezničiť povrch na dĺžke cca 2m.
  3. obrúsenie vyvarených kruhových otvorov s vysokovystupujúcimi zvarmi na dĺžke cca 2m.
Obrusovanie zvarov kolaboratívnym robotom
Obrusovanie zvarov kolaboratívnym robotom

Aké máme ďalšie skúsenosti podobného charakteru?

  • realizovali sme odihľovacie operácie na oceľových a hlinníkových súčiastkách s pomocou universal robots po delení a CNC obrábaní
  • testovali sme lešťiace a brúsiace operácie pre drevenné súčiastky
  • pripravujeme aplikáciu pre odihľovanie a leštenie karbónových súčiastok

V blízkej budúcnosti pribudnú ďalšie videá a fotografie. Zatiaľ môžete nájsť inšpiráciu na našej video stránke: https://www.stimba.sk/video-universal-robots/