Robotická výmena kusov v CNC sústruhoch a obrábacích centrách patrí medzi najčastejšie aplikácie s Universal robots. Vieme ju realizovať veľa spôsobmi a v rozličnej miere automatizácie.

V realite nie je veľa strojov a pracovísk predpripravených pre implementáciu robota. Máme skúsenosti ako vyriešiť prepojenie s najstaršími, aj najnovšími typmi strojov.

Pri realizácii pracoviska je viacero aspektov, na ktoré treba myslieť a venovať im pozornosť:

1. má byť pracovisko fixné, alebo presunuteľné? | ako vyriešiť následnú presnosť zakladania
2. aká bude komunikácia CNC – cobot? | profi riešenie je vytvoriť komunikáciu a M-kody
3. ako budú upnuté kusy v CNC? | nie vždy treba nové zveráky / skľučovadlá, ale často áno
4. ako si robot nájde nové kusy? | riešime cez rôzne palety / kamery / gravitačné zásobníky podľa sortimentu
5. ako uchopíme kusy robotom? | klasické pneumatické grippre sú silné, ale majú limity v rozsahu / kolaboratívne grippre sú značne univerzálnejšie, bezpečnejšie, ale nemusia byť vždy najvhodnejšie
6. treba meniť grippre a nástroje? | pri našich riešeniach používame SMED prístup s manuálnou rýchlovýmenou alebo plne automatickú robotickú výmenu nástrojov / je to vecou zadania-riešenia
7. treba ďalšie opracovanie dielov / postprocessing? | ak máme voľný cyklový čas, prečo to nevyužiť? S najnovšími technológiami nielen meriame, ale vieme aj odihlovať, brúsiť, či leštiť kusy
8. výroba bude jednoúčelová | s častým striedaním rodiny dielov? | široký sortiment?
9. treba čistiť zveráky a diely? | často integrujeme ofuk tak aby sme sa odstránili triesky z čelustí, či emulziu z kusov

Presunuteľné pracovisko vs. presné zakladanie do CNC

Mobilita, modulárnosť a flexibilita sú nielen trendy, ale aj reálne potreby. 80% pracovísk, ktoré realizujeme sú presunuteľné. V strojárine je však často dôležitá vysoká presnosť zakladania. Tú riešime napríklad:

1. Prípravkami v podlahe, alebo konštrukcii stroja – príklad z Ekom, Piešťany:

2. Využitím silových senzorov robota a špeciálnych gripprov pre presné opretie kusu o dorazy / čelá. Príklad video z Bauer Gear Motors – 100+ rozličných výrobkov v 2 rodinách (pastorky, kolesá) riešené len 2 programami na základe silového senzora a nahmatania. V tomto prípade bolo pracovisko kotvené a s bezpečnostnými prvkami.

Komunikácia CNC – kolaboratívny robot

Existujú jednoduché riešenia, kedy si robot otvorí aj zatvorí dvere stroja s gripprom a stláča tlačítka pre spustenie cyklov. Dá sa aj tak, ale je to často pomalé a nie vždy spoľahlivé riešenie. Nižšie – príklad usporiadania pracoviska pri obrábacom centre:

Štandardom pri riešeniach dodávaných zo Stimba je vytvorenie komunikačného rozhrania s CNC strojom – či už na báze Ethernet / Modbus, alebo jednoduchých vstupov a výstupov v elektroskrini. Tieto však ďalej v programe CNC stroja používame pomocou podprogramov a vytvorených špeciálnych M funkcii / M-kódov.

Príklad z výroby v Stimba, kde maličký ex-demo robot UR3 je prepojený s dvojpaletovým centrom a naviac ako predpríprava odihluje kusy. Robot aktívne komunikuje so strojom, otáča stôl, zverák, spúšťa program a opačne stroj dáva spätné väzby.

Príprava polotovarov pre robota – kľúč k dobrému výsledku

Najčastejšie spôsoby sú:

1. Fixné pozície na palete – najmä pre veľmi presné zakladania a úzky sortiment. Viď príklad Ekom: https://www.stimba.sk/obsluha-cnc-kolaborativnym-robotom-ekom/
2. Spádové zásobníky – gravitačné riešenia sú často presné a zároveň lacné – vhodné pri menších kusoch a väčších množstvách v zásobe. Veľmi ľahko sa dopĺňajú.
3. Paletové miesta s využitím gravitácie – riešenie používané často pri malých sériách a okrúhlych, alebo obdĺžnikových vstupoch. Robot má pripravený raster na odobratie kusu buď na rovnej palete alebo zošikmenej tak, aby kusy padli do “vinkla”. Najmä pri zošikmení je veľká výhoda presnosť odobratia a následného založenia.
4. Identifikácia polohy polotovarov kamerou – Používame viacero typov 2D, 2.5D a 3D kamier. Pre bežné aplikácie sa dobrým riešením javí napríklad OnRobot Eyes – keďže okrem X,Y na stole určí aj výšku, tak stačí výrobky položiť na stôl aj na seba a kamera s robotom si ich nájdu

Príklad: Slovarm | Jedna z prvých realizácii s Universal robots na Slovensku. Používa jednoduchý spádový zásobník. Ovládanie a komunikácia so strojom je riešená pomocou jednoduchého napojenia sa na tlačítka – zopnutie signálu v ovládacom panely. Počas práce robota bol zamedzený prístup do oblasti jeho pohybu a obsluha mala za úlohu len dopĺňať polotovary.

Príklad individuálneho gravitačného usporiadania polotovarov:

Stimba má vlastnú CNC výrobu a sesterská firma Bost má 30 ročné skúsenosti z predaja a uvedenia do užívania stoviek CNC strojov v SR a ČR.