Popularyzacja i szybki rozwój robotyki trwa w najlepsze. Do niedawna wykorzystywane głównie do przemieszczania, montażu i mniej precyzyjnych prac w wielkich firmach, aktualnie coraz częściej roboty spotykamy wszędzie tam, gdzie do tej pory pracę wykonywał człowiek, czy typowa maszyna CNC. Producenci dostarczają coraz szersza gamę modeli (nie tylko roboty przemysłowe), zwiększa się dokładność i precyzja tych urządzeń, na rynku pojawia się coraz więcej firm zajmujących się budową i uruchamianiem środowiska pracy robotów. Coraz częściej przedsiębiorca staje przed alternatywą wyboru dla wymaganego procesu produkcyjnego, pomiędzy robotem a człowiekiem, czy pomiędzy robotem a maszyną CNC. Każde z rozwiązań ma swoje wady i zalety, jednak podjęcie dobrej decyzji w tym obszarze zapewni oszczędności, czy zwiększenie efektowności procesu. W ramach rozwoju branży powstaje również specjalistyczne oprogramowanie, pozwalające na szybkie i wydajne programowanie robotów przemysłowych. Niniejszy artykuł przedstawia możliwości, jakie daje programowanie robotów w systemie NX CAM Robotics.

Rys. 1. Gniazdo produkcyjne. Współpraca maszyna CNC – robot.

Siemens NX CAM Robotics

System NX to powszechnie znane oprogramowanie z dziedziny wspomagania prac inżynierskich w wielu obszarach. Jednym z intensywnie rozwijanych ostatnio funkcjonalności sytemu jest NX CAM Robotics – specjalny moduł dedykowany do programowania robotów przemysłowych. Zastosowania tego modułu są bardzo szerokie, biorąc pod uwagę to, iż liczba głowic i urządzeń, w które może zostać wyposażony robot, wciąż się zwiększa. To co wyróżnia system NX CAM wśród innych systemów obecnych na rynku, to niewątpliwie najlepiej działająca i rozbudowana symulacja pracy maszyny – i właśnie na tym rozwiązaniu zostało zbudowane środowisko NX Robotics. Dzięki temu roboty w systemie NX programuje się tak, jakby były one zwykłą obrabiarką CNC. Oczywiście system zawiera szereg narzędzi, które pozwalają na poprawne poprowadzenie ramienia robota, z uwzględnieniem pozycji osobliwych, czy różnych wariantów położenia ramienia dla danej ścieżki. Jednak oferuje przede wszystkim duża automatyzację i minimum wysiłku przy opracowywaniu programów dla robotów.

Rys. 2. Robot ze szczękami w kształcie pryzmy służący do uzbrajania maszyny (wkładanie, zmiana mocowania, odbiór detalu) oraz jako uchwyt do grawerowania (narzędzie umieszczone na kolumnie obok robota).

Cały proces programowania robota odbywa się oczywiście offline na komputerze, w wygodnym i nowoczesnym interfejsie NX. Dzięki zaawansowanym możliwościom generowania ścieżek, stanowi to bardzo duże poszerzenie możliwości, jakie daje nam wykorzystanie ramienia robota w procesie wytwarzania. Docenimy to szczególnie dla operacji wymagających wielokrotnych przejść na powierzchniach „swobodnych” lub po krzywych 3D w przestrzeni.

Rys. 3. Robot ze szczękami w kształcie pryzmy służący do uzbrajania maszyny (wkładanie, zmiana mocowania, odbiór detalu) oraz jako uchwyt do grawerowania (narzędzie umieszczone na kolumnie obok robota) – środowisko NX.

Praktyczne zastosowanie NX CAM Robotics

Środowisko pracy robota dostosowujemy do wymagań, jakie stawia przed nami produkcja. Na końcu ramienia montujemy urządzenie, które realizuje odpowiednią operacje: chwytanie, frezowanie, cięcie, gratowanie, palenie, szlifowanie, polerowanie, cięcie itd. – możliwości są aktualnie bardzo rozbudowane. Standardowe 6 osi robota mogą zostać rozszerzone o kolejne osie sterowalne jako urządzenia współpracujące, montowane na ramieniu lub w obszarze pracy robota (np. obrotnica, szyna, piła). Bardzo popularnym obszarem wykorzystania robota staje się obróbka elementów wielkogabarytowych, zapewniając duże oszczędności w stosunku do konwencjonalnych obrabiarek.

Rys. 4. Znakowanie/grawerowanie z użyciem robota. Przygotowane oprzyrządowanie umożliwia obróbkę 8 sztuk detalu w jednym cyklu – zdjęcie rzeczywiste.

Kolejnym przykładem zastosowaniem robotyki jest współpraca robota z maszyną CNC. Robot może odbierać detale, dostarczać przygotówkę do uchwytu, zmieniać pozycję mocowania detalu i/lub wykonywać dodatkowe czynności. Przykład takiego zastosowania można było zobaczyć np. targach Mach-Tool. Na stoisku Siemens – KUKA i partnerzy (w tym GM SYSTEM) można było taki proces zaobserwować przez ostatnie dwie wystawy. W systemie NX CAM Robotics wykonane zostało grawerowanie na detalu obrabianym na maszynie numerycznej.

Rys. 5. Znakowanie/grawerowanie z użyciem robota. Przygotowane oprzyrządowanie umożliwia obróbkę 8 sztuk detalu w jednym cyklu – bliźniak cyfrowy celki frezującej w środowisku NX.

Programowanie robota KUKA w NX CAM na spotkaniach klientów GM System

Ogólnopolski Zjazd Klientów firmy GM System był również okazją do zobaczenia, jak może wyglądać nowoczesne gniazdo produkcyjne, wpisujące się w popularną ostatnio koncepcje Industry 4.0. W skład działającego „systemu” wchodziły: stanowisko NX CAD (przygotowanie grafiki lub tekstu do grawerowania), stanowisko NX CAM (przygotowanie programów grawerujących w NX Robotics), robot frezujący KUKA (grawerowanie serii 8 sztuk detalu) oraz działający w tle system PLM Teamcenter.

Rys. 6. Frezowanie zgrubne z wykorzystaniem robota wyposażonego we frez kulowy.

Mini produkcja polegała na „customizacji” detalu, czyli wygrawerowaniu tekstu lub grafiki, zleconej przez klienta, którą ostatecznie każdy mógł odebrać jako gadżet na końcu procesu. Dane detali, grafiki, teksty, obróbki, zlecenia do wykonania i ostatecznie wykonywalne programy NC – przechowywane były w systemie Teamcenter.

Rys. 7. Frezowanie zgrubne z wykorzystaniem robota wyposażonego we frez kulowy – środowisko NX.

W poprzednim roku – również na Ogólnopolskim Zjeździe Klientów GM System – można było obserwować frezowanie elementu, wykonywanego na robocie KUKA, wyposażonego w narzędzie frezujące – gdzie cały proces programowany był w NX CAM Robotics.

Opracował Marcin Błaszczyk

Jeśli jesteś zainteresowany programowaniem w NX CAM – skontaktuj się z nami.