Robots vs CNC-machines: Wie Leidt in Moderne Bewerking?

Robotbewerking stuurt CNC-machines de weg van de dinosaurussen! Maar zijn robots echt goed genoeg voor bewerking?

Als u het nog niet gehoord hebt: robots zijn de nieuwe CNC-machines!

Kunnen traditionele CNC-machines de weg van de dinosaurussen gaan? (d.w.z. uitgestorven, in plaats van omgezet in een multi-miljoen dollar filmfranchise, hoewel ik "CNC World 3" met plezier zou bekijken)

De afgelopen decennium zijn robots begonnen te worden gebruikt in plaats van traditionele werktuigmachines voor een breed scala aan taken, waaronder frezen, polijsten, ontgraten, snijden en meer.

Maar kan robotbewerking echt toegewijde werktuigmachines overtreffen? Laten we ontdekken.

Robotbewerking... Echt?

Als het idee van robotbewerking nieuw is voor u, bent u misschien een beetje sceptisch. Robots zijn niet bekend om hun stijfheid, wat meestal als de belangrijkste eigenschap van een CNC-machine wordt beschouwd. Echter, robotbewerking heeft enkele enorme voordelen die dit nadeel kunnen compenseren.

Stel u voor dat u een enorm blok ijs heeft.

U wilt een humoristische ijsbeeld van uw CEO sculpturen voor een komend zakelijk diner. Echter, u heeft de vaardigheden niet — noch de tijd — om te leren ijs met de hand te sculpturen. U heeft toegang tot een machinezaal vol CNC-machines, maar ze zijn allemaal veel te klein om het ijsblok te passen.

Maar u wél een robot.

Dit is precies het type toepassing dat perfect is voor robotbewerking. Het betreft een werkstuk dat te groot is voor traditionele werktuigmachines, gemaakt van een relatief zacht materiaal en vereist complexe bewerkingspaden die onmogelijk te bereiken zouden zijn met de meeste CNC-machines. Dit is waarom robotbewerking met name populair is voor rapid prototyping taken.

Echter, u denkt misschien: "Dat is allemaal leuk, maar ik wil geen ijsblok sculpturen. Ik wil ons product nauwkeurig bewerken. Kan robotbewerking voor mij werken?" Misschien.

Robots vs CNC-machines: Hoe Ze Scharen

Laten we de verschillen tussen de twee technologieën afbreken door 5 belangrijke eigenschappen te vergelijken:

1. Nauwkeurigheid

Bewerkingsnauwkeurigheid is waarschijnlijk de toppropperty die mensen gebruiken om de prestaties van een CNC-machine te bepalen. Als uw machine niet nauwkeurig is, hoe kunt u hopen een kwaliteitsproduct te creëren?

De nauwkeurigheid van werktuigmachines verbetert voortdurend. High-end machines kunnen nauwkeurigheden van 20-50 micron bereiken. De zogenaamde "werelds nauwkeurigste draaibank" (gemaakt in 2001 en nog niet verbeterd) heeft een nauwkeurigheid van 0,2 micron.

Robotnauwkeurigheid is de afgelopen jaren verbeterd. Industriële robots kunnen gekalibreerd worden dicht bij hun herhaalbaarheid. Bijvoorbeeld, een KUKA KR210 robot met een herhaalbaarheid van 100 micron kan gekalibreerd worden tot een nauwkeurigheid van maximaal 200 micron.

Het is echter belangrijk te onthouden dat de nauwkeurigheid van een robot afhangt van goede kalibratie (zoals we bespraken in ons artikel "Is Offline Programmeren Echt Nauwkeurig?"). Omdat de kalibratie afhangt van de eindgebruikers, richt de robotica-industrie zich meer op de "herhaalbaarheid" van een robot dan op de nauwkeurigheid.

Winnaar: CNC-machines

2. Werkruimte

Wat betreft werkruimte, zijn er indrukwekkende CNC-machines. Ik heb vloermachines gezien die groter zijn dan olifanten. Echter, de meeste hebben een veel kleinere werkruimte.

Industriële robots hebben daarentegen vaak een grote werkruimte. Een middelgrote industriële robot heeft een werkhul van 7 tot 8 kubieke meter. Wat meer is, u kunt gemakkelijk een externe as aan de robot toevoegen en de werkruimte nog verder uitbreiden.

Winnaar: Robotbewerking

3. Vielseitigkeit

Waarschijnlijk het grootste voordeel van robots is hun veelzijdigheid. U kunt ze gemakkelijk van de ene taak naar de andere verplaatsen. CNC-machines zijn geweldig in één specifieke taak, of het nu frezen, draaien, boren, etc. is. Een robot kan al deze dingen en meer.

Robots kunnen ook complexere paden afleggen dan de meeste CNC-machines. CNC-machines hebben doorgaans 3 of 4 Vrijheidsgraden (DoF). Dit is voldoende voor veel bewerkingstaken, maar kan beperkend zijn. Bijna alle industriële robots hebben 6 DoF, wat betekent dat u vrijwel elke vorm kunt bewerken.

Winnaar: Robotbewerking

4. Stijfheid

De stijfheid van een werktuigmachine beïnvloedt de nauwkeurigheid sterk. Een gereedschap met lage stijfheid beweegt wanneer het een hard materiaal tegenkomt. Dit zal een onnauwkeurige snede veroorzaken. Robots hebben doorgaans veel minder stijfheid dan traditionele werktuigmachines. De stijfheid van een robot is doorgaans minder dan 1 Newton per micrometer, terwijl CNC-machines vaak meer dan 50 Newton per micrometer hebben.

Gereedschappen met lage stijfheid neigen ook tot lagere eigenfrequenties, wat betekent dat het gereedschap trilt wanneer het in contact komt met het materiaal. Robots hebben een eigenfrequentie van 10 tot 20 Hz, vergeleken met diverse honderden of duizenden Hz voor werktuigmachines.

Robotbewerking kan zachte materialen zoals schuim, hout, kunststof, etc. prima aan. Hardere materialen zoals staal of titanium kunnen echter terugslag in de motoren van de robot veroorzaken, wat de nauwkeurigheid vermindert.

Winnaar: CNC-machines

5. Betaalbaarheid

Zowel werktuigmachines als robots kunnen duur zijn. Echter, robots hebben twee duidelijke voordelen ten opzichte van traditionele CNC-machines: hun grote werkruimte en veelzijdigheid. De mogelijkheid om objecten van (praktisch) elke grootte, vorm en complexiteit te bewerken, betekent dat robots meer waarde aan een bedrijf kunnen bieden voor minder kosten.

Onderzoekers van de Universiteit van Mons in België schatten dat een robot 30% goedkoper is dan een werktuigmachine met dezelfde werkruimte.

Winnaar: Robotbewerking

Conclusie

Het antwoord op de vraag "Kunnen robots CNC-machines overtreffen?" is een definitief "Ja."

Maar met één voorbehoud: het hangt af van wat het woord "overtreffen" betekent voor uw toepassing.

Als uw bewerkingstaak hoge nauwkeurigheid en stijfheid vereist, dan kunnen CNC-machines niet verslagen worden. Echter, als u veelzijdigheid, een grote werkruimte en betaalbaarheid nodig heeft, is robotbewerking de weg om te gaan.

Hoe Robotbewerking Voor U Kan Werken

Robotbewerking is eenvoudig, maar alleen als u de juiste programmeersoftware heeft. RoboDK wordt geleverd met een ingebouwd robotbewerkingstool dat uw door CAM geproduceerde ASM-bestand of GCODE omzet in een pad voor uw robot. U kunt hier een videodemotool vinden.

Het ondersteunt ook robots die speciaal zijn ontworpen voor robotbewerkingstoepassingen (met verbeterde stijfheid en nauwkeurigheid) zoals de Stäubli RX170 hsm, ABB IRB 6660, en KUKA KR 500-3 (de Machine Tool variant). U kunt de modellen voor deze robots, en honderden meer, in de Robotbibliotheek vinden.

Plant u een robot aan te schaffen voor bewerkingstaken? Laat het ons weten in de reacties hieronder of doe mee aan de discussie op LinkedIn, Twitter, Facebook of Instagram.