Kan een robot beter presteren dan een CNC-machine voor robotbewerking?

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

Als je het nog niet gehoord hebt, robots zijn de nieuwe CNC-machines!

Zouden traditionele CNC-machines de weg van de dinosaurus kunnen volgen? (d.w.z. uitgestorven, in plaats van veranderd in een filmfranchise van meerdere miljoenen dollars, hoewel ik graag naar "CNC World 3" zou kijken")

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

Maar kunnen robotbewerkingen echt beter presteren dan speciale bewerkingsmachines? Laten we het uitzoeken.

Robotbewerking... Echt waar?

Als het idee van robotbewerking nieuw voor je is, ben je misschien een beetje sceptisch. Robots staan ​​niet bekend om hun stijfheid, die meestal wordt beschouwd als de belangrijkste eigenschap van een CNC-machine. Robotbewerking heeft echter enkele enorme voordelen die dit nadeel kunnen compenseren.

Stel je voor dat je een enorm blok ijs hebt.

Je wilt een grappig ijsbeeldje maken van de CEO van je bedrijf voor een aanstaand zakendiner. Je hebt echter niet de vaardigheden - noch de tijd - om ijs met de hand te leren beeldhouwen. Je hebt toegang tot een machinewerkplaats vol CNC-machines, maar ze zijn allemaal veel te klein om in het ijsblok te passen.

Maar je hebt wel een robot.

Dit is precies het soort toepassing dat perfect is voor robotbewerking. Het gaat om een ​​werkstuk dat te groot is voor traditionele werktuigmachines, dat is gemaakt van een relatief zacht materiaal en dat complexe bewerkingspaden vereist die met de meeste CNC-machines onmogelijk te realiseren zijn. Dit is de reden waarom robotbewerking vooral populair is voor rapid prototyping-taken.

Je denkt misschien:"Dat is allemaal goed, maar ik wil geen ijsblokjes maken. Ik wil ons product nauwkeurig machinaal bewerken. Kan robotbewerking voor mij werken?” Misschien.

Robots versus CNC-machines:hoe ze zich opstapelen

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

1. Nauwkeurigheid

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

De nauwkeurigheid van werktuigmachines wordt steeds beter. High-end machines kunnen een nauwkeurigheid bereiken van tussen de 20-50 micron. De zogenaamde "'s werelds meest nauwkeurige draaibank" (die in 2001 werd gemaakt en niet lijkt te zijn verslagen) heeft een nauwkeurigheid van 0,2 micron.

De nauwkeurigheid van robots is de afgelopen jaren verbeterd. Industriële robots kunnen dicht bij hun herhaalbaarheid worden gekalibreerd. Een KUKA KR210-robot met een herhaalbaarheid van 100 micron kan bijvoorbeeld worden gekalibreerd met een nauwkeurigheid tot 200 micron.

Het is echter belangrijk om te onthouden dat de nauwkeurigheid van een robot afhankelijk is van een goede kalibratie (zoals we hebben besproken in ons artikel Is offline programmeren echt nauwkeurig?). Omdat de kalibratie afhankelijk is van de eindgebruikers, heeft de robotica-industrie de neiging zich meer te concentreren op de "herhaalbaarheid" van een robot dan op de nauwkeurigheid ervan.

Winnaar: CNC-machines

2. Werkruimte

Als het op werkruimte aankomt, zijn er een aantal indrukwekkende CNC-machines. Ik heb flatbedmachines gezien die groter zijn dan olifanten. De meeste hebben echter een veel kleinere werkruimte.

Industriële robots daarentegen hebben vaak een grote werkruimte. Een middelgrote industriële robot heeft een werkbereik van 7 tot 8 kubieke meter. Bovendien kunt u eenvoudig een externe as aan de robot toevoegen en de werkruimte nog verder uitbreiden.

Winnaar: Robotbewerking

3. Veelzijdigheid

Waarschijnlijk is het grootste voordeel van robots 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 gaat om frezen, draaien, boren, enz. Een robot kan al deze dingen en meer doen.

Robots kunnen zich ook langs complexere paden bewegen dan de meeste CNC-machines. CNC-machines hebben meestal 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 je vrijwel elke gewenste vorm kunt bewerken.

Winnaar: Robotbewerking

4. Stijfheid

De stijfheid of stijfheid van een gereedschapsmachine heeft een grote invloed op de nauwkeurigheid ervan. Een gereedschap met een lage stijfheid zal bewegen wanneer het in aanraking komt met een hard materiaal. Dit zal een onnauwkeurige snede veroorzaken. Robots hebben doorgaans veel minder stijfheid dan traditionele werktuigmachines. De stijfheid van een robot is over het algemeen minder dan 1 Newton per micrometer, terwijl CNC-machines vaak meer dan 50 Newton per micrometer hebben.

Tools met een lage stijfheid hebben ook vaak lagere natuurlijke frequenties, wat betekent dat het gereedschap gaat trillen wanneer het in contact komt met het materiaal. Robots hebben een natuurlijke frequentie van 10 tot 20 Hz, vergeleken met enkele honderden of duizenden Hz voor werktuigmachines.

Robotbewerking kan gemakkelijk zachte materialen aan zoals schuim, hout, plastic, enz. Hardere materialen zoals staal of titanium kunnen echter speling veroorzaken in de motoren van de robot, waardoor de nauwkeurigheid afneemt .

Winnaar: CNC-machines

5. Betaalbaarheid

Zowel werktuigmachines als robots kunnen duur zijn. Robots hebben echter 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 kunnen bieden aan een bedrijf tegen minder kosten.

Onderzoekers van de Universiteit van Bergen 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 beter presteren dan CNC-machines?" is een duidelijk "Ja."

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

Als uw bewerkingstaak een hoge nauwkeurigheid en stijfheid vereist, kunnen CNC-machines niet worden verslagen. Als u echter veelzijdigheid, een grote werkruimte en betaalbaarheid nodig heeft, is robotbewerking de juiste keuze.

Hoe u robotbewerking voor u kunt laten werken

Robotbewerking is eenvoudig, maar alleen als u over de juiste programmeersoftware beschikt. RoboDK wordt geleverd met een ingebouwde robotbewerkingstool die uw door CAM geproduceerde ASM-bestand of GCODE omzet in een pad voor uw robot. U kunt hier een videodemo van deze tool vinden.

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

Bent u van plan een robot aan te schaffen voor bewerkingstaken? Vertel het ons in de reacties hieronder of neem deel aan de discussie op LinkedIn, Twitter, Facebook of Instagram.