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Die verarbeitende Industrie aktualisiert sich ständig mit dem Aufkommen neuer und verbesserter Technologien. Das ist auch bei der CNC-Bearbeitung der Fall.
Heute wird die CNC-Robotertechnik in der maschinellen Bearbeitung zur Herstellung hochwertiger und komplexer Objekte eingesetzt. Ob es um die Härte, die Oberflächengüte oder die physikalische Toleranz geht, die Robotertechnologie kann mehrere Funktionen in einer Hand ausführen.
Untersuchungen haben gezeigt, dass die meisten Fräs- und Schleifarbeiten derzeit mit Hilfe von Robotern durchgeführt werden. Schauen wir uns an, was diese Robotertechnologie neben den mechanischen Fähigkeiten noch für die CNC-Bearbeitung bereithält.
Was sind CNC-Bearbeitungsroboter?
Bevor wir uns mit der Nutzbarkeit der Robotertechnologie befassen, sollten Sie wissen, was CNC-Bearbeitungsroboter sind. Es ist keine Neuigkeit, dass Roboter allmählich die Arbeitsbereiche beherrschen und ein wesentlicher Bestandteil der metallverarbeitenden Industrie sind.
Roboter-CNC-Maschinen sind also fortschrittliche programmgesteuerte Werkzeuge, die ohne jegliche Eingabe für Bearbeitungszwecke arbeiten. Die Liste der Roboter ist umfassend, da verschiedene Roboter unterschiedliche Funktionen in Fräs- oder Schleifmaschinen übernehmen.
Die Art und die Spezifikationen eines Roboters spielen jedoch in der automatisierten Bearbeitungsindustrie keine Rolle, wenn er seine Funktion nicht effizient erfüllt. Kartesische Roboter beispielsweise laden in erster Linie das Material, handhaben es und verpacken das Werkstück. Ebenso haben SCARA-Roboter verschiedene Konfigurationen und führen die Hauptaufgabe der Bearbeitung, Verpackung und Prüfung mit hoher Präzision aus.
Welche Arten von Robotern werden in der CNC-Bearbeitung häufig eingesetzt?
Hier sind einige beliebte Fräsmaschinenroboter, die verschiedene Arbeiten ausführen:
1. Knickarmroboter
Am häufigsten werden in der Industrie CNC-Gelenkroboter für die Herstellung von Produkten eingesetzt. Diese Roboter verfügen über Drehgelenke, so genannte Achsen, die es den Robotern ermöglichen, sich unabhängig zu bewegen, indem sie zusätzliche Freiheitsgrade bieten. Einige Knickarmroboter verfügen über zwei Achsen, während andere komplexe Strukturen mit 10 oder sogar mehr Achsen aufweisen können.
Normalerweise zeichnen sich Knickarmroboter durch ihre größere Flexibilität und ihren großen Bewegungsbereich aus, um Objekte unabhängig von ihrer Größe perfekt zu handhaben. Wenn Sie jedoch ein extremes Maß an Präzision benötigen, können Sie Gelenkarme mit kartesischen Robotern ausstatten. Im Folgenden werden einige wichtige Anwendungen von Robotern vorgestellt:
- Handhabung von Objekten
- Verpackung und Vertrieb von Teilen
- Beladung der Maschine
- Lichtbogenschweißen
- Montage der Komponenten
Außerdem werden diese Roboter in der Automobil-, Elektronik-, Metall- und Verpackungsindustrie in großem Umfang eingesetzt.
2. Delta-Roboter
Delta-Roboter sind die beste Wahl, wenn Sie einen CNC-Roboter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen in Fertigungsunternehmen suchen. Es handelt sich dabei hauptsächlich um parallel arbeitende CNC-Industriemaschinen und -Roboter, die ihren Namen von ihrer auf dem Kopf stehenden dreieckigen Struktur haben. Ihr mechanischer Aufbau und ihre besondere Konfiguration unterscheiden sie von anderen Robotern. Außerdem verfügen sie über große Schwenkarme, die ein besseres Arbeiten ermöglichen.
Außerdem werden diese Roboter in der Regel oben auf den Arbeitsplätzen eingestellt. Der Grund dafür ist, dass der Arbeitsbereich als Förderband fungiert, um Objekte in Produktionslinien zu bewegen. Im Folgenden sind einige beliebte Anwendungen von Delta-Robotern aufgeführt:
- Sortierung der Materialien
- Montage und Demontage
- Verpackung der Endprodukte
- Auswählen und platzieren
Darüber hinaus werden diese Roboter in der Pharma-, Medizin-, Zusatzstoff-, Kosmetik-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt, um hohe Produktionsraten zu erzielen.
3. SCARA-Roboter
SCARA-Roboterarme (Selective Compliance Articulated Robot Arms) funktionieren ähnlich wie menschliche Arme, arbeiten aber mit unglaublicher Geschwindigkeit und Präzision. In der Regel handelt es sich um vierachsige Roboter, die dazu beitragen, sich wiederholende Tätigkeiten effizient auszuführen. Außerdem trägt ihre Schnelligkeit dazu bei, die Produktivität zu geringeren Kosten zu steigern und eine sichere Umgebung für die Arbeiter zu gewährleisten.
Abgesehen davon ist der SCARA-Roboter nur dafür ausgelegt, seine Arme in bestimmten Dimensionen zu bewegen. Das mag als Nachteil dieses Roboters erscheinen, aber in Wirklichkeit ist er für bestimmte Anwendungen ideal. Vor allem ist diese Steifigkeit für die hohe Präzision verantwortlich, die andere Robotertypen nicht bieten.
SCARA-Anwendungen werden für folgende Zwecke eingesetzt
- Inspektionen
- Bearbeitung
- Verpackungsarbeiten
- Montage und Demontage
- Kommissionierung und Platzierung der Produkte
Darüber hinaus werden SCARA-Roboter in der Automobilindustrie, in der Elektronikindustrie, im Einzelhandel, in der Telekommunikation und in der Pharmaindustrie eingesetzt. Sie gelten jedoch als perfekt für die Montage von Leiterplatten und Lötaufgaben, da flach geformte Leiterplatten den Robotern nicht viel Flexibilität abverlangen.
4. Gantry-Roboter
Wenn Sie überdurchschnittlich schwere Werkstücke zu bearbeiten haben, müssen Sie Ihre CNC-Roboterbeladungsmaschine möglicherweise mit Portalrobotern ausstatten. Diese Roboter haben in der Regel drei Achsen und bestehen aus einem Manipulator, der über ihrem Kopf befestigt ist und horizontale Bewegungen ermöglicht.
Da Portalroboter X-, Y- und Z-Koordinatensysteme verwenden, lassen sie sich viel einfacher entsprechend der Bewegung programmieren. Darüber hinaus können Sie ihre hohe Positionsgenauigkeit nutzen, um die Komponenten in der Industrie angemessen zu platzieren. Außerdem bieten sie einfache Konfigurationen, mit denen Sie Größe, Geschwindigkeit, Präzision und Hublänge des Roboters leicht anpassen können.
In erster Linie erbringen Portalroboter folgende Leistungen für ihre Benutzer:
- Be- und Entladen von industriellen Materialien
- Schneid- und Schweißanwendungen
- Schwere Gegenstände aufnehmen und platzieren
- Befestigen und Verschrauben von Gegenständen
Wie profitiert die CNC-Bearbeitung von der Robotertechnologie?
Der Einsatz von Robotertechnologie in der automatisierten CNC-Bearbeitung ist der Schlüssel zur Steigerung der Effizienz verschiedener CNC-Bearbeitungen, einschließlich Drehen, Fräsen und Plasmaschneiden. Im Folgenden werden weitere Vorteile des Einsatzes von Robotertechnologie diskutiert:
● Verbesserte Sicherheit
Die meisten Roboter verfügen über Funktionen, die ein hohes Maß an Sicherheit bei der Durchführung von Arbeiten gewährleisten. Glücklicherweise gibt es auf dem Markt einige eigenständige CNC-Robotertender, die erschwinglich und einfach zu installieren sind und ohne menschliche Aufsicht betrieben werden können. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit eines Sicherheitsrisikos für die Arbeiter verringert.
● Benutzerfreundlichkeit
Robotertender sind ziemlich einfach zu handhaben, vor allem, wenn es um ihre Installation geht. Ein Minimum an Erfahrung der Arbeiter würde ausreichen, um sie zu installieren. Alles, was Sie tun müssen, ist, die drei Installationsschritte zu befolgen:
- Stellen Sie zunächst das Beiboot vor die CNC-Maschine.
- Dann befestigen Sie es mit Befestigungsmitteln am Boden.
- Zum Schluss schließen Sie die Stromversorgung und das Ethernet an.
Die einzige Aufgabe des Bedieners besteht darin, den Roboter so zu programmieren, dass er verschiedene Vorgänge wie Beladen, Kommissionieren, Platzieren, Montieren oder Verpacken ausführt.
● Hohe Produktivität und Präzision
Durch den Einsatz von Robotern in Ihren Bearbeitungsprozessen können Sie verschiedene CNC-Operationen mit höherer Geschwindigkeit durchführen. Im Vergleich dazu können Sie mit 47% mehr Produkte pro Stunde herstellen als mit anderen traditionellen Bearbeitungen.
Wie Sie wissen, sind CNC-Roboter in der Regel für die Entnahme des Materials, das Laden in eine bestimmte Maschine, das Entladen auf dem Tisch usw. zuständig. Ein Roboterarm führt Operationen mit einer Genauigkeit von fast +/- 1 mm aus.
● Reduzierte Ausgaben
Die Ausschreibungen für CNC-Roboter-Maschinen ermöglichen es Ihnen, Ihre Ausgaben zu reduzieren. Dies liegt daran, dass die anfänglichen Kosten für diese Tender relativ niedrig sind. Außerdem erfordern sie keine zusätzlichen Arbeitskräfte für die Installation und den Betrieb, was tendenziell Arbeitskosten spart.
● Bietet eine glatte Oberfläche
Es ist eine ziemlich anspruchsvolle Aufgabe, die ideale Oberflächenrauheit zu erreichen. Doch das Zusammenspiel von Robotern und CNC-Fräsrobotern führt zu einer perfekten Oberflächengüte.
● Mehrere Aufgaben
Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil von CNC-Robotern ist ihre Fähigkeit, mehrere Aufgaben auszuführen. Wie bereits erwähnt, können Roboter gleichzeitig automatisierte CNC-Bearbeitungsprozesse (Fräsen, Drehen, Bohren, Schneiden) und andere Vorgänge durchführen. Diese Vorgänge können das Beladen der Maschine, die Entnahme oder Platzierung der Teile, die Qualitätsprüfung der Komponenten oder die Verpackung der Endprodukte sein.
Was sind die Nachteile des Einsatzes von Robotertechnologie in der spanenden Fertigung?
Obwohl die CNC-Robotik eine treibende Kraft ist und den Fertigungsprozess beschleunigt, kann sie die CNC-Bearbeitungstechnik nicht ersetzen. Es gibt einige Risikofaktoren, die mit dem Einsatz von Robotertechnologie in automatisierten Fräsmaschinen verbunden sind. Werfen wir einen Blick auf sie!
1. Kernkomponenten von Industrierobotern
Die Robotertechnologie kann das Arbeitsumfeld zweifellos verbessern, aber manchmal ist es schwierig, sie zu handhaben. Der Grund dafür liegt in der Funktionalität der Kernkomponenten dieser Roboter. Normalerweise bestehen diese Komponenten aus Steuerungen, Servomotoren, hochpräzisen Getrieben und Antrieben.
Jede Komponente des CNC-Roboters spielt eine wichtige Rolle für den Betrieb. Die meisten Unternehmen importieren jedoch diese Komponenten, die nicht den Anforderungen entsprechen. Darüber hinaus sind die mangelnde Innovationsfähigkeit und systematische Entwicklung dieser Teile für die Beschränkung des Wachstums von Industrierobotern verantwortlich.
2. Schlechter Informationsaustausch
CNC-Roboter benötigen eine bestimmte Computersoftware und -hardware, um verschiedene Betriebsaufgaben zu erfüllen. Daher muss eine gute Beziehung zwischen dem Verarbeitungssystem von Robotern und dem Managementsystem bestehen. Leider ist der Informationsaustausch zwischen Roboter und Mensch bei Industrierobotern schlecht, was zu verschiedenen Problemen führt.
Um diese Kommunikationsbarrieren zu überwinden, müssen die Roboterhersteller die standardisierte Sprache der Computer lernen.
3. Probleme mit der Genauigkeit und Steifigkeit
Neben dem unzureichenden Informationsaustausch und -handling ist die Genauigkeit die größte Herausforderung für die Robotertechnologie in der zerspanenden Industrie. Vor allem bei der Bearbeitung komplexer Teile gibt es Probleme mit der Genauigkeit von Robotern im Vergleich zur automatisierten High-End-CNC-Fertigungsrobotik.
Die Hauptursache für den Mangel an Genauigkeit und Steifigkeit ist die Steifigkeit der Roboter. Normalerweise verringern die freitragende Balkenstruktur und die schlanken Roboterarme die Steifigkeit des Roboters. Dies erschwert es den Robotern, die Gegenstände senkrecht zu ihren Armen zu tragen. Außerdem hindert die mangelnde Steifigkeit sie daran, Werkstücke aus harten Materialien zu bearbeiten.
Abschließende Überlegungen
Die Einführung von Robotern in der CNC-Technologie hat den CNC-Bearbeitern erheblich geholfen, ihre Aufgaben effizient zu erledigen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Kombination von Robotern und CNC-Maschinen Wunder in der Fertigung bewirkt, indem sie die Produktivität mit hoher Genauigkeit erhöht. Sie müssen nur einen geeigneten CNC-Roboter auswählen, der den Anforderungen Ihrer Branche und Ihrer Produkte entspricht.
