机器人铣削及修整用CAD/CAM机器人编程

应用

我们一般不大会用“精确、可靠的切割和加工中心”来形容工业机械手。机器人在制造业中的作用往往因精确度不够而被低估。+/- 0.100以上的公差使焊接或取放变成了机器人的常见用途。随着初始精度的提高,机器人的公差达到了0.005in以下,机器人也逐渐进入加工领域。

机器人技术水平的提高使机器人在制造业中的应用领域不断扩大。人们开始使用机器人执行一度被认为只有数控机床才能胜任的工作。继新的机械挑战解决之后出现的软件满足了自动化解案不断提高的控制和效率要求。虽然数控加工领域有大量成熟的编程软件套件,但机器人操作员通常只能用示教箱对机器人进行人工移动示教。人工示教方法不仅耗时,准确性也较差。

离线编程(OLP)是更快捷的机器人轨迹生成方法,能在机器人使用当前程序工作的过程中在电脑上完成机器人路径编程。离线编程并非新概念;机器人仿真和OLP套件的问世亦可追溯到数十年前。而能够利用较小的机器人公差的OLP软件(包括从CAD/CAM数据生成机器人轨迹等功能)显然属于新生事物。

非G代码转换器

Robotmaster是建立在Mastercam基础上的OLP/仿真单元,主要用于根据刀轨信息生成准确的6轴机器人轨迹。

作为风靡北美制造业的成熟的软件工具,Mastercam的CAD/CAM环境已经为广大的Robotmaster用户所熟悉。Robotmaster用CAD几何图形创建刀轨,不需要通过示教箱进行示教或创建点。刀轨数据进行离线处理,在机器人的整个使用寿命中作为原始机器人指令,可直接下载到机器人控制器。以Motoman机器人为例,后处理中创建的是JBI文件。文件可传送到内存卡,或者数据传送到机器人,通过机器人运行JBI文件。Robotmaster并不是G代码转换器。

它在提供界面,供用户对机器人进行智能编程的同时处理(一步)刀轨数据,准确地创建机器人轨迹。界面可用于更改机器人的操作控制参数。用户可以一边控制机器人轴的方向,最有效地处理零件,一边修改移动操作、机器人定位和工具控制。另外,Robotmaster还能全面模拟机器人单元,提供各种错误检查功能,以保证OLP的可信度再予实现。

应用

除了常用缩放、旋转和播放控制以外,机器人仿真还配备了多项有用的功能,以便全面观察仿真过程。用户能动态控制或修改被仿真的机器人关节动作,查看人工关节移动效果。如需进行演示或数据共享,则可以在维持核心显示界面的情况下导出并在未安装Robotmaster的系统中运行整个仿真程序。仿真采用碰撞检测功能,在操作移动中指出单元碰撞,以图形方式指出碰撞元件。与零件几何形状、工装或工具的碰撞可以通过安全缩回动作进行纠正,也可以进行模拟,以确保纠正措施的效果。机器人仿真还有进一步的错误检查功能;根据具体的机器人运动学计算奇点、够不着及关节伸展错误,在出错情况下暂停机器人的动作。

一般订单包含的部件与设计相同,也可以对零件进行修改/更新。可以保存配置文件,以保留参数组,消除同类刀具操作或设置的冗余定义。Robotmaster支持Fanuc、ABB、KUKA、Motoman 和Staubli六轴机器人,并且还在继续扩大机器人品牌的支持范围。目前适合Robotmaster的应用包括但不限于:修整、焊接、模具加工、喷涂、上漆、抛光、研磨、去毛刺/去毛边及调配。

“没这软件我根本没法工作”

Jacob Featherstone是安大略伦敦Armatec Survivability Corporation公司的数控编程员,每天都会使用Robotmaster。“他说,“没有这软件的话,我们需要两倍的时间才能完成生产机器人的编程。准备生产程序或进行原型零件编程时,我每天使用软件的时间不小于4小时,跟使用Mastercam的时间相同。” Featherstone先创建CAD/CAM几何图形,再用Robotmaster配置、检查机器人切割路径,他说Robotmaster在这方面最有效的功能莫过于仿真:“仿真是最有用的功能。只要正确设置仿真器,就能省下好几个小时的程序准备时间。” Robotmaster的离线编程功能使Armatec公司每天节约数小时的机器人编程时间。

除了服务更新以外,Robotmaster还始终向用户提供稳定的技术支持。“没这软件我根本没法工作,我们从Robotmaster得到的支持也非常值得称道……他们给了我们很大的帮助,响应速度也非常快。”

Robotmaster还能帮助用户提高零件开发的精确度 “直接从设计师的实体CAD模型创建刀轨使我们极大地提高了碳纤维部件的精确度。在购买Mastercam/Robotmaster以前,我们采用典型的人工示教方法对6轴机器人进行编程。基本上,我们需要先在零件上贴一张图纸,再追踪图纸。用这种方法生成的零件只不过近似于我们真正想要的零件,需要经过多次反复,改善程序才能接近正常的零件标准,” Ottobock HealthCare的工艺工程师Rick Drulard 说道。 Drulard 利用OLP在运行生产程序的同时开发新的生产程序或研发程序。Robotmaster的离线编程功能帮助Ottobock节约了纠正人工示教编程错误所需的时间 “Robotmaster特别实现了手臂动态优化。过去,我们需要经过一定的反复试验才能减少喷嘴方向转变过程中的关节转动(即,先切削零件一侧,再切削零件的另一面)。现在,我一遇到关节过度转动问题就进行仿真查看,立即解决问题。” Robotmaster的一些选配功能,包括预置关节原位值、复位关节或轴配置等可用于避免关节转动边界限制等问题。

OLP软件的省时特点催生了在经济上可行的新型机器人解决方案。使用Robotmaster能极大地缩短编程时间和翻悉时间,使原本担心时间问题的企业毫不犹豫地在相关工艺中集成机器人解决方案。具有用CAD/CAM进行数控机床编程经验的员工,特别是熟悉Mastercam界面的员工,可以在培训后以同样的方法操作机器人。没有CAD/CAM使用经验的员工只需要在接受常规CAD/CAM培训的基础上花少量时间了解Robotmaster就能掌握操作。虽然需要数年的经验才能达到专家级的机器人操作水平,但只要操作员有过手动机器人编程经验,Robotmaster就能立即提高单元工作效率。

应用

随着机器人在制造业中的应用越来越广泛,Robotmaster等支持机器人的灵活的OLP软件将继续成为必需工具。Robotmaster不仅能让CAD/CAM系统编译机器人指令,还能让用户在界面和仿真环境下控制参数。Robotmaster使业内企业能够更高效地利用机器人资源,成了企业角逐竞争的门槛。无论是行业巨头还是一般工厂都能在工作流中放心地使用和操作机器人。Robotmaster让人们重拾了自动化信心。