3D世界でのロボットプラズマ切断

Aug 16, 2023

ARC Specialtys は、必須のオフライン プログラミング ツールを利用して、3D ロボット プラズマ切断のためのターンキー ソリューションを設計、構築しました。 適切なパートナーがそばにいてくれれば、難しい課題はありません。

| のケーススタディロボットマスター

3 次元空間でのプラズマ切断を自動化するには、関係者全員が最善を尽くす必要があります。 さまざまな角度や速度でプラズマ トーチを操作し、安定した曲線と滑らかなベベルを 3 次元で同時に作成するようにロボットをプログラムするのは、困難な作業です。

ARC Specialtys, Inc. は、問題の解決に力を入れています。 テキサス州ヒューストンを拠点とするオートメーション インテグレーターは、金属の接合と切断の 40 年近くの経験を活かし、30 か国以上の消費者、石油・ガス、防衛、研究産業向けの機械を構築してきました。 画一的なアプローチを取るのではなく、独自の運用ニーズを満たし、持続可能な成長をサポートする革新的なソリューションを作成します。 ARC は常に問題の解決策を照合します。

より多くの業界が従来の 2D プレート切断を超える製造プロセスを要求し始めたため、先進的な切断ソリューション メーカー Hypertherm, Inc. は、3D ロボット プラズマ切断のための自動化ソリューションを設計および構築するというアイデアを ARC スペシャルティズに持ちかけました。 その結果、協力的な取り組みが生まれました。

この特定のパズルには、カッティング システム、ロボット、ソフトウェアの 3 つの部分がありました。 Hypertherm の高度なプラズマ切断システムと KUKA Robotics の強力なロボット コントローラーはどちらも etherCAT 通信を使用するため、すぐに使用できるようになっています。 両社はすでに ARC Specialty との関係を持っており、インテグレータのモーション コントロールの専門知識をよく知っていました。 ソフトウェア面に取り組み、すべてのセルコンポーネントを統合するというKUKAのARCに対する推奨は、提携を強化するだけでした。

そのアイデアは、労働集約的なプログラミングを行わずに、CAD 図面を 3 次元プラズマ切断鋼部品に迅速かつ簡単に変換できるターンキー製造システムを作成することでした。 そこで、Hypertherm の Robotmaster オフライン プログラミング ソフトウェアがパズルに不可欠なピースとなりました。

「ロボットマスターは不可欠です」とARC創設者兼社長のダン・オールフォード氏は言う。 「3D CAD 図面は、最終的な部品がどのように見えるかを示すだけです。部品を作成するためのロボット パスとパラメータを生成するには、膨大な量の情報が必要です。プラズマ トーチは、各カット ラインの外側にオフセットし、角度を付ける必要があります。」正しい方向に進みます。滑らかな最終カットを作成するには、複雑な曲線を小さなスプライン セグメントに分割する必要があります。

「コードは数千行になる可能性があります」とオールフォード氏は言う。 「人間にはこんなことはできません。それがロボットマスターのすべてです。」

Robotmaster ソフトウェアを使用すると、ポイントごとのロボット プログラミングの必要性がなくなり、時間と労力が節約されます。 オフライン プログラミング (OLP) では、新しいジョブのためにロボットをプログラミングしている間に生産を停止する必要がないため、稼働時間も増加します。

ARC スペシャリティーズは、すべての協力者とともに、FlexFab™ 3D ロボット プラズマ切断セルを設計および構築しました。 このシステムは、2019 年の FABTECH Expo でデビューしました。来場者は、リアルタイムで CAD からパスへの変換を確認し、Robotmaster ソフトウェアを使用することでそれがいかに簡単であるかを直接目の当たりにすることができました。 見物人が驚いて見守る中、部品のデザインを変更してボタンを押すと、ロボットがすぐに切断してくれるのです。

「誰でもロボットにプラズマを掛けることができます。しかし、それでもロボットにパターンを教えなければなりません」とオールフォード氏は言う。 「CAD 図面を取得し、Robotmaster ソフトウェアにインポートします。そこから、それをロボット コードに変換し、途中でプログラミングを行わずに 3D パーツを作成します。FlexFab は、中間ステップなしで 3D 図面を 3D パーツに変換します。」

3D の世界では柔軟性が求められます。 では、FlexFab に「フレックス」を付けるのは何でしょうか? 1人用6軸ロボット。 もう一つはソフトウェアです。

標準的な CNC プラズマ テーブルや専用機械と比較して、この柔軟なロボット セルは 3 次元部品や複雑な形状の作成に優れているだけでなく、2 次元部品の切断にも使用できます。 これは、製造業者が頻繁な切り替えの柔軟性とロボットマスター ソフトウェアによる簡単なプログラミングを必要とする、少量多品種の用途に特に有利です。

ARC の顧客には、ガスや石油、一般産業用途のパイプラインの製造業者、圧力容器やフィルターのメーカーなどが含まれます。 しかし、プレート、パイプ、I ビーム、チャネル、またはアングルを切断する製造業者は、FlexFab システムの恩恵を受けることができます。

アプリケーションを問わず、Robotmaster の柔軟性と使いやすさにより、統合プロセスも容易になります。

「Robotmaster を使用すると、より困難な問題に取り組むことができます」と ARC の制御システム プログラマー、Kevin Sevcik 氏は述べています。 「これまでにこのようなセルに対して行った他のアプローチよりも高速です。一部のジオメトリはより複雑な形状であり、一連の次元を入力するという観点からは現実的ではありません。実際に必要なのは、オフライン プログラミング ソフトウェア。Robotmaster が最も使いやすいです。」

ARC の Sevcik は、FlexFab システムに精密な制御をもたらす責任を負いました。 数ミリメートルごとに切断パラメータをその場で最適化するセルの能力は、ARC のモーション制御能力を証明しています。 Robotmaster のシミュレーションおよびパス最適化ツールは、Sevcik のような高度なスキルと経験を積んだプログラマーでも、単純なアプリケーションと複雑なアプリケーションの両方でエラーのないロボットの軌道を視覚化し、最適化するのに役立ちます。

「場合によっては、ロボットで特異点に遭遇したり、軸の 1 つで制限に遭遇したりする必要がある動作が発生することがあります。Robotmaster のパス最適化により、これらの制限を確認して回避する作業がはるかに簡単になります。 」とセヴシクは言う。

Robotmaster の前処理ツールは、ロボット プログラマーの観点から設計されています。 ユーザーは目の前の画面で、潜在的なエラーが発生する前に確認できます。 トーチをこの方向に傾けると、ゾーンが赤に変わります。 逆に試すと緑色になります。 大丈夫です。 パスの最適化が視覚化されます。

今後、ARC スペシャリティーズはロボットマスター チームと緊密に連携して、3D プラズマ切断用のロボット パス生成プロセスを微調整していきます。 Robotmaster プラットフォームの柔軟性により、インテグレータ固有のニーズに柔軟に対応できます。

ARC は最近、FANUC ロボットを FlexFab コンセプトに統合し、このシステムを ABB ロボットと統合することも計画しています。 Robotmaster を使用すると、単一のソフトウェア ソリューションが主要なロボット ブランドのいずれでも動作するため、これは簡単です。

「問題が発生した場合、そのプロセスに詳しい人に相談できることを知っておく必要があります」と ARC の運営担当副社長、ジョン・マーティン氏は言います。 「だからこそ、Robotmaster や Hypertherm とのこの種の関係が非常に重要なのです。」

適切なパートナーがそばにいれば、どんな課題にも立ち向かうことができます。

Hypertherm Associates ブランドの Robotmaster はオフラインのロボット プログラミング ソフトウェアであり、切断、トリミング、フライス加工、溶接、スプレー、研磨、サンディングなどのさまざまな用途に向けた簡単かつ効率的なロボット プログラミングにより、メーカーがロボットの生産性を最大化できるように支援します。 、研削、バリ取りなど。 Robotmaster は、統合された CAD/CAM 機能を使用して、初めてのユーザーでも、誰でも簡単かつ直感的にロボット プログラミングを行うことができます。

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