O objetivo do projeto era melhorar os procedimentos de soldagem a laser e determinar se o reparo sustentável da engrenagem era possível usando a programação do percurso do robô, gêmeo digital, simulação e pós-processamento.
Melhorar esta aplicação prática com simulação de robô revela um processo sustentável de reparo de engrenagens que pode garantir resultados de alta qualidade.
Reparar o equipamento usando robôs industriais e simulação de robôs ajudará as indústrias a reduzir o desperdício, o consumo de energia e o custo de substituição de componentes.
Este aplicativo foi projetado para o processo de manutenção, reparo e operações e se concentra na restauração segura das engrenagens reparadas para o serviço.
Usando o conhecimento da indústria de Randers Gears e Villiam Petersen Tandhjulsfabriken Horsens, o projeto prosseguiu usando a experiência da Force em soldagem a laser.
As tecnologias envolvidas
O projeto utilizou a tecnologia Direct Energy Deposition (DED), um processo que segue um caminho de ferramenta criado diretamente a partir de uma geometria CAD e constrói peças em camadas sucessivas.
Neste caso, o percurso DED foi programado usando recursos de programação de percurso aditivo ESPRIT, um software CAM da Hexagon Manufacturing Intelligence.
Os recursos de gêmeo digital e pós-processamento do RoboDK foram usados para gerar o programa do robô. A extensão RoboDK no ESPRIT simplificou a comunicação entre sistemas e facilitou para os usuários finais.
A Force Technology usou um braço robótico Kuka de 6 eixos montado em um trilho (eixo linear), uma mesa basculante para operação rotativa e um fuso para produzir a peça.
Além disso, um cabeçote de revestimento GTV (pó e laser) permitiu funções aditivas, resultando em um tempo de ciclo geral de 5 minutos ao recarregar peças de aço 4140.
Ivar Dale, especialista em manufatura aditiva da Force Technology, diz: “O projeto foi um grande passo para tornar o reparo de engrenagens mais padronizado e alcançar a garantia necessária de qualidade e confiança para colocar as engrenagens reparadas de volta em serviço pelos fabricantes de engrenagens.”
As ferramentas de simulação e programação off-line do RoboDK também podem reduzir o tempo de inatividade da produção causado pela programação do chão de fábrica. As empresas podem testar as habilidades de um robô em um ambiente virtual com o RoboDK.
Dale continua: “Usando a solução aditiva do planejador de caminho da ESPRIT/Hexagon e o pós-processador da RoboDK, economizamos uma quantidade enorme de tempo para programar o caminho com um deslocamento positivo de 1 mm, pois o formato do dente era orgânico.
“Isso nos economiza tempo na impressão, especialmente em reparos maiores, mas também economiza tempo do fabricante da engrenagem, pois o material que adicionamos é muito duro e cada mm leva tempo para CNC cuidadosamente.”
No geral, a Force Technology empregou o Espirit, o CAM “Híbrido” da Hexagon para programar o planejamento aditivo do caminho da cabeça e o RoboDK para resolver cinemática e colisões enquanto gerava código de robô para criar as trajetórias de percurso da ferramenta para Manufatura Aditiva.
A Configuração de Hardware
O hardware usado para este projeto inclui:
- Um sistema GTV PLC
- Uma cabeça HighYag/Coherent Laser montada em um sistema de revestimento GTV
- Um robô Kuka KR30
- Um sistema de laser Trumpf 16KW
A configuração do software
O software utilizado para este projeto inclui:
- espírito: Software CAM Híbrido
- RoboDK: Software de simulação e programação de robôs
Mudança tecnológica sustentável e amiga do ambiente
Sempre atento às suas responsabilidades ambientais, o projeto permitiu à Force Technology determinar como consertar uma engrenagem em vez de substituí-la. Por sua vez, evitavam jogar fora uma peça inteira e desperdiçar materiais e custos de mão de obra.
Além disso, eles mantiveram o tempo de inatividade e os custos baixos devido à eliminação da necessidade de peças de reposição. O projeto é um exemplo de sucesso de como a integração de robôs pode melhorar o MRO (Manutenção, Reparo e Operações).
Force Technology, Hexagon Manufacturing Intelligence e RoboDK demonstraram como as empresas contemporâneas podem colaborar usando tecnologia de ponta para implementar processos de produção em benefício da indústria.
A parceria ilustra a implementação de reparos sustentáveis e a redução de desperdício e consumo de energia para economia de tempo e negócios industriais mais ecológicos.
O projeto foi possível graças ao financiamento da Manufacturing Academy Denmark (MADE).
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