Ytbehandling med KR QUANTEC och KUKA.CNC

Med hjälp av programvaran KUKA.CNC tar SEMATEK GmbH ytbehandlingen till nya höjder.

SEMATEK GmbH från Seeg i södra Tyskland tillverkar sedan 2007 innovativa helhetslösningar inom maskinkonstruktion för moderna produktionsdrifter som är i behov av tillverkningsprocesser för nya produkter och som vill vidareutveckla och optimera befintliga processer. Reducering av kostnader och ökning av produktionskapacitet har ständigt varit företagets främsta målsättning.

Automatisering av ytutjämningen

Glättning och finishing av frästa formverktyg, t.ex. dragpressningsverktyg för karosseridelar, inläggsformar för komponenter av kompundmaterial eller formsprutningsformar för plastkomponenter genomförs fortfarande till stor del för hand. Även hos andra högautomatiserade företag används större friformsytor delvis upp till 20 arbetsdagar för polering. Vid utvecklingen av en ny ytbehandlingsteknik var huvuduppgiften att göra processen så flexibel, precis, tillförlitlig och ekonomisk som möjligt.

Målet var att genom ett automatiserbart förfarande förvandla metalliska ytor till högkvalitativa funktionsytor. Detta möjliggörs genom applikationen ”Machine Hammer Peening”, en slagprocess, där arbetsstyckets yta glättas. För att göra automatiserade bearbetningar av komplexa arbetsstyckesytor med denna process använder SEMATEK en KUKA-robot och programvaran KUKA.CNC.

KUKA KR QUANTEC styrs av KUKA.CNC

På flänsen på KUKA-roboten från KR QUANTEC-serien finns ett pneumatikstyrt verktyg med linjärt oscillerande hammarhuvud (FORGEfix från 3S-Engineering GmbH) för mekanisk bearbetning av ytan. När roboten har mätt arbetsstycket för den hammarhuvudet längs med ytan på den så kallade slagbanan med hjälp av KUKA-programvaran KUKA.CNC. Frässpetsarna trycks ned i fårornas nedsänkningar. Sfärdiametern, skärhastigheten, banavståndet, positioneringsvinkeln och anfallsvinkeln mellan slaglängd och yta ska väljas resp. ställas in beroende på process.

Vid mätning av bearbetningshuvudet använder SEMATEK ett 5D-mätsystem från LEONI GmbH. Utöver mätningen av Tool Center Point (TCP) säkerställs här framför allt att verktygsorienteringen mäts in så exakt som möjligt. Verktygsorienteringen är särskilt viktig vid bearbetning av 5-axel-CNC-program, så att största möjliga processnoggrannhet kan uppnås.

Programmering av roboten helt i G-kod

KUKA KR 240 R2900 briljerar med sina räckvidd och flexibilitet. På komponenter som kräver en 5-axlad bearbetningsstrategi innebär användningen av roboten en tydlig kostnadsskillnad. För att underlätta installation och programmering av roboten har KUKA implementerat en komplett CNC-kärna och utvecklat programvaran KUKA.CNC.

Med denna programvara är det möjligt att fullständigt programmera robotens rörelse i DIN 66025 eller G-kod. Därmed kan program skapas via CAD/CAM-kedjan och är redo att användas på KUKA-styrningen utan någon ytterlig omvandling till ett speciellt robotprogram (översättning till robotspråk).

KUKA-roboten bearbetar ytorna med ett linjärt oscillerande hammarhuvud som verktyg.
Detta har även fördelen att funktioner från CNC-miljön, t.ex. systerverktyg och korrigering av verktygsradie, kan användas utan problem. SEMATEK utökar processkedjan med en simuleringsmodul som säkerställer att systemet har korrekt räckvidd och inte drabbas av kollisioner. Därmed kan roboten användas som fullvärdig CNC-maskin och utnyttjar den ytterligare förbättrade banprestandan och därigenom den heltäckande bearbetningen för hela komponenten.

Maximal kvalitet på minimal tid

Slagningen glättar inte bara de frästa ytorna, utan solidifierar även ytan och optimerar egenspänningsfördelningen. Ytan blir homogen och reproducerbar. Slagprocessen möjliggör en ytjämnhet på Ra mindre än 0,1 µm, som inte hade varit möjlig med endast fräsning. Genom kallhärdning kan en ökning av ythårdheten på upp till 30 % uppnås, beroende på materialet som bearbetas. Ytterligare eterbehandlingar av ytan behövs inte. Med den automatiserade slagprocessen behövs inte längre de manuella slip- och poleringsuppgifterna.

Tiden för finishing och därmed hela tillverkningsprocessen minskar avsevärt, inte minst tack vare de låga kraven på slätpoleringsprocesserna. Med hjälp av KUKA-roboten kan även komplexa friformsytor bearbetas. Därmed kan bearbetning göras ofta på hela komponenten, vilket innebär att tid och kostnader för omspänning bortfaller. Tack vare den högprecisa banplaneringen kan roboten köras med höga hastigheter och låg överlappning. Det ger maximala resultat på minimal tid.

Vi använder kakor för att kunna erbjuda dig bästa möjliga service även online. Här finns mer information.

OK