实现高质量机器人增量成形的5个步骤- RoboDK博客

机器人增量成形是一种低成本的小批量板材成形方法。本案例研究展示了一个团队如何使用RoboDK实现质量。

Mario Guillo和他的团队是研究所莫佩提法国，专门从事工业研究。

研究小组注意到传统钣金成型方法存在一些问题，他们决定解决这些问题。

为什么小批量板材成形成本高

钣金成型是一个数字游戏。如果你生产大量相同的零件，成本和时间通常会相等。然而，如果你只制造一两个零件，很快就变得不经济了。

拉深成形是板材成形最常用的方法之一。它包括设计和制造一个模具，然后慢慢地在模具上“拉伸”每一块材料。当你只制造几个零件时，模具的成本远远超过了成型本身的成本。

传统上，大多数制造商处理这个问题的方式只是接受它。“嗯，这就是生活，”你会说。你交叉手指，希望我们剩余的机加工操作将平衡这个低效的过程。或者，如果质量不重要，你可以选择手工成型。

马里奥和他的团队决定不需要这样。有一种小批量经济成形高质量产品的方法:增量成形。

在这个案例研究中，我们展示了Mario和他的团队如何使用RoboDK通过机器人增量成型经济地创建高质量的产品。

增量成形(也称为增量薄板成形)是一种替代拉深的方法，它涉及到一点一点地，一层一层地变形薄板材料。在这方面，它有点像3D打印或CNC加工。而不是添加或删除每一层的材料，板材材料非常轻微的弯曲每一层。

自20世纪90年代，采用改进的数控机床实现了增量成形。数控工具被单点球体所取代，它将所需的形状绘制到每一层的板材材料上。润滑剂被用来减少摩擦的影响。

改进的CNC机床是一个很好的解决方案，但它们有一个问题:对于较大的部件来说，它们的成本很高。对于那些想要使用增量成型进行原型制作的公司来说，这可能是不可行的，而增量成型是一种常见的应用。

机器人增量成形通过使用工业机器人来握住工具，克服了这一问题。它与机器人加工有相似之处我们在之前的文章中介绍过．

与数控机床不同，机器人不限制零件的尺寸。因此，Mario的团队认为，机器人增量成形可以用于需要成形大片材的广泛应用，包括颅骨植入物、假体和汽车镶板。

机器人增量成型出人意料地简单，但前提是你遵循正确的步骤。研究小组采用了以下五个步骤(正如他们的研究论文中描述的那样)，以实现高品质的产品与机器人增量成型:

几乎所有的产品都是在CAD(计算机辅助设计)包中设计的，所以这一步应该很简单。您需要定义想要制造的形状并创建它的3D模型。

然后你应该生成一个CNC轨迹。这可以在许多CAM(计算机辅助制造)包中完成。您甚至可以在同一个软件中生成模型和轨迹。但是，如果您的CAD/CAM软件不具有此功能，那么像CamBam，MeshCAM或FreeMILL是个不错的选择。

研究小组使用了CamBam CNC软件，这是一个具有成本效益的工具，用于设计和构建CNC模型和轨迹。

在这一步中，你需要决定每一层的深度和分层策略。该团队解释说，对于简单的部件有两种常见的策略:

一旦你有了你的轨迹，下一步就是把它转换成数控机床可以理解的指令。最常见的选项是G-Code，但也可以使用APT-CLS或NCI。

对于传统的基于cnc的增量成形，这将是生产前的最后一步。然而，当我们使用机器人时，还有另一个非常重要的步骤。

为了使用机器人进行增量成形，您需要将G-Code转换为机器人能够理解的命令。然而，每个机器人制造商都有自己的编程语言。一些制造商有专业的CNC软件插件，但它们通常非常昂贵，而且只能与他们品牌的机器人一起工作。

马里奥和他的团队决定使用RoboDK因为它包含机器人机床作为标准。它非常容易使用，比市场上的其他选择更具成本效益。你只需将G-Code文件加载到软件中，它就会自动生成机器人路径，避免机器人出错。

使用RoboDK，我们能够轻松地将g代码转换为LS文件，并在发那科机器人控制器中运行机器人程序，就像它是CNC一样。RoboDK支持加速流程在机器人上的部署。

Mario Guillo博士。
莫佩尔图伊研究所RFSW主管

最后一步是将程序传递给机器人，并开始增量成型过程。如果前面的所有步骤都进行得很好，那么这应该是相当简单的。然而，有两点你应该记住:

选择一个高刚性的机器人机器人的刚度比数控机床低。当施加非常大的力时，这可能导致刀具偏转，这可能发生在加工任务中。该团队使用了一个重载机器人(有效载荷超过500公斤)，以确保它有足够的刚性来完成任务。
避免不必要的厚料厚的材料由于刚性低，很难用机器人成形。只选择你的产品所需的材料厚度，如果你开始看到工具的偏转，准备使用更薄的材料。

第一次运行该程序时，请注意任何可能由于施加在机器人工具上的力过大而导致的工具偏差。

以下是该团队项目的视频: