Bagaimana Seorang Insinyur Mencapai Pengukiran Robot Bebas Debu Dengan RoboDK
Dapatkah Anda benar-benar mencapai pengukiran robot bebas debu? Seorang mahasiswa menggunakan RoboDK dan efektor akhir khusus untuk penggilingan robot tanpa mendapatkan serpihan kayu di seluruh bengkel. Begini cara mereka melakukannya.
Ukiran adalah tugas yang semakin populer di bidang manufaktur. Penyesuaian menjadi norma untuk banyak produk yang berbeda dan ukiran memungkinkan produsen untuk dengan mudah menambahkan logo dan desain khusus ke produk mereka. Pengukiran robot adalah cara mudah untuk meningkatkan nilai produk dengan sedikit kerja ekstra.
Seorang mahasiswa di universitas Jerman telah merancang sistem untuk mengukir kayu menggunakan penggilingan robot dan robot kolaboratif di RoboDK. Yang sangat menarik dari proyek ini adalah ia menyertakan efektor akhir khusus untuk menghindari terlalu banyak debu dan serpihan kayu.
Memperkenalkan… Jan Gosedopp
Proyek ini dikembangkan beberapa tahun lalu oleh mahasiswa Jan Gosedopp sebagai bagian dari Sarjana Tekniknya di Universitas Ilmu Terapan Hamm-Lippstadt di Jerman.
Kami menulis tentang proyeknya sekarang karena pengukiran robot tampaknya akan menjadi sangat populer dalam waktu dekat. Misalnya, seseorang di pabrikan Universal Robots baru-baru ini menyebutkan bahwa mereka berpikir untuk menambahkan ukiran kayu ke daftar aplikasi robot kolaboratif mereka yang terus meningkat.
Proyek Gosedopp melibatkan pemrograman Robot Universal dan mengembangkan efektor akhir ukiran khusus yang dapat menghilangkan debu.
Bagaimana Pengukiran Kayu Biasanya Dilakukan
Seperti halnya dengan banyak operasi pemesinan, cara tradisional untuk mencapai pengukiran otomatis adalah dengan mesin CNC khusus.
Mesin ini mudah ditemukan dan ada banyak pilihan bersaing di pasar. Namun, umumnya tidak fleksibel — setiap model hanya cocok untuk satu jenis ukiran tertentu. Jika Anda ingin beralih ke proses pengukiran lain, Anda mungkin harus membeli mesin yang sama sekali berbeda.
Memrogram Pengukir CNC
Salah satu tantangan dari jenis ukiran tradisional ini adalah dengan pemrograman. Seperti yang dikatakan pakar CNC James Hamilton “mesin CNC hanya sebagus perangkat lunaknya. Dan tidak semua perangkat lunak diciptakan sama.” Dia menjelaskan bahwa perangkat lunak yang Anda gunakan benar-benar dapat membatasi kemampuan mesin Anda.
Beberapa perangkat lunak CNC, misalnya, hanya dapat mencapai penggilingan 2.5D. Ini bagus untuk pengukiran, di mana Anda biasanya hanya ingin menggiling bentuk 2 dimensi ke permukaan material. Namun, itu menjadi terbatas jika Anda ingin maju ke bentuk yang lebih 3 dimensi.
Gosedopp menggunakan pengukiran putar 2.5D, yang melibatkan penggunaan perutean pemintalan atau alat penggilingan untuk memotong alur tipis pada kayu.
Apa itu Pengukiran Robot?
Pendekatan yang diambil Jan Gosedopp adalah menghindari penggunaan mesin CNC sama sekali. Sebagai gantinya, ia memilih untuk menggunakan robot, khususnya UR10 dari Universal Robots.
Dibandingkan dengan mesin CNC, robot sangat fleksibel. Faktanya, satu robot dapat digunakan untuk hampir semua jenis proses pengukiran… dan lebih banyak tugas selain itu. Yang harus Anda lakukan adalah memberikan robot alat yang berbeda, yang sangat mudah dilakukan dengan perangkat lunak pemrograman robot yang tepat.
Pemrograman Robot Engraving
Untuk pemrograman, Gosedopp memilih menggunakan RoboDK. Pilihan ini membantunya menghindari banyak masalah pemrograman potensial yang terjadi pada mesin CNC tradisional.
Dengan wizard penggilingan robot khusus RoboDK, mudah untuk mencapai pengukiran 2.5D yang dia butuhkan dan memberinya opsi untuk menggunakan penggilingan 3D dengan pengaturan yang sama persis jika dia membutuhkannya.
Untuk menghasilkan jalur pengukiran, ia menggunakan Solid Works bersama dengan add-on HSMXpress gratisnya yang menghasilkan jalur CAM. Kembali ketika dia melakukan proyek ini, bilah alat RoboDK untuk SolidWorks yang kami rilis tahun ini belum tersedia. Oleh karena itu, jalur penggilingan diimpor ke RoboDK menggunakan file kode-G.
Alat Kustom untuk Pengukiran Bebas Debu
Salah satu pengembangan inti proyek Jan Gosedopp adalah efektor akhir yang dibuat khusus untuk pengukiran robot.
Fitur menarik dari alat ini adalah bahwa alat ini menyertakan elemen untuk menghilangkan debu dan serpihan kayu dari benda kerja selama pengoperasian, yang memungkinkan lingkungan kerja yang bersih.
Faktor Penting untuk Alat Pengukiran Robot
Sebagai bagian dari tesis Sarjana, ia mengevaluasi 2 desain efektor akhir yang berbeda dan memilih yang terbaik berdasarkan kesesuaiannya untuk tugas tersebut.
Dia menilai dua desainnya berdasarkan kategori berikut:
- Kompatibilitas dengan UR3/UR10
- Kemampuan untuk menjepit spindel penggilingan
- Kompatibilitas dengan ekstraksi
- Pemusatan dan penyelarasan yang akurat
- Penggilingan spindel rata dengan flensa robot
- Utas samping untuk diperbaiki
- Jejak alat kecil
- Biaya produksi rendah
Kedua desain itu sangat mirip dan dinilai persis sama di sebagian besar kategori ini. Dua perbedaan antara desain hanya terletak pada metode pemasangan spindel frais dan posisi pahat pada flensa robot.
Pada akhirnya, dua faktor yang menentukan pilihan desainnya adalah biaya produksi yang lebih rendah dan penambahan ulir lateral untuk pengencang tambahan.
Keamanan
Perhatian utama untuk jenis alat ini adalah keamanan. Robot yang digunakan adalah robot kolaboratif, sehingga memiliki fitur keselamatan tersendiri. Namun, alat khusus dapat menimbulkan masalah keamanan tambahan.
Gosedopp berfokus pada dua aspek keamanan:
- Bahaya dari benda terbang — Serpihan kayu dan debu dapat dengan mudah terbang menjauh dari operasi pengukiran dan membahayakan manusia. Untuk mengatasi hal ini, ia memperkenalkan sikat di sekitar alat untuk menangkap serpihan kayu yang beterbangan dan penyedot debu untuk mengekstraksi debu.
- Bahaya dari orang yang memasuki ruang kerja milling spindle — Meskipun robot kolaboratif itu sendiri umumnya aman, ini tidak berarti bahwa alat mereka aman. Alat ukiran yang berputar dapat menyebabkan kerusakan pada manusia jika, misalnya, tangan mereka menghalangi. Sikat di sekitar alat akan membantu menghindari hal ini sampai batas tertentu. Namun, Gosedopp merasa bahwa keamanan lebih lanjut diperlukan sehingga ia menambahkan panel kaca pengaman dan pemindai laser.
Desain Akhir
Setelah menilai dua desain, Gosedopp sampai pada desain akhir efektor akhir pengukiran robot. Itu berisi komponen berikut:
- Kepala penggilingan — “ujung bisnis” alat untuk menggiling benda kerja.
- Lengan robot — robot kolaboratif UR10.
- PC — program dibuat di RoboDK dan diekspor ke program robot.
- Kotak pengontrol — melakukan pemrosesan sinyal dan menjalankan program robot yang diproduksi oleh RoboDK.
- Vacuum — melakukan ekstraksi debu dan keripik.
- Sistem keamanan — pemindai laser digunakan untuk mendeteksi jika seseorang memasuki ruang kerja dan menghentikan robot.
Akhirnya, Gosedopp dapat mencapai aplikasi ukiran kayu berikut, seperti yang ditunjukkan dalam video ini:
Apa yang bisa Anda lakukan dengan robot pengukir bebas debu? Beri tahu kami di komentar di bawah atau bergabunglah dalam diskusi di Tertaut Dalam , Twitter , Facebook, Instagram atau dalam Forum RoboDK .
