La robotique CNC et l'usinage automatisé ont connu une croissance incroyable au cours des dernières années. L'un des principaux facteurs contribuant au succès de la robotique aujourd'hui est son intégration dans les technologies de fabrication. L'une des technologies les plus importantes est Usinage CNC.
Bien que les rôles de l'usinage CNC et de l'usinage robotisé se chevauchent généralement, les lignes deviennent de plus en plus floues. La mise en œuvre de la robotique offre des avantages incroyables à l'industrie manufacturière. De plus, la robotique de fabrication CNC est considérée comme le principal fournisseur de solutions automatisées industrielles.
Cet article examine le concept de la robotique CNC, détaillant comment les entreprises utilisent cette innovation pour obtenir des résultats. Nous discuterons des divers avantages de la robotique de fabrication CNC par rapport aux méthodes conventionnelles. Continuez à lire pour en savoir plus.
Quel est Robotique CNC?
La robotique CNC fait référence à tout processus robotique qui facilite le processus d'usinage CNC. Un robot CNC est un équipement de pointe conçu uniquement à des fins d'usinage. Un tel équipement gère seul différents projets en suivant des protocoles programmés. Dans la plupart des cas, ces robots ne nécessitent aucune intervention de la part d'un opérateur.
La robotique CNC offre des avantages d'automatisation accrus dans la fabrication, assurant la production de masse et la livraison de pièces de haute qualité pour diverses industries. Ces machines CNC ne bénéficient pas seulement de la mise en œuvre robotique ; Applications d'usinage CNC impliquent également la fabrication de pièces de robots.
Pourquoi choisir l'usinage CNC pour la production Pièces robotiques?
Outre les avantages économiques de l'usinage CNC pour les applications robotiques personnalisées, il existe plusieurs raisons cruciales pour choisir ce procédé pour usiner un robot. Ils comprennent les éléments suivants :
Augmentation de la vitesse
Ce n'est pas une nouvelle que l'usinage CNC peut produire des composants avec des délais de livraison très courts. Les machines CNC sont comparativement plus rapides que de nombreux autres processus de fabrication. En conséquence, vous pouvez être sûr d'itérations rapides et de la livraison de pièces robotiques personnalisées pour diverses applications. Selon la complexité et la taille, l'usinage CNC peut créer des pièces de robot en 1 à 3 jours.
Précision dimensionnelle
L'usinage CNC est également capable de créer des composants exactement selon les spécifications. La précision de fabrication est un besoin particulièrement critique en robotique, la précision dimensionnelle étant vitale pour le développement de robots performants. Usinage de précision CNC peut produire des pièces avec des tolérances serrées jusqu'à +/- 0.0002 pouce. En conséquence, il peut fabriquer des composants robotiques avec des mouvements précis et reproductibles.
Compatibilité des matériaux
Un autre avantage de l'usinage CNC pour la robotique est sa capacité à travailler avec une large gamme de métaux et de plastiques. Les pièces du robot doivent pouvoir se déplacer régulièrement et soulever et transférer des objets. En conséquence, ils nécessitent des matériaux solides et rigides avec un bon rapport résistance/poids. Étant donné que les machines CNC peuvent travailler avec ces types de matériaux, elles sont idéales pour créer des pièces CNC pour l'industrie robotique.
Finition de surface
Enfin, l'usinage CNC exerce également un contrôle sur la finition de surface des pièces finales robotiques. Les pièces de robot en interaction doivent avoir un faible frottement, et les machines CNC peuvent aider à créer des composants avec une rugosité de surface de Ra 0.8 μm ou moins. Les pièces réalisées avec cette technique de fabrication peuvent également subir des opérations de finition de surface pour améliorer leur fonctionnalité.
Usinage CNC Et l'industrie robotique
Comme mentionné précédemment, la mise en œuvre de la robotique et de l'usinage CNC se chevauchent. Comme le processus de fabrication bénéficie de la mise en œuvre robotique, vous pouvez utiliser des pièces CNC pour des applications robotiques. Ici, nous allons regarder les deux angles.
CNC commun Pièces robotiques Fabriqué avec un usinage CNC
CNC Bras robotisé
Ce sont les parties vitales des appareils qui fonctionnent comme le bras humain pour effectuer des opérations. Bien qu'il ait été initialement conçu pour automatiser processus de moulage sous pression, vous pouvez maintenant trouver un bras de robot CNC dans de nombreux appareils utilisés dans différentes industries. Comme leur application consiste principalement à déplacer des objets, leurs conceptions impliquent des matériaux à haute résistance tels que l'acier, l'aluminium et des plastiques spécifiques.
Effecteur d'extrémité
Les effecteurs terminaux sont des dispositifs fixés à l'extrémité des bras robotiques pour aider le robot à effectuer diverses tâches et à interagir avec plusieurs objets. Ils ont souvent des conceptions et des fonctions différentes, notamment des pinces, des pinces, des pompes d'aspiration et des aspirateurs. Cependant, ils sont produits avec des machines CNC, quelles que soient leurs conceptions et leurs fonctionnalités.
Gabarits et montages personnalisés
La plupart des opérations de robot nécessitent une gabarits et fixations parce qu'ils maintiennent les pièces à des endroits pendant que les robots travaillent dessus. Les fixations aident également à localiser les pièces avec précision à chaque fois. Ces composants sont des pièces sur mesure et l'usinage CNC est la technologie la plus rentable pour les fabriquer.
Capteurs et contrôleurs
La plupart des robots et des dispositifs d'automatisation ont des capteurs et des contrôleurs comme composants clés. Ces composants contiennent des cartes de circuits imprimés (PCB) essentielles à leur fonctionnement. Alors que la gravure chimique était la principale technique utilisée pour la fabrication des PCB, l'usinage CNC élimine les défis associés au processus. Contrairement à la gravure chimique, le processus d'usinage CNC fabrique ces composants à la taille et à la forme sans utiliser de produits chimiques nocifs.
Robotique commune utilisée dans l'usinage CNC
Robots articulés
Ce sont les types de robots les plus couramment utilisés dans l'industrie. Ils contiennent des joints rotatifs communément appelés axes. Certains robots articulés sont de simples structures à deux axes, tandis que d'autres sont des structures complexes à 10 axes ou plus. Tous les axes robotiques de ces robots offrent des degrés de liberté supplémentaires pour assurer des mouvements indépendants de ces robots.
L'amplitude de mouvement et la flexibilité améliorées des robots articulés les rendent idéaux pour la manipulation de diverses pièces, quelle que soit leur taille. Certaines des applications typiques de ces robots incluent :
- Soudage à l'arc
- Manipulation du matériel
- Transfert de pièces et conditionnement
- Montage
- Chargement des machines
Robots SCARA
Le bras robotique articulé à conformité sélective (SCARA) est un robot à quatre axes conçu pour gérer des opérations à grande vitesse et répétitives. Ces robots fonctionnent comme des bras humains mais avec plus de rapidité et de précision. Ils offrent également des empreintes compactes pour les aider à gérer de faibles charges utiles.
Leur rapidité et leur efficacité contribuent à réduire les coûts et à améliorer la productivité tout en garantissant la sécurité des travailleurs. Les robots SCARA sont principalement utilisés pour :
- Opérations d'assemblage
- Choisir et placer
- Usinage
- Emballage
- Des inspections
Robots Delta
Il s'agit de robots industriels de type parallèle utilisés dans des applications à grande vitesse dans l'industrie manufacturière. Leur nom vient de leurs chaussures triangulaires inversées uniques. Ils sont souvent montés sur des zones de travail supérieures, qui sont généralement des convoyeurs qui déplacent les produits le long des chaînes de production.
Cette configuration et cette conception mécanique uniques confèrent aux robots delta des avantages significatifs par rapport aux autres robots. Les applications courantes qui utilisent la force des robots delta incluent :
- Montage
- Démontage
- Emballage
- Choisir et placer
- tri
Robots portiques ou cartésiens
Ces robots industriels linéaires fonctionnent sur trois axes en utilisant le système de coordonnées cartésiennes X, Y et Z. Les robots portiques sont des options populaires car leurs configurations sont très flexibles. Vous pouvez facilement régler la précision, la taille, la vitesse et la longueur de course du robot.
Les robots cartésiens sont plus grands avec une portée et une charge utile plus élevées. Par conséquent, ils conviennent au travail avec des pièces plus lourdes que la moyenne. Certaines de leurs applications incluent :
- Montage
- Chargement et déchargement
- Manipulation du matériel
- Systèmes pick and place
- Fixation et vissage
- Emballage
- Découpe – Laser & Jet d'eau
La robotique est-elle couramment utilisée pour l'usinage CNC ?
Plusieurs entreprises continuent de mettre en œuvre la robotique CNC en raison de son efficacité accrue et d'autres avantages. Ces avantages comprennent :
Vitesse de production rapide
Les robots peuvent être plus rapides que les humains dans certaines opérations, mais plus lents dans d'autres processus. Cependant, ces machines sont très cohérentes. Ils peuvent saisir, charger et décharger à la même vitesse pendant longtemps.
Dans le passé, l'absence d'un opérateur qualifié pouvait entraver le processus de production. Cependant, un robot CNC peut travailler efficacement et sans interruption sur des programmes informatiques. Cela accélère la vitesse de production, garantissant que les produits arrivent plus rapidement sur le marché.
Précision de fabrication élevée
Les chargeurs robotiques sont programmés pour assurer un positionnement précis à chaque étape. Cela comprend la prise de la pièce, son chargement dans la machine CNC, sa mise sur la table de déchargement, etc. Un bras robotique peut atteindre une précision de +/- 1 mm lors des opérations de chargement et de déchargement.
Finition de surface lisse
Il est assez difficile d'obtenir des machines pour créer le parfait rugosité de surface. Cependant, l'usinage CNC fonctionne parfaitement avec les robots pour créer les meilleures interactions avec les pièces et fournir des finitions de surface appropriées.
Effectuer plusieurs tâches
La capacité d'effectuer plusieurs tâches à la fois avec des robots CNC est un autre grand avantage que les fabricants exploitent. Comme les machines CNC sont en train de fraiser, de percer ou de tourner, les bras robotiques peuvent effectuer d'autres opérations en même temps. Il peut s'agir de charger la prochaine machine, d'emballer les produits déjà fabriqués ou de vérifier leur qualité.
Différences entre les machines CNC et Robotique CNC
Outre les opérations qu'elles peuvent effectuer, ces deux technologies présentent diverses différences de qualité et de performances. Décomposons-les en comparant cinq caractéristiques essentielles :
1. L’Exactitude
La précision ou l'exactitude de l'usinage est l'une des principales propriétés utilisées pour déterminer les performances de toute machine. La précision des robots s'est améliorée au cours des dernières années, les robots industriels atteignant une précision comprise entre 0.1 et 0.2 mm.
D'autre part, les machines CNC haut de gamme peuvent atteindre une précision comprise entre 0.02 mm et 0.05 mm. Les tours suisses ont une précision allant jusqu'à +/- 0.0002 mm. Étant donné que la précision des robots dépend souvent de l'étalonnage, l'industrie de la robotique se concentre davantage sur la répétabilité.
2. Versatilité
Un grand avantage des robots est leur polyvalence accrue. Ils vous permettent de passer facilement d'une tâche à l'autre et d'effectuer plusieurs tâches simultanément. Alors que les machines CNC peuvent effectuer de manière adéquate des tâches spécifiques comme le fraisage, le perçage, le tournage, etc., la robotique CNC peut effectuer toutes ces opérations.
Ces robots peuvent également se déplacer le long de différents chemins complexes. Les machines CNC ont souvent trois ou quatre degrés de liberté, ce qui est généralement suffisant pour de nombreuses opérations d'usinage. Cependant, cela peut être assez restrictif. Les robots industriels offrent une issue, certains ayant plus de six degrés de liberté. En conséquence, vous pouvez usiner pratiquement n'importe quelle forme que vous souhaitez.
3. Rigidité
La rigidité des machines-outils influence souvent leur précision. Les outils à faible rigidité ont tendance à bouger lorsqu'ils rencontrent des matériaux durs, provoquant des coupes imprécises. Les robots ont une rigidité inférieure à celle des machines-outils CNC traditionnelles, avec une rigidité inférieure à 1 Newton par micromètre. D'autre part, les machines CNC ont une rigidité de plus de 50 Newtons par micromètre.
L'usinage robotisé gère facilement les matériaux plus tendres comme le plastique et le bois. Bien qu'il puisse manipuler des matériaux comme l'acier et l'aluminium, il peut y avoir un jeu dans les moteurs. Cela peut diminuer la précision du composant résultant.
4. Espace de travail
Bien qu'il existe des machines CNC avec des espaces de travail impressionnants, les robots CNC ont souvent des espaces de travail plus grands. Les robots industriels de taille moyenne ont généralement des enveloppes de travail allant jusqu'à 7 mètres cubes. Les robots permettent également l'ajout facile d'un axe externe pour étendre davantage leurs espaces de travail.
5. Abordabilité
Les robots et les machines CNC peuvent être coûteux. Cependant, la robotique présente certains avantages distincts par rapport à ces machines-outils : leur polyvalence et leur grand espace de travail. Ils peuvent effectuer plusieurs opérations sur des objets de pratiquement n'importe quelle forme, taille et complexité. En conséquence, ils offrent plus de valeur pour un coût moindre.
Will Robotique CNC Remplacer les machines CNC ?
Malgré les diverses offres de la robotique de fabrication CNC, elles ne peuvent pas encore égaler la précision et la vitesse des machines CNC modernes. Les robots sont très polyvalents et peuvent être adaptés pour remplir diverses fonctions. Cependant, les machines CNC sont plus spécialisées dans la fabrication de types spécifiques de composants.
De plus, les robots ne peuvent pas encore égaler la vitesse et la précision des fraisage CNC machines et systèmes d'usinage de tours suisses. Leur faible rigidité ou raideur s'avère également être un inconvénient majeur car elle réduit le degré de précision qu'ils peuvent atteindre avec des matériaux durs.
Bien qu'elles continuent de gagner en popularité, nous devons reconnaître que la robotique CNC ne remplacera peut-être jamais complètement les machines CNC. Cependant, plusieurs entreprises combinent désormais les deux systèmes pour travailler en harmonie et améliorer la productivité. Alors que les robots gèrent des tâches d'automatisation complexes, les machines CNC effectuent des tâches d'usinage répétitives.
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Conclusion
La robotique CNC est une technologie innovante dans l'industrie manufacturière. Comme les machines CNC aident à fabriquer des robots pour vos applications, la combinaison de machines CNC et de robots permet également d'obtenir des résultats exceptionnels dans la fabrication de pièces. Nous avons discuté des avantages des deux technologies et de leurs diverses différences et chevauchements.
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