Corte por plasma robótico en un mundo 3D

Aug 16, 2023

ARC Specialties diseñó y construyó una solución llave en mano para el corte por plasma robótico en 3D con la ayuda de herramientas esenciales de programación fuera de línea. Con los socios adecuados a su lado, ningún desafío es demasiado difícil.

Estudio de caso de | Robotmaster

La automatización del corte por plasma en el espacio tridimensional requiere que todos los involucrados estén en la cima de su juego. Programar un robot para maniobrar la antorcha de plasma en diferentes ángulos y velocidades, para crear curvas constantes y biseles suaves, en tres dimensiones simultáneamente es una tarea difícil.

ARC Specialties, Inc., prospera resolviendo problemas. Aprovechando casi 40 años de experiencia en corte y unión de metales, el integrador de automatización con sede en Houston, Texas, ha construido máquinas para las industrias de consumo, petróleo y gas, defensa e investigación en más de 30 países. En lugar de adoptar un enfoque único para todos, crean soluciones innovadoras que satisfacen necesidades operativas únicas y respaldan el crecimiento sostenible. ARC siempre hace coincidir la solución con el problema.

A medida que más industrias comenzaron a exigir procesos de fabricación más allá del corte tradicional de placas en 2D, el fabricante de soluciones de corte avanzadas Hypertherm, Inc. se acercó a ARC Specialties con la idea de diseñar y construir una solución automatizada para el corte por plasma robótico en 3D. El resultado fue un esfuerzo de colaboración.

Este rompecabezas en particular tenía tres partes: el sistema de corte, el robot y el software. Los sistemas avanzados de corte por plasma de Hypertherm y el potente controlador de robot de KUKA Robotics utilizan comunicaciones etherCAT, lo que los convierte en una buena opción desde el principio. Ambas empresas ya tenían una relación con ARC Specialties y conocían bien la experiencia en control de movimiento del integrador. La recomendación de KUKA para que ARC aborde el lado del software e integre todos los componentes de la celda solo reforzó la alianza.

La idea era crear un sistema de fabricación llave en mano que pudiera convertir rápida y fácilmente los dibujos CAD en piezas tridimensionales de acero cortadas con plasma sin una programación que requiera mucha mano de obra. Ahí es donde el software de programación fuera de línea Robotmaster de Hypertherm se convirtió en una pieza integral del rompecabezas.

"Robotmaster es esencial", dice el fundador y presidente de ARC, Dan Allford. "Un dibujo CAD en 3D simplemente muestra cómo debería verse la pieza final. Se necesita una gran cantidad de información para generar la ruta del robot y los parámetros para crear la pieza. La antorcha de plasma debe estar desplazada hacia el exterior de cada línea de corte y en ángulo. en la dirección correcta. Las curvas complejas deben dividirse en pequeños segmentos de ranuras para crear un corte final suave".

"Podrían ser miles de líneas de código", dice Allford. "Ningún ser humano podría hacer esto. Eso es todo Robotmaster".

El software Robotmaster elimina la necesidad de programar robots punto por punto, lo que ahorra tiempo y mano de obra. La programación fuera de línea (OLP) también aumenta el tiempo de actividad, ya que no es necesario detener la producción mientras se programa el robot para un nuevo trabajo.

Con todos los colaboradores a bordo, ARC Specialties diseñó y construyó la celda robótica de corte por plasma FlexFab™ 3D. El sistema hizo su debut en la FABTECH Expo en 2019. Los asistentes pudieron ver CAD-to-path en tiempo real y presenciar de primera mano lo fácil que era con el software Robotmaster. Mientras los espectadores observaban con asombro, se podía cambiar el diseño de una pieza, apretar un botón y el robot la cortaba de inmediato.

"Cualquiera puede colgar un plasma en un robot. Pero aún así tienes que enseñarle al robot el patrón", dice Allford. "Tomamos un dibujo CAD y lo importamos al software Robotmaster. A partir de ahí, lo convertimos en código de robot y creamos piezas tridimensionales sin programación intermedia. FlexFab convierte dibujos 3D en piezas 3D sin pasos intermedios".

El mundo 3D exige flexibilidad. Entonces, ¿qué pone el "flex" en FlexFab? El robot de seis ejes para uno. Otro es el software.

En comparación con una mesa de plasma CNC estándar o una máquina especialmente diseñada, esta celda robótica flexible no solo es competente para crear piezas tridimensionales y formas complejas, sino que también puede usarla para cortar piezas bidimensionales. Esto es particularmente ventajoso para aplicaciones de bajo volumen y alta mezcla donde los fabricantes necesitan la flexibilidad de cambios frecuentes y una programación fácil con el software Robotmaster.

Los clientes de ARC han incluido fabricantes de tuberías para gas y petróleo y uso industrial general, y fabricantes de recipientes a presión y filtros. Pero cualquier fabricante que corte placas, tuberías, vigas en I, canales o ángulos puede beneficiarse del sistema FlexFab.

Independientemente de la aplicación, la flexibilidad y la facilidad de uso de Robotmaster también facilitan el proceso de integración.

"Robotmaster nos permite enfrentar problemas más desafiantes", dice Kevin Sevcik, programador de sistemas de control en ARC. "Es más rápido que otros enfoques que hemos tomado con celdas como esta en el pasado. Algunas geometrías son formas más complicadas que no serían prácticas desde el punto de vista de escribir en un grupo de dimensiones. Realmente necesita software de programación fuera de línea. Robotmaster es el más fácil de usar".

Sevcik de ARC fue responsable de llevar el control de precisión al sistema FlexFab. La capacidad de la celda para, sobre la marcha, optimizar los parámetros de corte cada pocos milímetros demuestra la destreza de control de movimiento de ARC. Las herramientas de simulación y optimización de rutas de Robotmaster ayudan incluso a programadores altamente calificados y experimentados como Sevcik a visualizar y optimizar trayectorias de robots sin errores para aplicaciones simples y complejas.

"A veces, hay movimientos que debe hacer con el robot en los que se encontrará con una singularidad o se encontrará con un límite en uno de los ejes. La optimización de ruta de Robotmaster hace que sea mucho más fácil ver esos límites y sortearlos. ", dice Sevcik.

Las herramientas de preprocesamiento de Robotmaster están diseñadas desde el punto de vista del programador de robots. En la pantalla que tienen delante, los usuarios ven los errores potenciales antes de que ocurran. Incline la antorcha en esta dirección, la zona se vuelve roja. Pruébelo de otra manera, se vuelve verde. Eres bueno para ir. Se visualiza la optimización de ruta.

De cara al futuro, ARC Specialties trabajará en estrecha colaboración con el equipo de Robotmaster para afinar el proceso de generación de rutas de robot para el corte por plasma en 3D. La flexibilidad de la plataforma Robotmaster la hace maleable a las necesidades únicas de los integradores.

ARC ha integrado recientemente los robots FANUC en el concepto FlexFab y planea integrar el sistema también con los robots ABB. Esto es fácil con Robotmaster, ya que la solución de software única funciona con cualquiera de las principales marcas de robots.

"Cuando tenemos un problema, necesitamos saber que podemos llamar a alguien que tenga conocimientos sobre el proceso", dice John Martin, vicepresidente de operaciones de ARC. “Es por eso que este tipo de relaciones con Robotmaster e Hypertherm son tan importantes”.

Con los socios adecuados a su lado, puede enfrentar cualquier desafío.

Robotmaster, una marca de Hypertherm Associates, es un software de programación de robots fuera de línea que ayuda a los fabricantes a maximizar la productividad de sus robots con una programación de robots fácil y eficiente para una variedad de aplicaciones como corte, recorte, fresado, soldadura, pulverización, pulido, lijado , rectificado, desbarbado y más. Robotmaster utiliza la funcionalidad CAD/CAM integrada para hacer que la programación robótica sea fácil e intuitiva para todos, incluso para los usuarios primerizos.

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