Integrering af højhastigheds spindelstyring i robotbearbejdningssystemer

Danfoss har indgået et partnerskab med Danish Advanced Manufacturing Research Center (DAMRC) om at integrere et højfrekvent automationsdrev i en ny opstilling til robotbearbejdning. Gennem dette samarbejde validerer forskningsinstituttet applikationer til højhastigheds-materialefjernelse for at understøtte en bredere teknologianvendelse på tværs af den industrielle fremstillingssektor.

Overvindelse af strukturel resonans i industrirobotter
DAMRC fokuserer på anvendt forskning for at bygge bro mellem akademiske institutioner og fremstillingsindustrien. Et kerneområde for undersøgelser er robotbearbejdning, en proces, der tilbyder rumlig fleksibilitet og omkostningsfordele sammenlignet med traditionelle CNC-maskiner til store eller komplekse komponenter. Industrirobotarme har dog en lavere strukturel stivhed, hvilket kan forårsage alvorlig resonans og vibration under materialefjernelse ved standard driftshastigheder. For at afbøde denne mekaniske ustabilitet havde DAMRC brug for en spindel, der kunne fungere ved frekvenser op til 900 Hz.

Forening af hastighedsregulering og positionsstyring
At drive en spindel ved 900 Hz overstiger standardparametrene for industrielle drev. Desuden krævede applikationen dobbelt funktionalitet fra drevenheden. Under aktiv materialefjernelse havde systemet brug for kontinuerlig hastighedsstyring for at opretholde rotationen på 900 Hz. Omvendt krævede systemet præcis positionsstyring ved nul eller minimal hastighed for nøjagtigt at orientere og indeksere spindlen under automatiske værktøjsskift.

For at imødekomme disse specifikke driftskrav valgte DAMRC et iC7-Automation-drev udstyret med Motion OS701-funktionalitet. Denne specifikke arkitektur gør det muligt for systemet at køre med hastighedsstyring under aktiv bearbejdning og gnidningsløst skifte til positionsregistrering ved værktøjsskift, uden at det kræver en fuldstændig stop- og genstartssekvens i en anden driftstilstand.




Systemintegration og dataovervågning
Implementeringsprocessen omfattede elektrisk design, sikkerhedskonfiguration og PROFINET-integration, der forbandt robotten, den programmerbare logiske styring (PLC) og drevet. Danfoss leverede løbende teknisk support for at tilpasse drevparametrene til de specifikke certificerings- og mekaniske krav for højhastighedsspindlen.

Derudover inkorporerer opsætningen softwareværktøjet MyDrive Insight for at muliggøre overvågning i realtid. Denne software registrerer drev- og procesparametre, hvilket giver ingeniører mulighed for at analysere systemadfærd, registrere driftsdata og justere konfigurationer effektivt, efterhånden som testvariablerne ændrer sig.

Risikominimering af avanceret produktionsteknologi
Den samlede drevarkitektur giver DAMRC en pålidelig og detaljeret kontrol over spindeloperationer på tværs af forskellige robotbearbejdningsopsætninger. Ved succesvist at opnå proof-of-concept for denne højfrekvente applikation gør forskningscenteret det muligt for produktionsvirksomheder at teste og validere komplekse materialefjernelsesprocesser baseret på empiriske data.

Denne kapacitet reducerer de økonomiske og tekniske risici forbundet med at skalere uprøvet robotbearbejdningsteknologi til et industrielt niveau betydeligt. Med udgangspunkt i denne vellykkede implementering udvider instituttet anvendelsen af denne præcisionsstyringsteknologi til at koordinere et roterende positioneringsbord mellem separate svejse- og materialefjernelsesrobotter.

Redigeret af Aishwarya Mambet, Induportals-redaktør, med AI-assistance.

www.danfoss.com