Внедрение роботизированной ячейки для решения задачи пробивки композитных материалов
Пробивка композитных материалов необходима для спутывания нитей из разных слоёв композитной ткани, что улучшает механические свойства материала, такие как сопротивление сдвигу и разрыву.
Специальные иглы с зазубринами используются для процедуры пробивки(рис. 1.1). Иголки собраны в матрицу, которая уже находится в кисти промышленного робота.
Иголки, используемые для пробивки композитных материалов
Общий порядок действий следующий: два слоя композитной ткани укладываются на основу. Затем выполняется пробивка с заданным шагом, например, 100 миллиметров. После этого кладётся следующий слой, и снова производится пробивка с тем же шагом, но присутствует смещение в 20 миллиметров. Затем укладывается ещё один слой, и процесс повторяется со смещением. Таким образом, спутывание нитей происходит равномерно по всему объёму полуфабриката, а не только в одном регионе.
Когда основа плоская, управляющую программу для робота легко написать методом обучения. Но когда основа имеет криволинейную форму, равномерность сетки ударов обеспечить становится сложнее.
Криволинейная форма основы
Инженер ГК «ПЛМ Урал» разработал дополнение к CAM-системе, которое автоматически рассчитывает сетку ударов на основе заданных параметров. Пользователю нужно только создать базовую траекторию, указать шаг, смещение от края, количество слоёв и толщину слоя. Система сама рассчитает сетку ударов с заданными параметрами.
Результат расчета сетки ударов. Красные точки – точки ударов прошивной матрицы.
Особый функционал CAM-систем позволяет перераспределять точки и управлять их расположением. Это даёт возможность пользователям создавать дополнительные промежуточные точки с заданным интервалом и присваивать им дополнительные параметры.
В будущем, когда будет создана управляющая программа, постпроцессор обработает помеченные точки, и в коде программы появятся необходимые команды для работы прошивной матрицы.
В итоге был получен ожидаемый результат — равномерное распределение точек прошивки.
Данный кейс показывает, что CAM-системы могут применяться нестандартно благодаря гибкости программного обеспечения. Квалификация, опыт и нестандартное мышление поставщика ПО играют важную роль в разработке решений для программирования промышленных роботов.
Традиционно CAM-системы предназначены для программирования металлообрабатывающего оборудования. Однако адаптация этих систем для таких специфических задач, как 3D-ткачество, требует участия специалистов компании-интегратора.
Решение разработал Константин Кравченко, ведущий инженер технической поддержки и кандидат технических наук. Он специализируется в области программирования станков с ЧПУ и промышленных роботов.
