增材制造俗稱3D打印，它綜合了計算機的圖形處理、數(shù)字化信息和控制、激光技術(shù)、機電技術(shù)和材料技術(shù)等多項高技術(shù)的優(yōu)勢，增材制造技術(shù)具有生產(chǎn)柔性廣、材料利用率高、研發(fā)周期短等特點,近些年得到了飛速發(fā)展。目前3D打印應(yīng)用最廣的還是制造業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域。德國汽車供應(yīng)商?？耸氛谝苿訖C器人領(lǐng)域開展創(chuàng)新的試點項目，將增材制造的自動化程度提升到新水平。

挑戰(zhàn)

靈活處理小批量生產(chǎn)

裕克施樂公司總部位于德國紐倫堡，主要為汽車、醫(yī)療、體育用品等行業(yè)的客戶提供服務(wù)，被視為塑料技術(shù)領(lǐng)域開創(chuàng)性和創(chuàng)新解決方案的高科技制造企業(yè)。?？耸返年P(guān)鍵技術(shù)之一是增材制造，它是該領(lǐng)域的先鋒。該公司在德國和中國的兩個工廠擁有大約150臺使用液體和粉末工藝的打印機，用于生產(chǎn)各種運動和生活用品。

裕克施樂在零件3D打印上成功的因素是其多階段后處理的突破。近年來在零件增材生產(chǎn)的后處理方面取得了全面的專業(yè)技術(shù)，成為少數(shù)能夠在全球范圍內(nèi)提供3D打印生產(chǎn)的公司之一。

在后處理階段，增材工藝生產(chǎn)的零件在各種工作步驟中的機械性能包括清潔和熱處理。這些步驟之前都是手工處理的，需要對重達5.5公斤的構(gòu)建平臺進行操作。?？耸饭芾韴F隊正在尋找一種創(chuàng)新的解決方案來實現(xiàn)自動化的工作。

解決方案

機器人自動化減輕員工勞動負擔

史陶比爾的HelMo移動機器人系統(tǒng)搭載高性能TX2-90L六軸機器人，非常符合項目的所有標準，使員工從勞動密集型工作中解放出來。

機器人的到來改變了?？耸吩霾闹圃斓男再|(zhì)?，F(xiàn)在只需手動從3D打印機中卸載構(gòu)建平臺，然后將它們轉(zhuǎn)送到集成了HelMo的精加工流程。HelMo移動機器人系統(tǒng)可以優(yōu)化流程并創(chuàng)建一個協(xié)作的工作環(huán)境，確保操作過程全自動化。

在第一個后處理步驟中，對打印的零件清潔并為最后階段做好準備。完整的系統(tǒng)由HelMo移動機器人、分離松散材料的清潔站和分離站組成，分離站將打印的零件從平臺上分離出來。

開始工作時，HelMo從初始位置移動到工位通過連接器連接到工位上,然后再通過相機系統(tǒng)和生產(chǎn)線上相應(yīng)的參考點幾秒鐘內(nèi)完成精確校準，校準后機器人的工作精度可達±0.1mm。在工位上，HelMo可以達到和安裝在固定工位上的機器人相同的性能，在各工位之間切換的誤差僅為0.1mm，完全不影響精度。在3D打印這種靈活的應(yīng)用環(huán)境下，使用HelMo可以確保后期處理的靈活性。

▲HelMo移動機器人快速精確地將構(gòu)建平臺放入分離裝置中

客戶應(yīng)用
移動機器人系統(tǒng)實現(xiàn)可喜成果

在HelMo當前的應(yīng)用中，3D打印零件是使用液體打印工藝創(chuàng)建的。任何松散的零件都必須在清潔過程中去除。為實現(xiàn)這一點，HelMo將打印完的零件放入清潔站。清潔的周期因這些零件的類型、尺寸和復(fù)雜性而異。然后機器人將這些零件取出并精確地放置在分離臺上，再自動從構(gòu)建平臺上被拆離并他通過傳送帶下料。接著，HelMo拾起空的平臺并將它們堆疊起來以便重復(fù)使用。

該機器人配備了氣動雙爪夾具，使其能夠處理完整的任務(wù)范圍。插入清潔系統(tǒng)需要精確、無沖擊的運動序列的機器人，以確保零件在抓取過程中被安全鎖定。夾持裝置上的彈簧加載鎖定裝置也由機器人及其夾具激活。分離裝置的控制與史陶比爾專有的HelMo CS9控制器通信。史陶比爾連接器的智能組合板，不僅處理HelMo的供電和供氣，還處理基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。

裕克施樂憑借此自動化解決方案實現(xiàn)了新的突破，并完全達到了預(yù)期。HelMo高速、精確、可靠地完成工作，將員工從繁重的工作中解脫出來。

▲機器人臂展達到1.2m，移動機器人系統(tǒng)可以在無需移動的情況下到達所有工位

這個試點項目十分復(fù)雜，從風險評估到順暢溝通，有許多關(guān)鍵問題需要增加資源和投入。我們很高興在史陶比爾的幫助下克服了所有挑戰(zhàn)并增長了技術(shù)知識，同時對未來所有涉及移動機器人系統(tǒng)的項目提供了巨大幫助。

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客戶收益

?小批量靈活生產(chǎn)
?大幅提高生產(chǎn)效率
?絕對校準功能確保精度
?減輕員工勞動強度