Rendere le riparazioni degli ingranaggi un processo più sostenibile

FORCE Technology, una società danese di consulenza e servizi tecnologici, ha completato, in collaborazione con Hexagon Manufacturing Intelligence e RoboDK, un progetto rivoluzionario incentrato sul rendere la riparazione degli ingranaggi un processo più sostenibile per i produttori.

Lo scopo del progetto era migliorare le procedure di saldatura laser e determinare se fosse possibile una riparazione sostenibile degli ingranaggi utilizzando la programmazione del percorso utensile del robot, il gemello digitale, la simulazione e la post-elaborazione. Il miglioramento di questa applicazione pratica con la simulazione robotica rivela un processo di riparazione degli ingranaggi sostenibile in grado di garantire risultati di alta qualità.

Riparare gli ingranaggi utilizzando robot industriali e la simulazione robotica aiuterà le industrie a ridurre gli sprechi, il consumo di energia e il costo di sostituzione dei componenti. Questa applicazione è progettata per il processo di manutenzione, riparazione e funzionamento e si concentra sul ripristino sicuro degli ingranaggi riparati in servizio.

Utilizzando le conoscenze del settore di Randers Gears e Villiam Petersen Tandhjulsfabriken Horsens, il progetto è proseguito utilizzando l'esperienza di FORCE nella saldatura laser.

Tecnologie coinvolte

Il progetto ha utilizzato la tecnologia DED (Direct Energy Deposition), un processo che segue un percorso utensile creato direttamente da una geometria CAD e costruisce parti in strati successivi. In questo caso, il percorso utensile DED è stato programmato utilizzando le funzionalità di programmazione del percorso utensile additivo ESPRIT, un software CAM di Hexagon Manufacturing Intelligence.

Per generare il programma del robot sono stati utilizzati il ​​gemello digitale e le funzionalità di post-elaborazione di RoboDK. L'estensione RoboDK in ESPRIT ha semplificato la comunicazione tra i sistemi e l'ha resa più semplice per gli utenti finali.

FORCE Technology ha utilizzato un braccio robotico KUKA a 6 assi montato su una rotaia (asse lineare), una tavola inclinabile per il funzionamento rotatorio e un mandrino per produrre il pezzo.

Inoltre, una testa di rivestimento GTV (polvere e laser) ha abilitato funzioni aggiuntive che hanno portato a un tempo di ciclo complessivo di 5 minuti durante la ricarica delle parti in acciaio 4140.

Ivar Dale, specialista della produzione additiva presso FORCE Technology, spiega: "Il progetto è stato un grande passo avanti verso una maggiore standardizzazione della riparazione degli ingranaggi e verso il raggiungimento della necessaria garanzia di qualità e fiducia per rimettere in servizio gli ingranaggi riparati dai produttori di ingranaggi."

Gli strumenti di simulazione e programmazione offline di RoboDK possono anche ridurre i tempi di inattività della produzione causati dalla programmazione in officina. Le aziende possono testare le abilità di un robot in un ambiente virtuale con RoboDK.

Dale continua: "Utilizzando la soluzione additiva di pianificazione del percorso di ESPRIT/Hexagon e il post-processore di RoboDK abbiamo risparmiato un'enorme quantità di tempo per programmare il percorso con un offset positivo di 1 mm poiché la forma del dente era organica. Questo ci consente di risparmiare tempo nella stampa, soprattutto nelle riparazioni più grandi, ma fa anche risparmiare tempo al produttore di ingranaggi poiché il materiale che aggiungiamo è molto duro e ogni mm richiede tempo per essere accuratamente lavorato a CNC."

Nel complesso, FORCE Technology ha utilizzato ESPRIT, la CAM "ibrida" di Hexagon per programmare la pianificazione additiva del percorso della testa, e RoboDK per risolvere cinematica e collisioni durante la generazione di codice robot per creare le traiettorie del percorso utensile per la produzione additiva.

Configurazione hardware e software

L'hardware utilizzato per questo progetto includeva il sistema PLC GTV, la testa laser HighYag/Coherent montata su un sistema di rivestimento GTV, il robot KUKA KR30 e un sistema laser Trumpf 16KW. Il software utilizzato per questo progetto includeva ESPRIT Hybrid CAM Software e RoboDK: Robot Simulation and Programming Software.

Cambiamento tecnologico sostenibile e rispettoso dell’ambiente

Sempre attento alle proprie responsabilità ambientali, il progetto ha consentito a FORCE Technology di determinare come riparare un ingranaggio invece di sostituirlo. A loro volta, hanno evitato di buttare via tutta una parte e di sprecare materiali e costi di manodopera.

Inoltre, hanno mantenuto bassi i tempi di inattività e i costi eliminando la necessità di parti di ricambio. Il progetto è un esempio riuscito di come l'integrazione dei robot può migliorare l'MRO (Maintenance Repair and Operations).