3D 세계에서 로봇 플라즈마 절단

Aug 16, 2023

ARC Specialties는 필수 오프라인 프로그래밍 도구를 사용하여 3D 로봇 플라즈마 절단을 위한 턴키 솔루션을 설계하고 구축했습니다. 올바른 파트너와 함께라면 어떤 도전도 너무 험난하지 않습니다.

사례 연구 | 로봇마스터

3차원 공간에서 플라즈마 절단을 자동화하려면 관련된 모든 사람이 최고의 위치에 있어야 합니다. 다양한 각도와 속도로 플라즈마 토치를 조종하고 안정된 곡선과 부드러운 베벨을 동시에 3차원으로 생성하도록 로봇을 프로그래밍하는 것은 어려운 일입니다.

ARC Specialties, Inc.는 문제 해결에 힘쓰고 있습니다. 텍사스주 휴스턴에 본사를 둔 자동화 통합업체는 약 40년의 금속 접합 및 절단 경험을 활용하여 30개국 이상에서 소비자, 석유 및 가스, 국방 및 연구 산업을 위한 기계를 제작했습니다. 일률적인 접근 방식을 취하는 대신 고유한 운영 요구 사항을 충족하고 지속 가능한 성장을 지원하는 혁신적인 솔루션을 만듭니다. ARC는 항상 문제에 대한 솔루션을 일치시킵니다.

더 많은 산업에서 전통적인 2D 판 절단 이상의 제조 프로세스를 요구하기 시작하면서 고급 절단 솔루션 제조업체인 Hypertherm, Inc.는 3D 로봇 플라즈마 절단을 위한 자동화된 솔루션을 설계하고 구축하기 위한 아이디어로 ARC Specialties에 접근했습니다. 그 결과는 공동 노력이었습니다.

이 특별한 퍼즐은 절단 시스템, 로봇, 소프트웨어의 세 부분으로 구성되어 있습니다. Hypertherm의 고급 플라즈마 절단 시스템과 KUKA Robotics의 강력한 로봇 컨트롤러는 모두 etherCAT 통신을 사용하므로 매우 적합합니다. 두 회사 모두 이미 ARC Specialties와 관계를 맺고 있으며 통합업체의 모션 제어 전문 지식을 잘 알고 있었습니다. 소프트웨어 측면을 다루고 모든 셀 구성요소를 통합하기 위한 ARC에 대한 KUKA의 권고는 동맹을 더욱 강화시켰습니다.

아이디어는 노동 집약적인 프로그래밍 없이 CAD 도면을 3차원 플라즈마 절단 강철 부품으로 빠르고 쉽게 변환할 수 있는 턴키 제조 시스템을 만드는 것이었습니다. 이것이 Hypertherm의 Robotmaster 오프라인 프로그래밍 소프트웨어가 퍼즐의 핵심 부분이 된 곳입니다.

ARC 창립자이자 사장인 Dan Allford는 "Robotmaster는 필수적입니다."라고 말합니다. "3D CAD 도면은 최종 부품이 어떤 모습이어야 하는지 간단히 보여줍니다. 로봇 경로를 생성하는 데 필요한 정보와 부품을 생성하는 매개변수가 엄청나게 많습니다. 플라즈마 토치는 각 절단선의 바깥쪽으로 오프셋되어야 하고 각도를 맞춰야 합니다. 부드러운 최종 컷을 만들기 위해서는 복잡한 곡선을 작은 스플라인 세그먼트로 분해해야 합니다."

Allford는 "수천 줄의 코드가 될 수도 있습니다."라고 말합니다. "인간은 이런 일을 할 수 없습니다. 그것이 전부 Robotmaster입니다."

Robotmaster 소프트웨어를 사용하면 단계별 로봇 프로그래밍이 필요하지 않으므로 시간과 노동력이 절약됩니다. 오프라인 프로그래밍(OLP)은 또한 새로운 작업을 위해 로봇을 프로그래밍하는 동안 생산을 중단할 필요가 없기 때문에 가동 시간을 늘립니다.

모든 협력자들과 함께 ARC Specialties는 FlexFab™ 3D 로봇식 플라즈마 절단 셀을 설계하고 구축했습니다. 이 시스템은 2019년 FABTECH Expo에서 첫 선을 보였습니다. 전시참가자들은 CAD-to-path를 실시간으로 확인하고 Robotmaster 소프트웨어를 사용하여 얼마나 쉬운지 직접 목격할 수 있었습니다. 구경꾼들이 놀라서 지켜보는 동안 부품의 디자인을 변경하고 버튼을 누르면 로봇이 즉시 부품을 절단합니다.

"누구나 로봇에 플라즈마를 걸 수 있습니다. 하지만 여전히 로봇에게 패턴을 가르쳐야 합니다"라고 Allford는 말합니다. "우리는 CAD 도면을 가져와 Robotmaster 소프트웨어로 가져옵니다. 거기에서 이를 로봇 코드로 변환하고 중간 프로그래밍 없이 3차원 부품을 만듭니다. FlexFab은 중간 단계 없이 3D 도면을 3D 부품으로 변환합니다."

3D 세계에서는 유연성이 요구됩니다. 그렇다면 FlexFab에 "flex"를 추가하는 것은 무엇입니까? 1인용 6축 로봇. 또 하나는 소프트웨어입니다.

표준 CNC 플라즈마 테이블이나 특별히 제작된 기계와 비교할 때 이 유연한 로봇 셀은 3차원 부품과 복잡한 형상을 만드는 데 능숙할 뿐만 아니라 2차원 부품을 절단하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이는 제작자가 빈번한 전환의 유연성과 Robotmaster 소프트웨어를 사용한 손쉬운 프로그래밍이 필요한 소량, 다품종 응용 분야에 특히 유리합니다.