Kunstmatige Intelligentie Blog 2023
Het verbinden van materialen is een essentiële taak bij productie en montage. Maar voor de meeste traditionele methoden zijn mensenhanden nodig. Hier zijn 11 manieren om materialen met een robot te verbinden.
Lassen, schroeven, klemmen, lijmen… er zijn veel verschillende manieren om verschillende materialen met elkaar te verbinden. Hoewel geautomatiseerde bewerkingen (bijv. CNC-frezen) al tientallen jaren bestaan, zijn voor de meeste verbindingstaken traditioneel menselijke werknemers nodig.
Maar er zijn dingen aan het veranderen. U kunt nu een grote verscheidenheid aan verbindingstaken uitvoeren met een robot.
Hier zijn 11 geweldige manieren om materiaal met een robot samen te voegen, plus een tip over hoe je je favoriete methode kunt gebruiken met offline programmeren.
1. Rolzoom
Hemming is een verbindingsmethode die veel wordt gebruikt in de auto-industrie. Het gaat om het laten lopen van een rol rond de rand van twee vellen gevormd materiaal. Deze rol oefent een constante druk uit die de rand van het ene vel materiaal over het andere buigt.
Er is een scala aan gereedschapsopties beschikbaar voor robotzomen van verschillende leveranciers. In maart 2019 kondigde Comau bijvoorbeeld een revolutionaire nieuwe robottool aan: de Smart Hemmer. Dit volgt op hun vorige RHevo hemmer en is gericht op de productie van lichtgewicht en elektrische voertuigen.
2. Traditioneel lassen
Natuurlijk kunnen we het niet hebben over het verbinden van materialen zonder het lassen te noemen. Traditionele lasmethoden (bijv. booglassen, puntlassen) zijn heel gebruikelijk. Lassen werkt door twee metalen materialen te verhitten, meestal met gas of elektriciteit, waardoor het materiaal samensmelt. Soms wordt tegelijkertijd een vulmateriaal gesmolten om gaten te voorkomen.
Robotlassen is wijdverbreid. Zoals de Robotics Industry Association (RIA) stelt: “er zijn tientallen gerobotiseerde lasprocessen.”
Het is heel gemakkelijk om robots te gebruiken voor lassen en er zijn veel voordelen, waaronder een consistentere laskwaliteit, beter gebruik van geschoolde werknemers en hogere productiviteit. Zie ons artikel De eenvoudige weg naar foutloos robotlassen voor meer informatie.
3. Laserlassen
Een verwante methode is laserlassen. Net als bij traditioneel lassen, gaat het om het samensmelten van twee metalen materialen. Dit keer wordt het smelten echter bereikt met behulp van een laser.
Een voordeel van deze methode is dat deze zeer nauwkeurig is en kan worden gebruikt in toepassingen met grote volumes. Dit maakt het bijzonder geschikt voor robotica. Andere voordelen zijn de lage hitte van de laser, de hoge sterkte van de resulterende lassen en de mogelijkheid om complexe verbindingen aan te kunnen.
4. Roer lassen
Ondanks de naam is roerlassen (of wrijvingslassen) een heel andere methode om materialen te verbinden dan traditioneel lassen. Om te beginnen smelt het materiaal niet.
Het proces maakt gebruik van een plat, ronddraaiend gereedschap dat langs de verbinding in het oppervlak van de twee stukken materiaal wordt gedrukt. De resulterende wrijving zorgt ervoor dat de materialen zachter worden en in elkaar grijpen. Omdat het materiaal niet hoeft te worden gesmolten, kan het worden gebruikt met niet-metalen materialen, zoals plastic.
Vanuit een robotbesturingsperspectief lijkt roerlassen enigszins op gerobotiseerd incrementeel vormen, een proces waarbij plaatmateriaal wordt gevormd door te buigen door constante druk uit te oefenen.
5. Moeren en bouten
De voorgaande methoden voegen allemaal de materialen samen door ze te vervormen, hetzij door smelten of buigen. U kunt echter ook materialen verbinden met mechanische bevestigingen. Een typische methode is met moeren en bouten.
Hoewel het voor ons mensen heel gemakkelijk is om met de hand een moer op een bout te bevestigen, kan dit een behoorlijk zware taak zijn om robotisch te volbrengen. Na het boren van het gat omvat de taak delicate montagebewegingen om de bout op de moer te schroeven, waarbij zowel de moer als de bout op hun plaats moeten worden gehouden om ze vast te draaien.
Een oplossing is om de robot alleen te gebruiken voor het aandraaien van de bout of moer en een moersleutel te gebruiken.
6. Klinken
Klinknagels zorgen voor een permanente mechanische bevestiging tussen twee materialen. De klinknagel wordt in gaten in beide materialen gestoken en een klinkgereedschap vervormt de klinknagel om de twee materialen aan elkaar te klemmen.
Er zijn verschillende gereedschappen beschikbaar voor robotklinken. Gereedschappen zoals Robo-Rivet zijn compatibel met een selectie van verschillende soorten klinknagels. Sommige klinkgereedschappen zijn “zelfborend”, dus er hoeft niet eens een gat te worden geboord.
7. Spijkeren
Een schiethamer is een veelgebruikt handgereedschap in de schrijnwerkerij. Het is ook een goed hulpmiddel voor robotbediening, omdat de robot alleen het gereedschap hoeft te positioneren en het pistool moet activeren.
Gereedschappen zoals de Yaskawa Simple Nailer kunnen veel spijkers per minuut inbrengen voor het bouwen van houten pallets. U kunt echter ook robots gebruiken voor kleinere spijkertoepassingen op tafel. Deze testtoepassing maakt bijvoorbeeld gebruik van een UR-robot met een standaard spijkerpistool. Daarin wordt het pistool handmatig bediend, maar het enige dat de gebruiker nu hoeft te doen, is de knop van het gereedschap elektronisch optuigen voor een volledig geautomatiseerde installatie.
8. Schroeven
Schroeven zijn een snelle en gemakkelijke mechanische bevestiging, met het voordeel dat ze gemakkelijk kunnen worden verwijderd. Schroeven is ook een eenvoudige taak om te doen met een robot. De gereedschappen zijn gemagnetiseerd, zodat de schroeven aan de punt van de schroevendraaier blijven zitten totdat ze op hun plaats worden geschroefd.
Gerobotiseerde schroefgereedschappen worden vaak gebruikt in combinatie met automatische schroefaanvoersystemen. Deze leveren schroef voor schroef aan de robot. Zie dit voorbeeld met een UR collaboratieve robot en deze van FANUC voor een snelle elektronische assemblagetoepassing.
9. Lijm lijm
We hebben het nu gehad over buigen, smelten en mechanisch bevestigen. Het laatste type proces voor het verbinden van materialen is het gebruik van een soort lijm. De lijm wordt aangebracht op een of beide materialen en vervolgens worden ze aan elkaar geplakt.
Lijmen is een gemakkelijke taak voor robotica, omdat het in feite gewoon gaat om het volgen van een lijn. Lijmgereedschappen zorgen voor een constante stroom lijm die kan worden aangepast aan de snelheid van de robot om een consistente lijmrupsgrootte te verkrijgen, wat efficiënt en kosteneffectief is.
10. Solderen
Solderen is vergelijkbaar met enkele van de lastechnieken die aan het begin van dit artikel worden genoemd. Het belangrijkste verschil is dat het vulmateriaal (het soldeer) een lager smeltpunt heeft dan het omringende metaal, zodat het proces het materiaal niet beschadigt.
Soldeergereedschappen worden vaak gebruikt bij robots binnen de elektronica-industrie, waar componenten op printplaten worden gesoldeerd.
11. Uw voorkeursmethode
Zoals je kunt zien, is er een grote verscheidenheid aan verschillende gereedschappen die je zou kunnen kiezen om verschillende materialen samen te voegen met een robot. Ik heb 10 methoden opgesomd, maar voor elk van deze methoden zijn er veel robot-compatibele tools op de markt.
Zodra u uw favoriete tool en methode heeft gekozen, kunt u deze eenvoudig toevoegen aan RoboDK en beginnen met het programmeren van uw applicatie met offline programmeren.
