Industriële robots zijn voor eenvoudige verspanende bewerkingen in toenemende mate een alternatief voor bewerkingsmachines. De capaciteiten van de robot, zoals baansnelheid, positioneringsnauwkeurigheid, draagkracht en stijfheid, blijven toenemen en dit bij een dalende kostprijs. Op de Technologiedag georganiseerd door de TU van Darmstadt werden huidige mogelijkheden, beperkingen en onderzoekstopics toegelicht.

Als algemene vuistregel stelde Prof. Dr. Abele dat de kost per volume-eenheid bij een robotbewerkingscel gemiddeld een factor 10 lager ligt dan bij een bewerkingsmachine. Daarenboven kan een robot in een bewerkingscel meerdere taken vervullen zoals handling (nemen en wegplaatsen) van het werkstuk, het nabewerken van het werkstuk door ontbramen of schuren, enz. Tenslotte is de industriële robot een typisch serieprodukt geworden met dientengevolge een hoge betrouwbaarheid, groot onderhoudsgemak en lage kostprijs.

Er zijn natuurlijk tal van beperkingen aan een robotbewerkingscel waarmee rekening dient gehouden. Bijvoorbeeld moet van de bewerking geen hoge nauwkeurigheid verwacht worden, nauwkeurigheden onder de 0,3 mm vereisen in de meeste gevallen reeds bijkomende maatregelen. De verschillende compensatiemethoden kunnen ingedeeld worden in passieve (bvb. vlottend opgestelde gereedschappen), online (krachtregeling, optische controle en bijsturing van de robot) en offline (optisch opmeten van het resultaat en vervolgens nabewerken) methoden. Tal van deze compensatiemethoden bevinden zich alleszins nog in onderzoeksfase.

De robot in de robotbewerkingcel is slechts een onderdeel van de totaaloplossing, er dient eveneens nagedacht over: het type operatie dat moet uitgevoerd worden, de gereedschappen die nodig zijn, hoe gereedschappen te wisselen, programmering van de robot, spanenafzuiging, enz. Het engineering gedeelte bij het ontwerp van een robotbewerkingscel is met andere woorden zeker niet te onderschatten.

Ook het gebruik van koelvloeistoffen is een uitdaging bij een robotbewerkingscel. Vooral wanneer de spindel op de robotarm gemonteerd wordt en het werkstuk op een vaste posities staat is het opvangen van koelvloeistof geen evidentie. Dit komt meestal voor bij het bewerken van grote werkstukken die moeilijk door de robot gehanteerd kunnen worden. Daarom wordt dan ook in deze cellen bijna altijd droog of met behulp van MQL (minimum quantity lubrification) verspaand.

Dankzij het toenemend succes van robotbewerkingscellen brengen fabrikanten van komponenten ook steeds nieuwe en voor robotbewerkingscellen specifieke, producten op de markt zoals specifieke  gereedschapswisselaars, CNC robotsturingen, spindels CAM software, ... . Zo bracht bijvoorbeeld de robotfabrikant Kuka de afgelopen periode een robotsturing op de markt die op basis van ISO CNC code rechtstreeks de robot aanstuurt.

Het nabewerken van composieten onderdelen is zeker en vast een toepassingsdomein met groot potentieel voor de robotbewerkingscel.

Bron: TU Darmstadt 18 oktober 2012: Zerspanen mit Industrierobotern.

Dit artikel kwam tot stand dankzij het project "Doorbraaktechnologie voor een Vlaamse maakindustrie met toekomst” in het kader van Vlaanderen in Actie en met steun van het Agentschap Ondernemen.