12 - 2010

Компания Delcam участвует в проекте COMET

Проект COMET софинансируется Европейской комиссией в рамках Европейского экономического плана восстановления (EERP), принятого в 2008 году. EERP предполагает запуск государственно­частного партнерства в трех направлениях, одним из которых является проект «Фабрика будущего» (“Factories of the Future”). Он имеет бюджет в 1,2 млрд евро и призван сплотить европейских машиностроителей в исследованиях по разработке инновационных методов производства.

Проект COMET с бюджетом 8 млн евро финансируется Европейской комиссией и направлен на совершенствование технологии механообработки при помощи роботов­манипуляторов. Помимо компании Delcam в проекте принимают участие 13 организаций из восьми европейских стран: AMRC (Великобритания), ARTIS (Германия), BTU (Германия), DemoCenter Sipe (Италия), Fraunhofer IPA (Германия), Gizelis (Греция), Lund University (Швеция), N Bazigos (Греция), Nikon (Бельгия), Nisaform (Чешская Республика), SIR (Италия), TEKS (Франция) и University of Patras (Греция).

Компания Delcam является координатором проекта COMET, поэтому именно она провела первое совещание участников в г.Аликанте (Испания), на котором компании поделились своим опытом и знаниями в области методов адаптивного управления промышленными роботами для многоосевого фрезерования и сверления.

Название проекта COMET образовано из двух слов: COmponents и METhods, что подчеркивает его главную цель — создание гибких, надежных и экономически эффективных производственных решений на основе роботов­манипуляторов. Разработанные в рамках проекта COMET решения планируется внедрять в аэрокосмической и автомобильной промышленности, а также они окажутся востребованными производителями высокоточной литейной и штамповой оснастки.

Проект COMET направлен на преодоление стоящих перед европейским машиностроением проблем путем разработки инновационных методов механообработки, которые будут гибкими, надежными и предсказуемыми и позволят повысить экономическую эффективность по сравнению с традиционными станками с ЧПУ в среднем на 30%. На достижение целей проекта отводится 30 месяцев работы.

С теоретической точки зрения промышленные роботы­манипуляторы очень привлекательны для создания на их основе механообрабатывающего оборудования благодаря их высокой универсальности (в силу их кинематической схемы) и низкой стоимости (как правило, робот­манипулятор обходится от двух до пяти раз дешевле, чем станок с ЧПУ). Тем не менее у современных промышленных роботов­манипуляторов, по сравнению с традиционными станками с ЧПУ, относительно низкая абсолютная точность позиционирования и жесткость конструкции, приводящие к большой погрешности обработки. Кроме того, упругие деформации робота­манипулятора под действием сил резания могут приводить к появлению резонансных колебаний, отрицательно сказывающихся на качестве обработанной поверхности. В настоящее время эти негативные факторы резко ограничивают возможности применения роботов­манипуляторов. Хотя некоторые недостатки можно компенсировать заданием оптимальных режимов обработки, существующие CAM­системы пока не обеспечивают надежной качественной обработки при помощи роботов­манипуляторов с первого раза.

Компания Southern Spars — 35-тысячный пользователь CAD/CAM-систем Delcam

Новозеландская компания Southern Spars специализируется на дизайне и конструировании рангоута (общее название устройств для подъема и растягивания парусов, которые обеспечивают их постановку и удержание в рабочем положении. — Ïðèì. ðåä.) и такелажа для высококлассных яхт. Для чистовой обработки элементов рангоута, армированных высокопрочным углепластиковым композитным материалом, компания использует роботы­манипуляторы. Для программирования сложной многоосевой ЧПУ­обработки специалисты Southern Spars выбрали CAM­систему PowerMILL. Примечательно, что именно Southern Spars стала 35­тысячным пользователем CAD/CAM­систем фирмы Delcam.

Компания Southern Spars создала свой первый армированный углепластиком рангоут в 1990 году, став пионером в этой области. С тех пор фирма специализируется на производстве армированных углеродным волокном рангоутов, такелажа и сопутствующих компонентов для крейсерских и гоночных яхт. Продукция Southern Spars является лучшей в своем классе: 75% рынка рангоутов и такелажа для суперъяхт и гоночных яхт класса Grand Prix принадлежит именно ей. Кроме того, на самых больших и дорогих в мире яхтах, как правило, также используется продукция Southern Spars. В общей сложности заказчики Southern Spars установили свыше 25 мировых рекордов в парусном спорте. Головной офис Southern Spars находится в Окленде (Новая Зеландия). Компания также имеет свои представительства в США, Европе, Азии и Южной Африке.

Решение инвестировать средства в CAD/CAM­системы Delcam принял Стивен Янг (Stephen Young), инженер­конструктор из новозеландского офиса Southern Spars, который отвечает за автоматизацию проектно­конструкторских работ и технологическую подготовку производства. Однажды он прочитал статью о возможности применения роботов­манипуляторов для обработки крупногабаритных деталей и решил, что такой подход позволит его компании заменить трудоемкие ручные операции по окончательной доводке рангоутов, армированных углеродным волокном. Но детальное изучение вопроса программирования роботов­манипуляторов его очень расстроило. «Мы обратились ко многим поставщикам CAM­систем, которые утверждали, что предлагают решения для программирования механообработки с помощью роботов­манипуляторов, — вспоминает Стивен Янг. — Тем не менее большинство людей, с которыми мы разговаривали, на самом деле не имели никакого опыта работы с таким оборудованием. Delcam была единственной компанией, которая смогла показать нам некоторые реальные проекты, выполненные при помощи роботов­манипуляторов».

Простота программирования механообработки при помощи роботов­манипуляторов была главным требованием для Southern Spars. «Программирование обработки полностью осуществляется исключительно в нашем конструкторском бюро в Новой Зеландии. Кроме того, управляющая программа должна быть готова как можно быстрее, — поясняет Стивен Янг. — Это означает, что CAM­система должна быть интуитивно понятной и простой в освоении. Практически каждое наше изделие изготавливается по уникальному проекту, поэтому временнûе затраты на программирование оборудования должны быть сведены к минимуму». CAM­система PowerMILL оказалась в состоянии удовлетворить требования Southern Spars по простоте использования и скорости разработки управляющих программ для роботов­манипуляторов.

Экономия времени на Southern Spars за счет использования робота­манипулятора, по сравнению с традиционной ручной технологией доводки рангоутов, составила порядка 70­80%. Причем затраты времени продолжают снижаться, так как навыки программистов­технологов по работе в PowerMILL совершенствуются. Благодаря применению роботов­манипуляторов также существенно улучшилось качество и повторяемость изготавливаемой продукции.

Следующим этапом развития для Southern Spars будет установка робота­манипулятора на подвижное линейное рельсовое основание, благодаря чему даже 78­метровые мачты для суперъяхт можно будет изготавливать максимум из двух секций.

Предложенные членами консорциума COMET инновации для преодоления недостатков роботов­манипуляторов заключаются в генерации адаптивных управляющих программ с учетом кинематических и динамических трехмерных математических моделей, применении адаптивной системой контроля точности и технологии High Dynamic Compensation Mechanism. Эти средства позволят повысить точность обработки роботом­манипулятором более чем на 50%, а также вдвое сократить время базирования заготовки. Кроме того, прецизионная компьютерная симуляция обработки с возможностью коррекции траектории инструмента в режиме реального времени в процессе обработки позволяет получить хороший результат с первого раза.

По словам координатора проекта Яна Ганнинка (Jan Willem Gunnink) из компании Delcam, «консорциум COMET собрал уникальную команду партнеров из промышленных предприятий, научно­исследовательских институтов и университетов, которые имеют огромный стимул для внедрения результатов проекта в европейскую обрабатывающую промышленность. Наша первая встреча уже показала наличие сильного командного духа и твердой веры в возможность достижения целей проекта. Я и мои коллеги из координирующего совета уверены, что нашу инициативу поддержат все прогрессивные европейские производители».

Начиная с января 2011 года информация о проекте будет доступна на сайте www.cometproject.eu.

САПР и графика 12`2010