Getriebereparaturen zu einem nachhaltigeren Prozess machen

FORCE Technology, ein dänisches Technologieberatungs- und Dienstleistungsunternehmen, hat in Zusammenarbeit mit Hexagon Manufacturing Intelligence und RoboDK ein revolutionäres Projekt abgeschlossen, das darauf abzielt, die Getriebereparatur zu einem nachhaltigeren Prozess für Hersteller zu machen.

Ziel des Projekts war es, Laserschweißverfahren zu verbessern und festzustellen, ob eine nachhaltige Zahnradreparatur mithilfe von Roboter-Werkzeugwegprogrammierung, digitalem Zwilling, Simulation und Nachbearbeitung möglich ist. Die Verbesserung dieser praktischen Anwendung durch Robotersimulation zeigt einen nachhaltigen Getriebereparaturprozess, der qualitativ hochwertige Ergebnisse garantieren kann.

Die Reparatur des Getriebes mithilfe von Industrierobotern und Robotersimulation wird der Industrie dabei helfen, Abfall, Energieverbrauch und Kosten für den Austausch von Komponenten zu reduzieren. Diese Anwendung ist für den Wartungs-, Reparatur- und Betriebsprozess konzipiert und konzentriert sich auf die sichere Wiederherstellung reparierter Getriebe.

Das Projekt nutzte das Branchenwissen von Randers Gears und Villiam Petersen Tandhjulsfabriken Horsens und nutzte die Erfahrung von FORCE im Laserschweißen.

Beteiligte Technologien

Das Projekt nutzte die Direct Energy Deposition (DED)-Technologie, einen Prozess, der einem direkt aus einer CAD-Geometrie erstellten Werkzeugweg folgt und Teile in aufeinanderfolgenden Schichten aufbaut. In diesem Fall wurde der DED-Werkzeugweg mithilfe der additiven Werkzeugweg-Programmierfunktionen von ESPRIT programmiert, einer CAM-Software von Hexagon Manufacturing Intelligence.

Zur Generierung des Roboterprogramms wurden der digitale Zwilling und die Nachbearbeitungsfunktionen von RoboDK verwendet. Die RoboDK-Erweiterung in ESPRIT vereinfachte die Kommunikation zwischen Systemen und machte sie für Endbenutzer einfacher.

FORCE Technology verwendete einen 6-Achsen-KUKA-Roboterarm, der auf einer Schiene montiert ist (Linearachse), einen Kipptisch für den Drehbetrieb und eine Spindel zur Herstellung des Teils.

Darüber hinaus ermöglichte ein GTV-Auftragskopf (Pulver und Laser) additive Funktionen, was zu einer Gesamtzykluszeit von 5 Minuten beim Nachladen von Teilen aus Stahl 4140 führte.

Ivar Dale, Spezialist für additive Fertigung bei FORCE Technology, erklärt: „Das Projekt war ein großer Schritt hin zu einer standardisierten Getriebereparatur und der Erlangung der erforderlichen Qualitätsgarantie und des Vertrauens, reparierte Getriebe von den Getriebeherstellern wieder in Betrieb nehmen zu können.“

Die Simulations- und Offline-Programmiertools von RoboDK können auch Produktionsausfallzeiten reduzieren, die durch Werkstattprogrammierung verursacht werden. Unternehmen können mit RoboDK die Fähigkeiten eines Roboters in einer virtuellen Umgebung testen.

Dale fährt fort: „Mit der additiven Pfadplanerlösung von ESPRIT/Hexagon und dem Postprozessor von RoboDK haben wir enorm viel Zeit gespart, um den Pfad mit einem positiven Versatz von 1 mm zu programmieren, da die Form des Zahns organisch war. Das spart uns.“ Zeit beim Drucken, insbesondere bei größeren Reparaturen, aber es spart auch dem Getriebehersteller Zeit, da das von uns hinzugefügte Material sehr hart ist und jeder Millimeter Zeit für die sorgfältige CNC-Bearbeitung erfordert.“

Insgesamt verwendete FORCE Technology ESPRIT, das „Hybrid“ CAM von Hexagon, um die Planung der additiven Kopfbahn zu programmieren, und RoboDK, um Kinematik und Kollisionen aufzulösen und gleichzeitig Robotercode zu generieren, um die Werkzeugwegbahnen für die additive Fertigung zu erstellen.

Hardware- und Software-Setup

Die für dieses Projekt verwendete Hardware umfasste ein GTV-SPS-System, einen auf einem GTV-Verkleidungssystem montierten HighYag/Kohärenter-Laserkopf, einen KUKA KR30-Roboter und ein Trumpf 16-kW-Lasersystem. Die für dieses Projekt verwendete Software umfasste ESPRIT Hybrid CAM Software und RoboDK: Robotersimulations- und Programmiersoftware.

Nachhaltiger und umweltfreundlicher Technologiewandel

Das Projekt war sich stets seiner Umweltverantwortung bewusst und ermöglichte es FORCE Technology, herauszufinden, wie ein Getriebe repariert werden kann, anstatt es zu ersetzen. Im Gegenzug konnten sie vermeiden, ein ganzes Teil wegzuwerfen und Material- und Arbeitskosten zu verschwenden.

Darüber hinaus konnten Ausfallzeiten und Kosten niedrig gehalten werden, da keine Ersatzteile benötigt wurden. Das Projekt ist ein erfolgreiches Beispiel dafür, wie die Roboterintegration MRO (Maintenance Repair and Operations) verbessern kann.

FORCE Technology, Hexagon Manufacturing Intelligence und RoboDK zeigten, wie moderne Unternehmen mithilfe modernster Technologie zusammenarbeiten können, um Produktionsprozesse zum Nutzen der Branche umzusetzen. Die Partnerschaft veranschaulicht die Umsetzung nachhaltiger Reparaturen und die Reduzierung von Abfall und Energieverbrauch für zeitsparende und umweltfreundlichere Industrieunternehmen.

Das Projekt wurde durch großzügige Mittel der Manufacturing Academy Denmark (MADE) ermöglicht.

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