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igm Robotersysteme AG荣获2021年奥地利国家创新奖

21.10.2021

三十多年来“Karl Ritter von Ghega” 奖作为奥地利国家创新奖的一部分,在奥地利商会的支持下,由下奥地利州颁发的这一公共奖项促进了越来越多注重创新和科研的本土公司的发展。

igm 提交的大型蜗杆结构件的增材制造项目获得了这一殊荣:

项目描述

该项目的目标是在简单编程特殊设定的前提下,通过机器人的 WAAM(电弧送丝增材制造)自动化生产蜗杆。

制造及工艺说明

AM(增材制造)是一种通过逐层沉积材料来形成零件的增材制造工艺。在 WAAM(电弧送丝增材制造)中,采用逐层堆焊的方式制造致密金属实体构件;焊接过程必须低热量输入,即尽可能“冷”,以便下层材料不会再次熔化,同样可以被用于接近轮廓和细节的制造。堆焊层必须非常均匀,以防止缺陷在堆层中出现。

之所以选择 CMT 工艺,是因为它实现了良好的沉积速率并且零件中引入的热量很少。以螺旋输送机的一个带圆锥形底座的部件为例,该部件目前以铸造或锻造的形式生产。使用 电弧送丝增材技术,可以更简单、更灵活(仅制作1件)和更有针对性的方式(用不同的材料加工基管、组合螺丝以及耐磨层的堆焊)制作。

机器人的优势

对机器人生产提出以下要求:离线编程应基于 CAD 数据,将横截面划分为离散层(“切片”),创建的机器人程序应具有参数化的架构,焊接过程必须是安全和稳定的。

针对第一步,我们开发了一种堆焊算法,该算法本质上是计算基体和待焊接材料之间的体积差。该过程包括通过在零件旋转轴上放置堆焊平面,并以特定间隔(旋转角度)围绕该轴旋转。形成单层焊道的方式是机器人焊接在零件的旋转轴上,并且围绕旋转轴以特定的旋转角度进行计时。

为此我们专门开发了软件工具可将机器人编程工作量降到最低。仅需给定起点位置,在igm  iSCRIPT 应用程序(iSCRIPT – 内部开发的用于解决复杂任务的编程语言)的帮助下,控制器根据自由选择的轮廓尺寸自动计算焊接位置及焊接层数。这些几何尺寸参数可以通过离线编程电脑进行输入设置,其中最重要的是单个堆焊平面间的距离,焊道的高度和宽度。根据这些值,计算出焊枪的垂直偏移量和机械手轴在旋转时的偏移量。离线完成了完整路径计算和运动规划,将机器人程序传递给控制器。

Igm机器人可实现程序的动态控制,高度集成的传感器能确定所需的功率和位置,从而根据高度自动调整要应用轮廓。

未来趋势

目前,蜗杆主体以铸件的形式生产。这意味着要为整个零件指定了特定的材料。由于壁厚不同,生产非常耗时,并存在收缩风险。这里介绍的技术可以以低成本将基体生产为车削零件,并使用电弧送丝增材可应用其他结构形式。具有更高机械质量值的材料可用于高应力、最上层的耐磨层。 另一个显着的优势还在于生产的灵活性。如铸件必须提前订购,在某些情况下,有些供应商位于远东。因此,做短期的设计变更是不可能的。使用 电弧送丝增材技术,包括机器人离线编程,生产也可以在内部以批量小批量进行诸如1件。与铸造生产的较长交货期和制作周期相比,与工艺相关的电弧送丝增材生产时长显得微乎其微了。

igm certificate of recognition - Innovation Award 2021