Tagliare il battistrada perfetto

COMPITO

Intaglio automatizzato di prototipi di pneumatici

I prototipi di pneumatici generalmente hanno il battistrada scolpito a mano. Ma al gigante dei pneumatici Continental, a loro piace fare le cose in modo diverso. I robot Stäubli ad alta precisione gestiscono il difficile compito di intagliare con una lama calda, ottenendo la massima precisione e riproducibilità e lavorando più velocemente che mai. Una soluzione hi-tech basata su un patrimonio di competenze.

Gli ingegneri di Continental ad Hannover progettano costantemente nuovi modelli di pneumatici per auto e camion, che producono in piccole tirature a scopo di test. I profili dei primi prototipi sono tradizionalmente intagliati a mano da chiazze utilizzando strumenti a filo caldo. Un processo che richiede tempo e può richiedere fino a 40 ore. Si inizia con il dimensionamento e la marcatura prima che possa iniziare il processo di intaglio vero e proprio.

Continental si sta quindi impegnando ad automatizzare le varie fasi della prototipazione. In stretta collaborazione con il produttore di pneumatici, il team di esperti dell'integratore di sistemi Preccon Robotics di Bayreuth ha sviluppato una cella robotizzata altamente innovativa per l'intaglio di pneumatici.

SOLUZIONE

Il robot come utensile di dimensionamento e lavorazione

Sulla sofisticata linea di produzione Preccon, un robot industriale Stäubli RX160 ad alta precisione si occupa completamente del dimensionamento, della marcatura, dell'intaglio e della foratura di pneumatici per automobili e camion. Allo stesso tempo, il robot funge da dispositivo di misurazione totalmente affidabile. Grazie alla sua tecnologia di azionamento superiore e alla rigidità superiore alla media, l'RX160 soddisfa i severi requisiti di precisione di questa applicazione.

La chiazza da lavorare è bloccata su un settimo asse esterno che si configura come una tavola rotante. Il controllore del robot dirige non solo il percorso tridimensionale dell'utensile di intaglio nella pinza, ma anche la rotazione completamente sincronizzata del pneumatico per mezzo del settimo asse durante il dimensionamento e l'intaglio. Per determinare la profondità alla quale l'utensile taglierà, il robot inizia sempre dimensionando il contorno del grezzo del pneumatico. A tale scopo, il laser viene prelevato dalla pinza e calibrato su una sfera di ceramica prima di eseguire più passaggi sul pneumatico rotante. Sulla base dei dati così ottenuti, le tracce generate nel modello CAD del sistema di programmazione offline vengono adattate automaticamente prima di essere inserite nel controllore del robot.

L'intaglio inizia con il robot che preleva l'utensile da taglio dalla stazione dei coltelli. Questo è stato parametrizzato per il rispettivo percorso di processo. Dopo aver determinato il Tool Center Point (TCP) tramite il sistema di elaborazione delle immagini, inizia il processo di intaglio. Il controllo del processo di taglio è una funzione completamente automatica della forza di taglio e della temperatura della lama misurata nella pinza. Il compito principale dell'operatore è quello di osservare e intervenire come e quando necessario. I dati in tempo reale vengono visualizzati su un monitor di processo. La rappresentazione dello strumento di intaglio nella grafica CAD parametrizzata consente un tracciamento visivo e una rapida valutazione.

UTILIZZO DEL CLIENTE

Precisione di riproduzione e produttività notevolmente migliorate

L'impianto denominato RACE (Robot Accuracy Carving Efficiency) è in servizio attivo da più di un anno, soddisfacendo i più elevati standard di precisione riproduttiva e produttività. Anche il sistema di programmazione offline associato offre un elevato livello di flessibilità. Il robot Stäubli sta attualmente scolpendo molti prototipi di pneumatici in lotti di oltre sei. Nel primo anno dopo la messa in servizio, la produzione totale aveva già raggiunto circa 1.500 unità. E questa tendenza al rialzo è continuata.

Rispetto alla precedente soluzione semiautomatica, il nuovo sistema consente di risparmiare circa il 50% di tempo solo nella programmazione e nella configurazione 3D. Un ulteriore 15% viene risparmiato dalla cella robotizzata durante la produzione, compreso il dimensionamento dei contorni e il controllo automatico della temperatura. RACE fornisce quindi un importante contributo alla riduzione dei tempi di risposta alle esigenze dello sviluppo degli pneumatici. Inoltre, è stato possibile aumentare ulteriormente la precisione di riproduzione dei profili, un prerequisito importante per garantire che tutti i test di una serie di prototipi siano condotti esattamente nelle stesse condizioni.