Tornando os reparos de engrenagens um processo mais sustentável

A FORCE Technology, uma empresa dinamarquesa de consultoria e serviços em tecnologia, concluiu, em parceria com a Hexagon Manufacturing Intelligence e a RoboDK, um projeto revolucionário focado em tornar o reparo de engrenagens um processo mais sustentável para os fabricantes.

O objetivo do projeto era melhorar os procedimentos de soldagem a laser e determinar se o reparo sustentável da engrenagem era possível usando a programação do percurso do robô, gêmeo digital, simulação e pós-processamento. Melhorar esta aplicação prática com simulação de robô revela um processo sustentável de reparo de engrenagens que pode garantir resultados de alta qualidade.

Reparar o equipamento usando robôs industriais e simulação de robôs ajudará as indústrias a reduzir o desperdício, o consumo de energia e o custo de substituição de componentes. Este aplicativo foi projetado para o processo de manutenção, reparo e operações e se concentra na restauração segura das engrenagens reparadas para o serviço.

Usando o conhecimento da indústria de Randers Gears e Villiam Petersen Tandhjulsfabriken Horsens, o projeto prosseguiu usando a experiência da FORCE em soldagem a laser.

Tecnologias Envolvidas

O projeto utilizou a tecnologia Direct Energy Deposition (DED), um processo que segue um caminho de ferramenta criado diretamente a partir de uma geometria CAD e constrói peças em camadas sucessivas. Neste caso, o percurso DED foi programado usando recursos de programação de percurso aditivo ESPRIT, um software CAM da Hexagon Manufacturing Intelligence.

Os recursos de gêmeo digital e pós-processamento do RoboDK foram usados ​​para gerar o programa do robô. A extensão RoboDK no ESPRIT simplificou a comunicação entre sistemas e facilitou para os usuários finais.

A FORCE Technology usou um braço robótico KUKA de 6 eixos montado em um trilho (eixo linear), uma mesa basculante para operação rotativa e um fuso para produzir a peça.

Além disso, um cabeçote de revestimento GTV (pó e laser) permitiu funções aditivas, resultando em um tempo de ciclo geral de 5 minutos ao recarregar peças de aço 4140.

Ivar Dale, especialista em manufatura aditiva da FORCE Technology, explica: "O projeto foi um grande passo para tornar o reparo de engrenagens mais padronizado e alcançar a garantia necessária de qualidade e confiança para colocar as engrenagens reparadas de volta em serviço pelos fabricantes de engrenagens."

As ferramentas de simulação e programação off-line do RoboDK também podem reduzir o tempo de inatividade da produção causado pela programação do chão de fábrica. As empresas podem testar as habilidades de um robô em um ambiente virtual com o RoboDK.

Dale continua: "Usando a solução aditiva do planejador de caminho da ESPRIT/Hexagon e o pós-processador da RoboDK, economizamos uma quantidade enorme de tempo para programar o caminho com um deslocamento positivo de 1 mm, pois o formato do dente era orgânico. Isso nos economiza tempo na impressão, especialmente em reparos maiores, mas também economiza tempo do fabricante da engrenagem, pois o material que adicionamos é muito duro e cada mm leva tempo para CNC cuidadosamente."

No geral, a FORCE Technology empregou o ESPRIT, o CAM 'híbrido' da Hexagon para programar o planejamento aditivo do caminho da cabeça e o RoboDK para resolver a cinemática e as colisões enquanto gerava o código do robô para criar as trajetórias do percurso da ferramenta para a Manufatura Aditiva.

Configuração de hardware e software

O hardware usado para este projeto incluiu GTV PLC System, HighYag/Coherent Laser head montado em um sistema de revestimento GTV, KUKA KR30 Robot e um sistema de laser Trumpf 16KW. O software utilizado para este projeto incluiu ESPRIT Hybrid CAM Software e RoboDK: Robot Simulation and Programming Software.

Mudança de Tecnologia Sustentável e Ambientalmente Amigável

Sempre atento às suas responsabilidades ambientais, o projeto permitiu à FORCE Technology determinar como consertar uma engrenagem em vez de substituí-la. Por sua vez, evitavam jogar fora uma peça inteira e desperdiçar materiais e custos de mão de obra.

Além disso, eles mantiveram o tempo de inatividade e os custos baixos devido à eliminação da necessidade de peças de reposição. O projeto é um exemplo de sucesso de como a integração de robôs pode melhorar o MRO (Manutenção, Reparo e Operações).