增材製造俗稱3D打印，它綜合了計算機的圖形處理、數字化信息和控製、激光技術、機電技術和材料技術等多項高技術的優(you) 勢，增材製造技術具有生產(chan) 柔性廣、材料利用率高、研發周期短等特點,近些年得到了飛速發展。目前3D打印應用最廣的還是製造業(ye) 和醫療領域。德國汽車供應商裕克施樂(le) 正在移動機器人領域開展創新的試點項目，將增材製造的自動化程度提升到新水平。

挑戰

靈活處理小批量生產(chan)

裕克施樂(le) 公司總部位於(yu) 德國紐倫(lun) 堡，主要為(wei) 汽車、醫療、體(ti) 育用品等行業(ye) 的客戶提供服務，被視為(wei) 塑料技術領域開創性和創新解決(jue) 方案的高科技製造企業(ye) 。裕克施樂(le) 的關(guan) 鍵技術之一是增材製造，它是該領域的先鋒。該公司在德國和中國的兩(liang) 個(ge) 工廠擁有大約150台使用液體(ti) 和粉末工藝的打印機，用於(yu) 生產(chan) 各種運動和生活用品。

裕克施樂(le) 在零件3D打印上成功的因素是其多階段後處理的突破。近年來在零件增材生產(chan) 的後處理方麵取得了全麵的專(zhuan) 業(ye) 技術，成為(wei) 少數能夠在全球範圍內(nei) 提供3D打印生產(chan) 的公司之一。

在後處理階段，增材工藝生產(chan) 的零件在各種工作步驟中的機械性能包括清潔和熱處理。這些步驟之前都是手工處理的，需要對重達5.5公斤的構建平台進行操作。裕克施樂(le) 管理團隊正在尋找一種創新的解決(jue) 方案來實現自動化的工作。

解決(jue) 方案

機器人自動化減輕員工勞動負擔

史陶比爾的HelMo移動機器人係統搭載高性能TX2-90L六軸機器人，非常符合項目的所有標準，使員工從(cong) 勞動密集型工作中解放出來。

機器人的到來改變了裕克施樂(le) 增材製造的性質。現在隻需手動從(cong) 3D打印機中卸載構建平台，然後將它們(men) 轉送到集成了HelMo的精加工流程。HelMo移動機器人係統可以優(you) 化流程並創建一個(ge) 協作的工作環境，確保操作過程全自動化。

在第一個(ge) 後處理步驟中，對打印的零件清潔並為(wei) 最後階段做好準備。完整的係統由HelMo移動機器人、分離鬆散材料的清潔站和分離站組成，分離站將打印的零件從(cong) 平台上分離出來。

開始工作時，HelMo從(cong) 初始位置移動到工位通過連接器連接到工位上,然後再通過相機係統和生產(chan) 線上相應的參考點幾秒鍾內(nei) 完成精確校準，校準後機器人的工作精度可達±0.1mm。在工位上，HelMo可以達到和安裝在固定工位上的機器人相同的性能，在各工位之間切換的誤差僅(jin) 為(wei) 0.1mm，完全不影響精度。在3D打印這種靈活的應用環境下，使用HelMo可以確保後期處理的靈活性。

▲HelMo移動機器人快速精確地將構建平台放入分離裝置中

客戶應用
移動機器人係統實現可喜成果

在HelMo當前的應用中，3D打印零件是使用液體(ti) 打印工藝創建的。任何鬆散的零件都必須在清潔過程中去除。為(wei) 實現這一點，HelMo將打印完的零件放入清潔站。清潔的周期因這些零件的類型、尺寸和複雜性而異。然後機器人將這些零件取出並精確地放置在分離台上，再自動從(cong) 構建平台上被拆離並他通過傳(chuan) 送帶下料。接著，HelMo拾起空的平台並將它們(men) 堆疊起來以便重複使用。

該機器人配備了氣動雙爪夾具，使其能夠處理完整的任務範圍。插入清潔係統需要精確、無衝(chong) 擊的運動序列的機器人，以確保零件在抓取過程中被安全鎖定。夾持裝置上的彈簧加載鎖定裝置也由機器人及其夾具激活。分離裝置的控製與(yu) 史陶比爾專(zhuan) 有的HelMo CS9控製器通信。史陶比爾連接器的智能組合板，不僅(jin) 處理HelMo的供電和供氣，還處理基於(yu) 以太網的數據傳(chuan) 輸。

裕克施樂(le) 憑借此自動化解決(jue) 方案實現了新的突破，並完全達到了預期。HelMo高速、精確、可靠地完成工作，將員工從(cong) 繁重的工作中解脫出來。

▲機器人臂展達到1.2m，移動機器人係統可以在無需移動的情況下到達所有工位

這個(ge) 試點項目十分複雜，從(cong) 風險評估到順暢溝通，有許多關(guan) 鍵問題需要增加資源和投入。我們(men) 很高興(xing) 在史陶比爾的幫助下克服了所有挑戰並增長了技術知識，同時對未來所有涉及移動機器人係統的項目提供了巨大幫助。

裕克施樂(le) 公司自動化專(zhuan) 家Trottler

客戶收益

◾小批量靈活生產(chan)
◾大幅提高生產(chan) 效率
◾絕對校準功能確保精度
◾減輕員工勞動強度