• DED-Arc
• robotiikka

Suorakerrostuksessa ohjelmistovalinta vaikuttaa suoraan siihen, kuinka helposti ja luotettavasti robottia voidaan hyödyntää metallin lisäävässä valmistuksessa. Yksinkertaisissa sovelluksissa robotin oma ohjelmisto voi riittää, kun taas vaativammat kappaleet edellyttävät erillisiä suunnitteluohjelmia. Oikea valinta tehdään kappaleen geometrian ja tuotannon vaatimusten perusteella.

Metallien lisäävä valmistus on jatkuvasti yleistyvä teollisuuden ala. Suorakerrostus (Directed Energy Deposition, DED) mahdollistaa suurikokoisten metallikappaleiden valmistamisen kerros kerrokselta hitsaamalla, mutta tuo mukanaan myös uusia vaatimuksia ohjelmoinnille ja järjestelmäintegraatiolle.

DED-Arc-suorakerrostuksessa materiaalia (esim. jauhe tai lanka) lisätään valokaaren avulla jatkuvana hitsausprosessina. Liike ei perustu yksittäisiin pisteisiin vaan jatkuvaan työstörataan, jonka tarkkuus ja suunta ratkaisevat kappaleen muodon. Tästä syystä robotin ohjelmointi nousee keskeiseen rooliin suorakerrostuksessa.

Robotin oma ohjelmisto yksinkertaisiin muotoihin

Robotin, kuten esimerkiksi tämän artikkelin suorakerrostustesteissä käytetyn UR10e-robotin, oma ohjelmointiympäristö mahdollistaa suorakerrostuksen ilman erillisiä lisäohjelmistoja, kun kappaleen geometria on yksinkertainen. Edellä mainittujen testien perusteella sylinterimäinen kappale voitiin suorakerrostaa luotettavasti käyttäen parametrisia liikkeitä ja toistettavia aliohjelmia. Tällainen lähestymistapa soveltuu hyvin esimerkiksi opetuskäyttöön tai testikappaleisiin.

Robotin oma ohjelmisto tarjoaa etuna helpon käyttöönoton ja ohjelman muokattavuuden suoraan robotin käyttöliittymässä. Samalla havaittiin kuitenkin selkeitä rajoitteita. Kun kappaleen muoto monimutkaistuu tai kappaleen geometria vaatii ei-planaarista kerrostusta, käsin tehtävä ohjelmointi muuttuu nopeasti työlääksi tuottaa.

AdaOne mahdollistaa monimutkaisemmat työstöradat

Kehittyneemmät ohjelmistot, kuten ADAXISin AdaOne, automatisoivat työstöratojen generoinnin suoraan 3D-mallin pohjalta. AdaOnen yhteensopivuus UR10e-robotin kanssa todettiin simulaatiotasolla. Tulokset osoittavat, että AdaOnen tuottamat työstöradat voidaan siirtää UR10e-robotille Remote TCP & Toolpath -lisäosan avulla G-koodina.

Monimutkaisempia kappaleita suorakerrostaessa, kehittyneet suunnitteluohjelmistot ovat käytännössä välttämättömiä. Järjestelmän monimutkaisuus kuitenkin kasvaa ja käyttöönotto vaatii integraatiota ja osaamista.

Milloin robotin oma ohjelmisto riittää ja milloin tarvitaan suunnitteluohjelma?

Suorakerrostuksessa ohjelmistovalinta vaikuttaa ratkaisevasti työn sujuvuuteen ja lopputuloksen laatuun. Robotin oma ohjelmisto on luonteva valinta, kun:

• kappaleen geometria on yksinkertainen
• työstöradat ovat toistuvia ja helposti parametroitavia
• tavoitteena on valmistaa prototyyppejä, testaus tai pienimuotoinen tuotanto
• ohjelman muokattavuus ja nopea käyttöönotto ovat tärkeitä
• halutaan välttää erillisten ohjelmistojen lisäkustannukset

Erillinen suunnitteluohjelma on perusteltu, kun:

• kappaleen geometria on monimutkainen
• työstöradat perustuvat 3D-malliin
• kerrostuksen on oltava ei-planaarista
• tuotantoa tehdään useampia kappaleita tai se on vaihtuvaa
• käyttöönoton kustannukset ja vaativuus eivät ole ongelma

Käytännössä valinta perustuu kappaleen ja tuotannon vaatimuksiin: yksinkertainen geometria suosii robotin omaa ohjelmistoa, kun taas vaativammat sovellukset edellyttävät suunnitteluohjelman tuomaa automaatiota.

Lähteet

Hollmén, Kosti, UR10e-robotin käyttö suorakerrostuksessa (2025)

Kuva Gerd Altmann Pixabaystä