增材制造俗稱3D打印，它綜合了計算機的圖形處理、數字化信息和控制、激光技術、機電技術和材料技術等多項高技術的優勢，增材制造技術具有生產柔性廣、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制造業和醫療領域。德國汽車供應商裕克施樂正在移動機器人領域開展創新的試點項目，將增材制造的自動化程度提升到新水平。

挑戰

靈活處理小批量生產

裕克施樂公司總部位于德國紐倫堡，主要為汽車、醫療、體育用品等行業的客戶提供服務，被視為塑料技術領域開創性和創新解決方案的高科技制造企業。裕克施樂的關鍵技術之一是增材制造，它是該領域的先鋒。該公司在德國和中國的兩個工廠擁有大約150臺使用液體和粉末工藝的打印機，用于生產各種運動和生活用品。

裕克施樂在零件3D打印上成功的因素是其多階段后處理的突破。近年來在零件增材生產的后處理方面取得了全面的專業技術，成為少數能夠在全球范圍內提供3D打印生產的公司之一。

在后處理階段，增材工藝生產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公斤的構建平臺進行操作。裕克施樂管理團隊正在尋找一種創新的解決方案來實現自動化的工作。

解決方案

機器人自動化減輕員工勞動負擔

史陶比爾的HelMo移動機器人系統搭載高性能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增材制造的性質。現在只需手動從3D打印機中卸載構建平臺，然后將它們轉送到集成了HelMo的精加工流程。HelMo移動機器人系統可以優化流程并創建一個協作的工作環境，確保操作過程全自動化。

在第一個后處理步驟中，對打印的零件清潔并為最后階段做好準備。完整的系統由HelMo移動機器人、分離松散材料的清潔站和分離站組成，分離站將打印的零件從平臺上分離出來。

開始工作時，HelMo從初始位置移動到工位通過連接器連接到工位上,然后再通過相機系統和生產線上相應的參考點幾秒鐘內完成精確校準，校準后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為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可以確保后期處理的靈活性。

▲HelMo移動機器人快速精確地將構建平臺放入分離裝置中

客戶應用
移動機器人系統實現可喜成果

在HelMo當前的應用中，3D打印零件是使用液體打印工藝創建的。任何松散的零件都必須在清潔過程中去除。為實現這一點，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、尺寸和復雜性而異。然后機器人將這些零件取出并精確地放置在分離臺上，再自動從構建平臺上被拆離并他通過傳送帶下料。接著，HelMo拾起空的平臺并將它們堆疊起來以便重復使用。

該機器人配備了氣動雙爪夾具，使其能夠處理完整的任務范圍。插入清潔系統需要精確、無沖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。分離裝置的控制與史陶比爾專有的HelMo CS9控制器通信。史陶比爾連接器的智能組合板，不僅處理HelMo的供電和供氣，還處理基于以太網的數據傳輸。

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

▲機器人臂展達到1.2m，移動機器人系統可以在無需移動的情況下到達所有工位

這個試點項目十分復雜，從風險評估到順暢溝通，有許多關鍵問題需要增加資源和投入。我們很高興在史陶比爾的幫助下克服了所有挑戰并增長了技術知識，同時對未來所有涉及移動機器人系統的項目提供了巨大幫助。

裕克施樂公司自動化專家Trottler

客戶收益

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