Integracja robotów z maszyną była przez lata przedsięwzięciem tak złożonym, że wielu konstruktorów maszyn wolało raczej unikać tego tematu. W przeszłości ich rezerwa była uzasadniona, jednak obecnie wszystko stało się o wiele prostsze. ABB i B&R wspólnie opracowały rozwiązanie integrujące roboty ABB z systemem sterowania maszynami B&R.
Producenci maszyn stoją w obliczu rosnącej presji rynkowej: ich maszyny muszą być jednocześnie bardziej elastyczne, opłacalne i bardziej wydajne. Choć wymagania te wydają się sprzeczne, można je pogodzić dzięki zastosowaniu robotów. Jest jednak pewien „haczyk”: Roboty zazwyczaj wymagają specjalnego programowania i trudno je zintegrować z systemem automatyki maszyny.
„Robotyka to bardzo zaawansowana dyscyplina” – wyjaśnia Sebastian Brandstetter, menedżer produktu ds. robotyki zintegrowanej w B&R. "Aż do teraz roboty i maszyny były niezależnymi systemami". Roboty są od dziesięcioleci standardowym elementem dużych linii do produkcji samochodów, rzadko jednak stanowią integralną część maszyny.
Dwa niezależne systemy...
Kilka lat temu konstruktorzy maszyn zaczęli włączać roboty bezpośrednio w proces produkcyjny, chcąc zwiększyć stopień elastyczności swoich maszyn. Koszt takiej elastyczności był jednak bardzo duży, a uzyskana synchronizacja pozostawiła wiele do życzenia. "Zrobotyzowany system można nazwać niezależnym" - wyjaśnia Brandstetter. Ma własny sterownik i własną szafę sterowniczą. Projektowanie, diagnostyka i konserwacja przeprowadzane są z użyciem dedykowanych systemów. Komunikacja ze sterownikiem maszyny odbywa się poprzez interfejs – w wielu przypadkach jest to interfejs typu hardwired.
Dla konstruktorów szukających bardziej dogodnego sposobu integracji robotyki sprawa jest oczywista: oba te systemy muszą złączyć się w jeden. "Musimy mieć jedną prostą architekturę" - podsumowuje Brandstetter.
Sebastian Brandstetter, kierownik produktu ds. zintegrowanej robotyki w B&R
...stają się jednym
„Obecnie oferujemy roboty ABB jako integralną część naszego systemu automatyki” – wyjaśnia Brandstetter. Od projektowania po eksploatację – nad robotami pracuje się tak samo, jak nad każdym innym komponentem automatyki B&R. „Dla konstruktorów maszyn nie ma znaczenia, czy mają zaimplementować w maszynie jedną oś czy całego robota” – zauważa Brandstetter. „Narzędzia, środowisko inżynieryjne, osoba kontaktowa w B&R – wszystko jest takie same.”
Znajome środowisko
Integracja eliminuje potrzebę dedykowanego sterownika robotyki, osobnej szafy sterowniczej i specjalisty w zakresie konkretnego języka robotyki. Użytkownik ma dostęp do wszystkich znanych języków programowania maszyn, takich jak schemat drabinkowy, tekst strukturalny i C/C++.
Aby jeszcze bardziej ułatwić integrację robotów ABB z rozwiązaniami automatyzacji maszyn, B&R zapewnia również wstępnie skonfigurowane moduły oprogramowania, które znacząco ułatwiają tworzenie aplikacji dla robotów. mapp Robotics B&R zawiera standardowe funkcje sterowania i uruchamiania, a także funkcje zaawansowane, takie jak sterowanie ze sprzężeniem wyprzedzającym, monitorowanie sprężarki i przestrzeni roboczej. Użytkownik może dzięki temu implementować złożone i wysoce dynamiczne aplikacje bez konieczności pisania niezliczonych linii kodu. Czas rozwoju aplikacji został radykalnie skrócony.
Ścisła synchronizacja
„Bardziej przyjazne dla użytkownika programowanie jest decydującą korzyścią wynikającą z połączenia robotyki i sterowania maszynami” – mówi Brandstetter. „Inna podstawowa różnica to bezprecedensowa precyzja, jaką można osiągnąć w synchronizacji robota z innymi komponentami maszyny. Staje się to możliwe, gdy nie trzeba już używać oddzielnego sprzętu, oddzielnych sieci komunikacyjnych i oddzielnych aplikacji.
Fakt, że wszystkie osie i czujniki komunikują się w jednej sieci, zwiększa precyzję do niewyobrażalnego wcześniej zakresu mikrosekund. „Otwierają się zupełnie nowe, nieograniczone wręcz możliwości” – zauważa Brandstetter.
Produkcja równoległa
Na przykład przedmiot obrabiany na stole obróbczym był pozycjonowany i zatrzymywał się całkowicie przed obróbką przez robota. Teraz obróbka może odbywać się podczas ruchu stołu i robota. Aplikacja maszyny może automatycznie obliczyć zoptymalizowane profile ruchu i znacznie skrócić całkowity czas przetwarzania. Wzrost wydajności.
„Ta sama zasada obowiązuje oczywiście również w przypadku łączenia robota ABB z systemem torów, takim jak ACOPOStrak” – dodaje Brandstetter. Robot może obrabiać detal, który porusza się z dużą prędkością wzdłuż toru. Tor staje się po prostu dodatkową osią uwzględnianą w obliczeniach profilu ruchu.
Synchronizacja z czujnikami
Synchronizacja między czujnikami i ruchem robota również staje się łatwiejsza. Wynik kontroli jakości przy użyciu kamery wizyjnej B&R może zostać przekształcony w polecenie dla robota ABB w czasie krótszym niż milisekunda. Uszkodzone elementy można usunąć z linii bez konieczności ręcznej interwencji lub spowolnienia procesu produkcyjnego. „Takie podejście może znacznie zwiększyć wydajność maszyny” – twierdzi Brandstetter.
Robotyka może oczywiście również korzystać z obszernych opcji symulacji dostępnych w systemie B&R. Dzięki cyfrowym bliźniakom użytkownik może symulować i optymalizować całą sekwencję ruchów maszyny, w tym robotykę, zanim jeszcze maszyna zostanie fizycznie zbudowana. Proces rozwoju maszyny z robotem jest teraz krótszy i tańszy.
