В процессе создания нового поколения окрасочных роботов компания b+m surface systems обратилась в компанию B&R, эксперта в автоматизации, за помощью в создании и запуске полностью автоматизированной специализированной линии окраски при условии соответствия самым строгим требованиям к технике безопасности. Результаты говорят сами за себя: всего за 18 месяцев серийного производства компания уже создала и отправила заказчикам более 100 роботов на базе нового контроллера.
В целом b+m располагает всего 12 месяцами и на разработку, и на приемку «под ключ» линии окраски. Специализируясь на окраске пластмассовых деталей, в первую очередь для автомобильной и смежных отраслей, b+м обладает одним очень явным преимуществом на своем высококонкурентном рынке, и не только своими предложениями комплексных решений. Компания также контролирует всю технологическую цепочку поставок, что позволяет ей идеально сопрягать компоненты друг с другом.
Шестиосевые окрасочные роботы b+м серии T1 играют центральную роль в этой стратегии и поэтому должны соответствовать чрезвычайно высоким требованиям. «Наши роботы и погрузочно-разгрузочные роботы принадлежат к двум разным сферам, — подчеркивает руководитель по разработке робототехники b+m. — Для достижения наилучших результатов движения наших роботов должны быть быстрыми, плавными и унифицированными, со скоростями до двух метров в секунду вдоль непрерывной траектории. К тому же они должны быть готовы работать в потенциально взрывоопасных средах».
Окрасочный робот: быстрый и точный
Компания b+m начала разработку собственного робота 5-го поколения в 2010 году. Обозначенная как T1 X5, новая серия была разработана, чтобы стать новым ориентиром эффективности, гибкости и надежности на долгие годы. А потому одной из основных целей было воспользоваться достижениями самой передовой и доступной системы управления движением с замкнутой обратной связью, чтобы добиться ускорения перемещений по более точным траекториям при минимизации износа. Новое поколение предоставило прекрасную возможность упростить конструкцию шкафа управления путем сокращения количества электронных компонентов с дополнительным преимуществом сокращения времени разработки и ввода в эксплуатацию.
С повышенными требованиями к безопасности согласно в DIN ISO 10218:2011, вступившими в силу как раз с началом проекта, эти новые технические условия следовало учесть при разработке нового поколения роботов.
Рост конкурентного преимущества с решениями B&R по безопасности
«Если вы можете справиться с обширными сертификационными требованиями к безопасности, то контроллер на базе ПК не станет проблемой, — рассуждает руководитель по разработке робототехники b+m. — Вот почему мы сосредоточили наши поиски на поставщиках, чей портфолио включает и технологии обеспечения безопасности».
По оценкам, на первом месте оказалась B&R. Полная интеграция технологии безопасности с недавно введенными функциями программного обеспечения оказалась решающим фактором.
Первым шагом для b+m была разработка спектра высокоскоростных функций безопасности на основе POWERLINK, openSAFETY и SafeMOTION от B&R. Они включают в себя такие интегрированные функции управления движением, как Safe Torque Off (безопасное выключение крутящего момента), Safe Stop (безопасный останов) 1 и 2, Safely Limited Speed (безопасно ограниченная скорость) и Safe Maximum Speed (безопасная максимальная скорость), а также безопасный мониторинг позиций осей. Функции для контроля позиции робота и безопасного использования его опций также полностью интегрированы в приложение управления. Это позволяет установить дополнения, связанные с безопасностью, без чрезмерных расходов на программирование и повторной сертификации.
Безопасная скорость в центральной точке инструмента (TCP)
Второй шаг для b+m заключался в использовании передовых функций безопасности SafeROBOTICS компании B&R для получения скорости, ограниченной до безопасного уровня, в центре инструмента (SLS в TCP), а также безопасной последовательной кинематической цепи с таблицами параметров безопасности.
«С технологией безопасности B&R мы сделали огромный шаг вперед –в отношении функций, — говорит менеджер b+m. — С SafeMOTION и Powerlink мы больше не нуждаются в отдельной шине безопасности, а установка и ввод в эксплуатацию стали намного быстрее — безо всех трудоемких конфигураций программного обеспечения».
Применив двухосевые модули ACOPOSmulti с интегрированными функциями безопасности, b+m получила уменьшение размеров и количества компонентов, устанавливаемых в шкаф управления, что, в свою очередь, еще больше упростило установку. Переход на новое решение с охлаждаемой платой улучшило характеристики охлаждения. Сервоприводы ACOPOS через Powerlink связаны с контроллером защиты SafeLOGIC, системой ввода-вывода X20 и контроллером робототехники — мощным Automation PC 910.
Благодаря решению B&R шкаф управления, изготовленный по ТУ b+m, занимает меньше места, а его установка и электромонтаж —меньше времени. Сокращение количества движущихся частей и использование охлаждаемой платы продлило срок службы системы. (Источник: Франц Россман)
90 процентов функциональности — от B&R
«В лице B&R мы получили поставщиком, который обеспечил 90 процентов функциональности нашего шкафа управления — без несоответствий систем или интерфейсных проблем. Это огромный выигрыш для нас, — подчеркивает руководитель по разработке робототехники b+m. — Мы были особенно довольны тем, что компания B&R смогла предоставить нам двигатели для кинематических цепей, панели оператора для робота и клавиатуры для шкафов управления заказчика с подсветкой кольцевых клавиш и клавишным переключателем».
С помощью Automation Studio компания b+m разработала HMI-приложение для портативной панели оператора и приложение для робототехники. Специалисты b+m по робототехнике также сами программировали приложение управления, используя среду разработки B&R.
Компания B&R создала специальные функции безопасности для робототехники, основанные на протоколах POWERLINK и openSAFETY для масштаба реального времени. В b+m их использовали для окрасочных роботов 5-го поколения с передовыми функциями, такими как безопасное ограничение скорости в центральной точке инструмент (SLS в TCP).
Робототехнические функции — для всех
«Когда мы впервые начали работать с B&R, мы быстро поняли, что, хотя Automation Studio предлагает обширные библиотеки для ЧПУ, некоторые важные функции для робототехники не охвачены полностью, — вспоминает специалист b+m по робототехнике. — В B&R приняли этот вызов и взялись за работу, учитывая каждый аспект наших комплексных технических условий по функциональности». В итоге новые функции для робототехники, в том числе трансформации и интерполяции, теперь доступны для всех пользователей Automation Studio. В b+m их использовали в разработке приложения управления для окрасочного робота. «Мы смогли добиться каждый цели, которую ставили перед собой, получены высокие результаты, и мы готовы к будущему поколению роботов», — резюмирует менеджер b+m. Благодаря улучшенной механической конструкции с более надежными приводами и архитектурой управления на основе технологии автоматизации и безопасности компании B&R новое поколение роботов T1 устанавливает новые стандарты производительности, надежности и ресурса. На волне успеха серии T1 b+m уже работает над новой серией роботов с тем же набором функций, но несколько меньших размеров. Эта серия Т2, которая будет скоро выпущена, специально разработана для ограниченных пространств, она также допускает установку на стенах и потолках. Как и ее предшественница Т1, она будет базироваться на проверенных решениях B&R.