Inteligentne roboty przemysłowe
Roboty przemysłowe stały się decydującym elementem konkurencyjności w Przemyśle 4.0. Istnieją jednak zadania, w których osiągają one swoje granice i do akcji musi wkroczyć człowiek. Dotyczy to m.in. prac montażowych, które wymagają szczególnie wysokiej precyzji. A gdyby robot mógł pracować „z wyczuciem” i dzięki temu realizować znacznie bardziej wymagające zadania montażowe? To pytanie zadała sobie firma ArtiMinds Robotics z Karlsruhe. Rozwiązaniem jest oprogramowanie, które roboty przemysłowe mogą wykorzystać do „nauki” samooptymalizującej się kompensacji tolerancji.
Aby zapewnić niezawodne działanie robotów przemysłowych, potrzebny jest równie niezawodny sprzęt – zwłaszcza jeśli chodzi o prowadzenie kabli. Z tego względu firma ArtiMinds postawiła na prowadnik kablowy triflex R do zastosowań trójwymiarowych firmy igus. Synergia inteligentnego oprogramowania do robotyki firmy ArtiMinds i trwałego e-prowadnika robotów igus sprawia, że roboty przemysłowe niezawodnie rozwiązują skomplikowane zadania montażowe.
ArtiMinds od 2013 r. tworzy rozwiązania programowe dla aplikacji robotów opartych na czujnikach. Firma z Karlsruhe wspiera klientów od momentu planowania do uruchomienia, a także monitorowania wymagających projektów robotów, w których występuje kontrola siły, przetwarzanie obrazu i komunikacja PLC. Celem jest ekonomiczna integracja i intuicyjne programowanie oraz obsługa robotów przemysłowych, aby procesy robocze mogły zostać ustandaryzowane i stale optymalizowane w prosty sposób. Dotyczy to wszystkich części zakładu – nawet przypadków, w których wcześniej nie było to możliwe lub było wyjątkowo trudne ze względu na złożoność zadań.
Jednym z przykładów jest linia produkcyjna samochodów. Codziennie duża liczba komponentów jest transportowana na uchwytach wzdłuż linii transportowej i wykonywane są różne zadania montażowe. Na końcu linii produkcyjnej odbywa się test końcowy, czyli kontrola jakości wytworzonych produktów. Taki test może obejmować połączenie elementów elektronicznych za pomocą przewodu testowego. Zadanie wymaga dużej precyzji ze względu na wysoką dokładność dopasowania elementów, a jednocześnie jest monotonne.
Aby przesunąć wykwalifikowanych pracowników do bardziej znaczących zadań, a jednocześnie zwiększyć produktywność podczas montażu, warto zastosować robota. Problem polega na tym, że komponenty i uchwyty detali mają różne tolerancje, które muszą być skompensowane. Za pomocą rozwiązań programowych firmy ArtiMinds robot może autonomicznie nauczyć się samooptymalizującej kompensacji tolerancji dla każdego konkretnego komponentu lub uchwytu elementu obrabianego. W ten sposób może automatycznie zoptymalizować pozycję podejścia i czas cyklu w celu skompensowania różnic tolerancji.
Otwiera to nowe możliwości w zakresie realizacji zadań montażu i nie tylko, które mogą być wykonywane przez czułe ręce robotów. – Zamiast inwestować tysiące euro w poszczególne urządzenia peryferyjne, takie jak złożone chwytaki, bardziej sensowne jest naszym zdaniem połączenie inteligentnych technologii w jednym rozwiązaniu programowym, które można podłączyć do prawie wszystkich robotów przemysłowych i systemów peryferyjnych. Oznacza to, że złożone aplikacje robotów mogą być realizowane znacznie bardziej opłacalnie – wyjaśnia Christopher Brian Abel, Business Development Manager w firmie ArtiMinds.
Elastyczne i bezpieczne prowadzenie kabli
Użytkownicy potrzebują jednocześnie wysokowydajnego sprzętu, który umożliwia robotowi przemysłowemu niezawodne wykonywanie dynamicznych zadań w trybie ciągłym. Tylko w ten sposób mogą skorzystać z inteligentnego oprogramowania. Jedna kwestia jest tu szczególnie ważna: bezpieczne prowadzenie kabli robota. W przypadku zastosowania wielu efektorów końcowych, kable muszą być dobrze zabezpieczone, aby wyeliminować ryzyko awarii. – Gdy zaczęliśmy szukać odpowiedniego prowadzenia przewodów dla naszego zastosowania, natrafiliśmy na triflex R. Znaliśmy już firmę igus jako dostawcę trwałych i niewymagających konserwacji prowadników kablowych. Nie znaleźliśmy alternatywnego produktu, który spełniałby surowe wymagania naszej aplikacji – wyjaśnia Stefan Fuß, Automation Engineering Team Leader w ArtiMinds.
Prowadnik triflex R został specjalnie opracowany do wymagających zastosowań robotów wieloosiowych w trudnych warunkach przemysłowych. Łącząc elastyczność węża ze stabilnością e-prowadnika, okrągły triflex R zapewnia niezawodne prowadzenie przewodów podczas ruchów wieloosiowych. – W konfrontacji ze skomplikowanymi ruchami i stałym obciążeniem wynikającym z naprężenia i skręcania, przewód ma tendencję do zerwania. W szczególności stosowany przez nas czujnik siły i momentu obrotowego jest poddawany bardzo wysokim obciążeniom. Pomaga w tym elastyczne prowadzenie i dobre mocowanie przewodów, dlatego prowadnik kablowy triflex R firmy igus był idealnym rozwiązaniem – dodaje Stefan Fuß.
Wysoka odporność na skręcanie i absorpcja siły rozciągającej zapobiegają nadmiernemu obciążeniu drogich kabli robotów, co zwiększa zarówno ich żywotność, jak i niezawodność operacyjną aplikacji. Wysoka wytrzymałość na rozciąganie triflex R jest osiągana dzięki tzw. zasadzie przyczepności. Oznacza to, że poszczególne elementy nie są połączone stalowymi linami lub podobnymi elementami, ale na zasadzie podkładki pod obudowę, tak jak w przypadku sprzęgu przyczepy. W efekcie montaż jest bardzo prosty. W ofercie znajduje się również okrągły e-prowadnik z bezsilikonową listwą zaczepową, który oferuje wartość dodaną, zwłaszcza w przypadku zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym. Wynika to z faktu, że praca w wysokiej temperaturze lub podczas procesów malowania powinna być wykonywana bez użycia silikonu. Z myślą o tym firma igus wprowadziła do asortymentu również wyjątkowo trwałe przewody do robotów. Zarówno e-prowadniki, jak i przewody są wcześniej dokładnie sprawdzane w firmie igus. Na podstawie licznych testów w zakładowym laboratorium badawczym o powierzchni 3800 m² zbierane są dane, które pozwalają na określenie żywotności produktu. Oznacza to, że igus może udzielić nawet czteromiesięcznej gwarancji na swoje e-prowadniki i przewody chainflex. Dzięki konfiguratorowi e-prowadników dla robota użytkownicy mogą w kilku krokach zgromadzić odpowiednie, kompletne wyposażenie dla swojego robota.
„Przeciągnij i upuść” – intuicyjne programowanie
Odpowiedni sprzęt to podstawowy warunek, aby robot przemysłowy był gotowy do ciągłej i niezawodnej pracy. Potrzebny jest jednak program, który zapewni, że robot będzie wiedział, co ma robić, czyli do jakich punktów ma się zbliżać, z jaką prędkością i z jaką dokładnością. Wysiłek związany z programowaniem i uruchamianiem procesów montażowych wspieranych przez roboty stanowi poważne wyzwanie dla wielu firm. Większość systemów sterowania robotami wymaga pracy w środowisku programistycznym specyficznym dla producenta oprogramowania. Inteligentne oprogramowanie ArtiMinds zapewnia znaczne ułatwienia w tym względzie.
Dzięki oprogramowaniu ArtiMinds Robot Programming Suite (RPS) złożone programy robotów mogą być tworzone w kilku prostych krokach, niezależnie od producenta, w graficznym interfejsie użytkownika wyposażonym w gotowe szablony i środowisko symulacji 3D. Co ważniejsze, użytkownicy nie muszą pisać kodu robota. Jest to automatycznie generowane przez oprogramowanie w języku producenta robota. Oprogramowanie jest więc uniwersalnym „tłumaczem” dla każdego języka programowania. Dzięki już zintegrowanym interfejsom i programowaniu bez kodu, można również łatwo zintegrować oprogramowanie z szeroką gamą systemów peryferyjnych. Przykładowo jeśli czujnik pomiaru siły i momentu obrotowego jest używany do wyjątkowo wrażliwych zadań, wiąże się to z procesem, dla którego trzeba byłoby napisać wiele tysięcy linii kodu. Dzięki inteligentnym algorytmom w oprogramowaniu ArtiMinds można również szybko i łatwo przeprowadzić procesy wrażliwe na siłę, takie jak przypinanie, wkręcanie i wtykanie, przez przeciąganie i upuszczanie wstępnie zdefiniowanych modułów programu.
W pełni zautomatyzowana optymalizacja procesu
Po uruchomieniu aplikacji robota generowanych jest wiele danych procesowych, które dzięki uzupełniającemu oprogramowaniu ArtiMinds Learning & Analytics for Robots (LAR) mogą być rejestrowane, zapisywane i wykorzystywane do monitorowania oraz analizy bez konieczności dodatkowego programowania. W celu optymalizacji procesów pod względem czasu cyklu i dokładności, praca robota musi być zwykle przerwana, a punkty uczenia muszą być regulowane ręcznie, aż do jednorazowego wykonania całego cyklu pracy. – Dzięki naszemu oprogramowaniu LAR i zgromadzonym danym, takim jak pomiary siły i momentu obrotowego, wyniki przetwarzania obrazu lub kody błędów, możliwa jest w pełni automatyczna optymalizacja procesu. Robot rozpoznaje tolerancję produktów za pomocą czujnika siły i momentu obrotowego oraz może „zapamiętać” wszystkie informacje za pomocą oprogramowania. W rezultacie automatycznie znajduje dokładne pozycje, czyli optymalny punkt uczenia, aby skompensować różnice spowodowane przez różne uchwyty detali lub komponenty.
Dzięki dobrej współpracy z firmą igus znaleźliśmy idealne uzupełnienie sprzętowe dla naszego oprogramowania. Oferujemy użytkownikom rozwiązanie, które umożliwia robotom przemysłowym autonomiczne „uczenie się”, optymalizację pozycjonowania i wykonywanie nawet najbardziej wrażliwych zadań „z wyczuciem” – bez konieczności martwienia się o programowanie czy bezpieczne prowadzenie przewodów – podsumowuje Christopher Brian Abel.
igus sp. z o.o.
ul. Działkowa 121C, 02-234 Warszawa
tel. 22 863 57 70
source: Automatyka 12/2024