Robot bez dedykowanego sterowania? Zintegrowana robotyka 4.0

Dostawcy robotów oferują szeroki wybór robotów do ogólnego zastosowania, a dodatkowo odpowiednie do nich sterowniki i akcesoria oraz rozwiązania specjalne, np. do klejenia czy dozowania. Producenci maszyn i linii technologicznych zwracają jednak uwagę, że wprowadzenie oddzielnych sterowników dla robotów i maszyn wiąże się z czasochłonnością i wyższymi kosztami procesów projektowania, uruchamiania czy utrzymania. Dodatkowo czas opóźnienia na połączeniu robot i sterownik maszyny może powodować trudności w synchronizacji ruchów robota z działaniem maszyny, np. ruchem przenośnika. Zwykle jednak producenci nie mają możliwości zamówienia samej mechaniki robota, bez szafy sterowniczej, co odpowiadałoby na ich zapotrzebowanie. Część dostawców, np. firma MAJAtronic, starają się zapełnić tę lukę ryn­kową.

Kinematyka robota niezależna od sterowania

Spółka zależna MAJA, niemiecki producent maszyn dla przemysłu spożywczego, od wejścia na rynek w 2010 r. opracowała portfolio około 150 różnych systemów delta oraz DuoPod. Szczególną cechą robotów MAJAtronic jest dostępność systemów mechaniki pod nazwą handlową Autonox24 – bez sterowania, napędów lub innych akcesoriów.

W celu maksymalnego ułatwienia integracji mechaniki robotów „Made in Germany” z maszynami i systemami klientów MAJAtronic ściśle współpracuje z dostawcami systemów sterowania, takimi jak firma B&R, którzy mają wieloletnie doświadczenie w dostarczaniu sterowników o odpowiedniej wydajności. Producent robota rekomenduje silniki dla każdego kontrolera, dzięki czemu użytkownicy nie muszą dobierać ich samodzielnie, lecz skorzystać ze sprawdzonego zestawu i od tego momentu optymalizować produkcję. Taka oferta zyskuje popularność wśród producentów maszyn nastawionych na jakość. – Ponad 700 naszych robotów współpracuje obecnie z maszynami naszych klientów – mówi Hartmut Ilch, współzałożyciel i partner zarządzający MAJAtronic GmbH. W znacznej części są to maszyny pakujące stosowane w przemyśle spożywczym.

Rozszerzenie koncepcji o roboty z ramieniem przegubowym

W ostatnich latach firma MAJAtronic obserwuje zwiększone zapotrzebowanie na rozszerzenie koncepcji robotów niezależnych od systemu sterowania o roboty z ramieniem przegubowym. Celem jest włączenie do systemu sterowania maszyną takiej operacji jak układanie na paletach. MAJAtronic uwzględniła takie prośby i przy wsparciu czterech dobrze znanych klientów pilotażowych, którzy wcześniej stosowali roboty z dedykowanym sterowaniem, opracowała roboty z sześcioosiowym ramieniem przegubowym. Firma B&R od początku brała udział w tworzeniu tych nowości.

Łatwe programowanie i wirtualne uruchomienie

Inżynierowie zaprogramowali w środowisku projektowym B&R Automation Studio test wytrzymałościowy dla pierwszego prototypu robota o nośności 20 kg oraz wersję demonstracyjną dla MAJAtronic. Rdzeń aplikacji robotycznej został wdrożony przy użyciu mapp Robotics, która jest częścią modułowego oprogramowania B&R mapp Technology. Biblioteka mapp Robotics zawiera modułowe bloki funkcyjne oraz struktury danych do programowania robotów, a także predefiniowane modele kinematyczne. Obejmują one wszelkie informacje wymagane podczas obliczania kinematyki odwrotnej.

Do stworzenia nowych systemów można wykorzystać narzędzie B&R Scene Viewer Automation Studio, aby wygenerować model z danych CAD mechaniki robotów wraz z parametrami kinematyki. Użytkownicy mogą za pomocą takiego modelu z wyprzedzeniem przeprowadzić wirtualne uruchomienie oraz obserwować i zapisywać ruchy robota bez rzeczywistej jego mechaniki.

mapp Robotics nie wymaga specjalistycznej wiedzy

Rozwiązanie mapp Robotics dostarcza wiele podstawowych funkcji niezbędnych dla aplikacji robotycznej, takich jak uruchomienie programu, wykonywanie ruchów liniowych, załączanie wszystkich napędów czy bazowanie osi. Użytkownicy, którzy nie mają specjalistycznej wiedzy w dziedzinie robotyki mogą wdrożyć takie funkcje bez programowania ich od zera.

Bazując na takich fundamentach inżynierowie B&R rozpoczęli od modelowania systemu kinematycznego, tworząc podstawowe sterowanie i aplikację HMI oraz uruchamiając robota wirtualnie – wszystko w niespełna tydzień.

Uruchomienie w cztery godziny

Po etapie przygotowania prototypu – z uwzględnieniem mechaniki MAJAtronic oraz sterowania B&R, identycznego z tym, które zostało zastosowane w maszynach klienta pilotażowego – nastąpił etap przeprowadzenia rzeczywistego uruchomienia robota. Robot był sprawny już po czterech godzinach, co pozytywnie zaskoczyło zespół wdrożeniowy firmy MAJAtronic.

Inżynierowie B&R poświęcili tylko trzy dni na oddanie systemu do eksploatacji w zakładzie. Dodatkowo mogli ponownie wykorzystać stworzone rozwiązanie modułowe do wdrożenia sześcioosiowego robota demonstracyjnego w jeden dzień. Konstrukcja modułowa mapp Technology umożliwia proste rozbudowywanie aplikacji odpowiednio do potrzeb oraz integrowanie elementów takich jak przenośniki lub inne komponenty maszyny w ramach tej samej platformy sterowania. – Taka integracja robotów i komponentów maszyny daje idealne podstawy do wdrożenia koncepcji Przemysłu 4.0. Ma też pozytywny wpływ na działanie maszyny. W trakcie pokazu porównawczego udowodniliśmy, że dzięki zastosowaniu naszej koncepcji użytkownicy mogą zwiększyć wydajność istniejących systemów nawet o 50%. W rezultacie nie było potrzeby angażowania ani producenta standardowego sterowania, ani producenta robotów. Ze względu na robiące wrażenie korzyści płynące z zastosowania robotów niezależnych spodziewamy się, że będzie to rozwiązanie stosowane przez coraz większą liczbę producentów maszyn i instalacji – podsumowuje Hartmut Ilch.

B&R AUTOMATYKA PRZEMYSŁOWA Sp. z o.o.
ul. S. Małachowskiego 10, 61-129 Poznań
tel. 61 846 05 00
e-mail: office.pl@br-automation.com 
www.br-automation.com

source: Automatyka 3/2019