Print

Demystifikace programování robotů

-- 14.05.19

Dodavatelé softwaru vyvracejí předsudky o tom, že programování robotů off-line (Offline Programming – OLP) je příliš komplikované nebo drahé. 

I když off-line programování ušlo už dlouhý kus cesty, mylné představy o něm stále přetrvávají. Značná míra programování robotů v odvětví svařování se stále provádí manuálně, těžkopádně bod za bodem, pomocí ručního programátoru. Mnozí si stále vybaví staré časy robotiky, která dávala mnoho příslibů, které nebyly zcela naplněny. Snílci i praktici usilovně pracovali na tom, aby překročili očekávání.

Simulační a OLP software se vyvinul a stal se chytřejším, rychlejším, flexibilnějším a spolehlivějším. Jedná se o novou éru snadného používání a dodavatelé softwaru OLP demystifikují tuto měkčí stránku robotiky.

Většina poskytovatelů simulací a OLP vám řekne, že se vzájemně nevylučují. Simulace a OLP jdou ruku v ruce. I když se tyto termíny často používají zaměnitelně, můžete mít simulaci bez OLP, ale nemůžete mít OLP bez simulace. Simulace robotu je 3D znázornění robotické buňky nebo výrobní linky. Vizuálně znázorňuje, jak se robot pohybuje po dráze nebo trajektorii z jedné souřadnice XYZ do jiné souřadnice XYZ. To může zahrnovat více robotů namontovaných na vnějších osách a pracujících s víceosými polohovači obrobků nebo koordinujících procesy na montážní lince. Všechny tyto pohyby a plánování však mohou být komplikované.

„Spousta zákazníků si pořizuje robot s představou, že se bude chovat jako stroj CNC (Computer Numerical Control). Tak to ale není,“ říká Albert Nubiola, CEO společnosti RoboDK. „Stroje CNC se snadno programují. Pracovní prostor je náležitě definován. Je jako kostka.“ Roboty však mají sférický pracovní prostor a kvůli omezení kloubů a singularitám robotu (body, ve kterých není pohyb robota matematicky předvídatelný) existují určité typy pohybů, které nemůžete provádět. OLP pomáhá vyhnout se chybám při programování robotu.

Při robotickém obrábění se může pracovat se stovkami až tisíci bodů,“ pokračuje Nubiola. „Nikdo by je však nikdy nedokázal programovat bod za bodem pomocí ručního programátoru. Rozhodně potřebujete software, abyste to dokázali provádět off-line.“

Simulace může být použita pro potvrzení koncepce, například jako prodejní pomůcka integrátora robotiky, který demonstruje, jak bude robotický systém fungovat. Pomocí simulace mohou uživatelé detekovat možné kolize mezi robotem, nástrojem, upínacími přípravky a bezpečnostním ohrazením. Simulace může analyzovat limity kloubů, singularity a identifikovat problémy. Navíc může odhalit celou řadu nečekaných problémů, což z dlouhodobého hlediska šetří čas i peníze. OLP používá simulaci k tvorbě kódu specifického pro robot, který lze načíst do fyzického řídicího systému robotu a spustit program. Postprocesory převádějí programovací kód do jazyka, kterému může robot rozumět. Výrobci robotů mají vlastní proprietární programovací jazyky, což znamená, že software třetích stran musí být vícejazyčný. 

Kdy OLP dává smysl

Hlavním argumentem pro používání OLP je odstávka robotu, což je doba potřebná k ručnímu programování robotu po jednotlivých bodech pomocí ručního programátoru. Existují také náklady spojené s odstavením stroje a prací programátora.

„Pokud konečný uživatel ručně programuje robot pomocí ručního programátoru (on-line), musí zastavit výrobu, aby mohl daný díl programovat,“ uvedl Rob House, obchodní ředitel společnosti Octopuz. „Výhodou off-line programování je to, že při běžící výrobě můžete naprogramovat následující dva, tři nebo pět dílů v softwaru a jakmile jste připraveni zahájit novou zakázku, můžete jen přepnout program a spustit výrobu znovu.“

OLP je nejvhodnější pro komplexní aplikace s plánováním dráhy, které vyžadují mnoho bodů, jako je svařování, odřezávání, řezání laserem, odstraňování otřepů, horký nástřik, lakování, laserové obkládání a výroba aditiv. OLP není tolik přínosné pro jednoduché aplikace vyjímání a vkládání, sestavování, balení a paletování. Tyto aplikace stále lze programovat pomocí softwaru off-line, ale uživatelé si možná nemusejí uvědomovat svou návratnost investice (ROI). Je nákladově výhodnější programovat ručně, pokud má proces pouze čtyři nebo pět bodů.

„Pokud trávíte stejně mnoho času programováním v softwaru, jako s ručním programátorem, pokaždé když máte nový díl, nejste na tom o nic lépe,“ říká Garen Cakmak, ředitel společnosti Hypertherm Robotic Software. „Pro roboty ve velkosortimentním a malosériovém prostředí musí být software jednoduchý.“

Zvýšení snadnosti používání je pro tyto vývojáře softwaru nejvyšší prioritou. Avšak simulace a OLP jsou k ničemu, pokud přesně neodrážejí realitu.

Kalibrujte a neodchylujte se

Aby se OLP vyplatilo, musí virtuální svět odpovídat reálnému světu. To znamená, že simulace musí přesně reprezentovat fyzickou robotickou buňku.

„Virtuální prostředí v softwaru OLP musí být přesnou replikou skutečného pracovního prostoru na výrobní úrovni, což ve většině situací neplatí,“ uvedl Helmut Ziewers, viceprezident pro řešení digitálního výrobního závodu společnosti Cenit North America. „Odchylky mezi modelem CAD a fyzickým dílem souvisejícím s tímto modelem CAD mohou být malé anebo významné, zejména při používání ne zcela dokonalých nástrojů. Stále vidíme značné problémy a lidé říkají, že to nelze provádět off-line, právě kvůli těmto odchylkám.“ Tyto odchylky však nejsou nepřekonatelné. Zásadní význam má kalibrace.

„Pokud jsme mimo jen o pár milimetrů nebo centimetrů, můžete off-line programů vytvořit, kolik chcete,“ říká Ziewers. „Nikdy nebudou rozměrově odpovídat. Musíme vědět naprosto přesně, jak byl daný robot na výrobní úrovni nastaven a nesmí existovat žádné odchylky, jinak OLP nebude fungovat. Dráha nástroje, trajektorie bude vždy mimo. Tak tomu bylo v případě společnosti Crown.“

Společnost Crown Equipment vyrábí motorizované vidlicové vozíky. Její závod v německém Rodingu využívá několik komplexních robotických svařovacích systémů s vnějšími osami a víceosými polohovači obrobků. Omezení výroby způsobovaná časově náročným manuálním programování robotů přiměla společnost Crown Roding prozkoumat, zda by se vyplatilo používat OLP. Jejich cesta se neobešla bez několika komplikací. Někteří v týmu Crown byli skeptičtí, zatímco jiní se nemohli dočkat, až OLP vyzkouší.

Společnost Cenit byla jedním ze dvou dodavatelů zapojených do srovnávací studie. Ziewers říká, že podle výkresů CAD poskytnutých integrátorem automatizace společnosti Crown vytvořili ve svém softwaru virtuální robotické pracoviště. Na základě těchto výkresů vytvořili program robotu a spustili jej ve fyzické pracovní buňce. Něco však nesedělo.

Technici společnosti Cenit přišli na místo, aby pracovní buňku ve společnosti Crown fyzicky zkalibrovali.

„Zjistili jsme, jaké zde byly rozměrové rozdíly,“ říká Ziewers. „Tyto rozdíly jsme aplikovali v našem softwaru a pak jsme upravili off-line program založený na novém nastavení ve virtuálním světě. To už přesně odpovídalo fyzickému nastavení z provozní úrovně a program robotu pracoval bezchybně. 

Tanya M. Anandan je přispěvatelkou sdružení Robotic Industries Association (RIA) a magazínu Robotics Online. RIA je neziskovým oborovým sdružením zaměřeným na zvyšování regionální, národní a globální konkurenceschopnosti severoamerických odvětví výroby a služeb prostřednictvím robotiky a související automatizace. Tento článek byl původně publikován na webové stránce sdružení RIA. RIA je součástí sdružení Association for Advancing Automation (A3), obsahového partnera vydavatelství CFE Media. Upravil Chris Vavra, redaktor časopisu Control Engineering, CFE Media, cvavra@cfemedia.com.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Technical Computing Camp 2019
2019-09-05 - 2019-09-06
Místo: Hotel Fontána, Brněnská přehrada
Moderní technologie ve farmacii
2019-09-24 - 2019-09-24
Místo: Brno
Moderní technologie v potravinářství
2019-09-25 - 2019-09-25
Místo: Brno
Mezinárodní strojírenský veletrh 2019
2019-10-07 - 2019-10-11
Místo: Výstaviště Brno
MSV TOUR 2019
2019-10-07 - 2019-10-10
Místo: MSV, Brno

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI