Print

Robot – zaměstnanec budoucnosti

-- 14.03.16

V níže uvedeném článku Jakub Kwiatkowski, produktový manažer útvaru Robots and Servo&Motion v Mitsubishi Electric, probírá otázky spojené s průmyslovými roboty a s jejich zaváděním. Kromě popisu funkčnosti robotů zde můžete nalézt informace o možných způsobech řešení bezpečnosti a o softwaru pro programování zařízení, což bylo vytvořeno z důvodu zvýšení produktivity, bezpečnosti výrobních linek a snížení nákladů.

Požadavky na průmyslovou výrobu jsou v dnešní době velmi vysoké a roboty jsou tak stále populárnější a populárnější. Lze říci, že už se staly standardní součástí výrobních linek. Vývoj však jde dál. Vzhledem k tomu, že každý chce vyrábět stále více a současně za méně peněz, se předpokládá, že i roboty a strojní zařízení budou chytřejší a inteligentnější. Roboty představují velmi sofistikované řešení a chtěli bychom proto plně využívat jejich flexibilitu. Víme však, že schopnosti robotů nevyužíváme na 100 %, protože za roboty vždy následuje celý systém.

Roboty by také měly nahradit práci člověka v těžkých a složitých podmínkách, při opakovaných a monotónních činnostech a tam, kde se pracovníci notoricky dopouštějí chyb. To tedy znamená, že robotický systém by měl být inteligentní a pružný, zkrátka jako člověk. Níže v článku tuto otázku probereme a ukážeme, jak inteligentní mohou průmyslové roboty být.

Začlenění do výrobní linky

První důležitou věcí je mít centrální řídicí systém. Odpovídá to lidskému mozku. Výrobní linky mají často mnoho výrobních uzlů. Robot pracuje v jednom uzlu a ve druhém pak víceosý stroj, jinde je CNC centrum a v následujícím probíhají další výrobní operace. Když však všechny tyto činnosti rozdělíme, mohou nastat problémy.

Konstruktéři, kteří se zabývají integrací robotů do výrobních linek, si často stěžují na problémy při návrhu, programování a spouštění linky; tyto potíže jsou způsobeny používáním různých systémů od různých dodavatelů. Z toho vyplývá, že nejlepším řešením je mít jeden systém od jednoho dodavatele. Takové systémy vám může nabídnout Mitsubishi Electric.

iQ platforma je flexibilní multifunkční systém. Na jedné modulární sběrnici lze použít až čtyři kontroléry a více než 50 různých modulů. Mohou to být kontroléry typu PLC, robotické, CNC, pro řízení víceosých systémů, kontroléry programované jazykem C, průmyslová PC a procesní PLC.

Každý z těchto kontrolérů má svůj vlastní program a pracuje tedy nezávisle. Všechny si vyměňují data s ostatními procesory po sběrnici, která zaručuje ultra rychlé paralelní spojení mezi nimi. Je tedy možné na jednu linku zapojit buňku se dvěma roboty pracujícími současně v jedné buňce i víceosý stroj se servopohonem a ovládat je prostřednictvím jediné zobrazovací jednotky. A navíc každý z těchto dvou robotů ví všechno o stavu toho druhého. Tím je vyloučena možnost kolize, pracovní prostor může být optimalizován a dva roboty mohou pracovat v tandemu. Velmi populárním řešením jsou také dva CNC stroje na bázi procesoru C80 a jeden robot, který obsluhuje oba tyto stroje – zakládání a vyjímání dílů. Další možnou aplikací je kombinace PLC, C-procesoru, výrobního informačního systému (MES-IT) a kontroléru pohybu.

Tato aplikace umožňuje synchronizovat až 32 os: technologický procesor řídí výrobu a systém MES-IT s dohlížecím IT systémem zasílá a shromažďuje data z celého závodu. A to vše v jediném systému!

Tato platforma obsahuje ještě jeden významný prvek – programovací balík iQ Works. S jedním softwarem naprogramujete všechny kontroléry. Data a proměnné veličiny lze snadno měnit a všechny programy mohou pracovat se stejnými proměnnými i konstantami. Stejný parametr může mít na operačním panelu (GOT2000), PLC, pohybovém systému i na robotu stejný název.

Software také umožňuje snadnou výměnu dat mezi PLC různých platforem. Využívají se ethernetové sítě typu CC-link IE Field, Profinet, Ethernet/IP a jiné, pro méně náročné aplikace pak „běžný“ Ethernet TCP/IP.

Smysly robotu

Další důležitou záležitostí jsou smysly stroje, na prvním místě vidění. Inteligentní stroj je vybaven systémy vidění, které jsou očima stroje. Dva hlavní výrobci tohoto systému, Mitsubishi Electric a Cognex, spojili své síly a vyvinuli společnou platformu pro strojové vidění (Machine Vision). Roboty a pohonné systémy Mitsubishi Electric mají vnitřní funkce pro snadnou komunikaci a spolupráci se systémy Cognex. Systémy vidění jsou schopny rozpoznat objekt na pracovní ploše, poskytnout souřadnice a zjistit orientaci objektu, takže robot nebo manipulátor mohou objekt snadno uchopit.

Mitsubishi dodává také systém Melfa Vision, který je součástí iQ platformy a umožňuje programátorovi provozovat systém vidění za pomoci dobře známé softwarové filozofie Mitsubishi.

Další schopností systému strojního vidění je kontrola jakosti. Automatické systémy mohou v této oblasti plně nahradit člověka a provádět velmi efektivní a rychlé kontroly jakosti. Velké objemy dat ze zobrazeného výrobku mohou být velmi rychle zpracovány a uloženy v IT databázi. Ve spojení s vysokorychlostním data loggerem – modulem pro iQ platformu – může být zaznamenán celý proces výroby a všechny kontroly jakosti. Podnik tak může uplatnit koncepci bezvadných výrobků, tj. výrobků vykazujících nulové vady, protože všechny vadné výrobky budou vyřazeny nebo zachyceny ještě před dokončením výroby nebo před odesláním výrobku zákazníkovi. Chrání se tím dobré jméno podniku. Vysokorychlostní data logger může také zasílat sestavený formulář s údaji o výrobě vedoucím pracovníkům přímo e-mailem, tedy i bez komplikovaných IT systémů. U takto získaných výrobních údajů není žádný prostor pro jakékoli podvody ze strany pracovníků ve výrobě.

Vyšším stupněm systémů strojového vidění je 3D vidění. Tato technologie vidí předměty nejen ve dvojrozměrné ploše, ale prostorově ve 3D, což může přinést velké úspory ve výrobě. Roboty vybavené 3D viděním jsou schopny identifikovat a odebírat neorientované objekty. To znamená, že není potřeba vytvářet další systém pro vyjímání objektů ze zásobníku a pro jejich ustavování do správné polohy v rovině – s 3D viděním to robot zvládne sám, protože rozpozná polohu a například i úhel sklonu předmětu. Velmi důležitou vlastností těchto systémů je skutečnost, že Mitsubishi Electric může instalovat 2D a 3D vidění k robotům za pomoci vestavěných funkcí, čímž je zaručena správná funkčnost.

Dalším důležitým smyslem, který využívají naše roboty, je hmat. U robotů Mitsubishi Electric se používá snímač síly a momentu (force senzor), jenž je instalován na rameni robotu. Před revolucí, kterou snímače síly spustily, se předpokládalo, že robot zná všechny cílové polohy předem. Robot tedy nebyl schopen kontrolovat, zda byl příslušný komponent uchopen a založen správně.

Snímač síly také umožňuje kontrolovat jakost výrobku – například jeho hmotnost a velikost. Robot a operátor jsou také informováni, zda robot komponenty nepoškodil.

Snímač síly je k robotu připojen přes optickou síť SSCNETIII. Výkon této sítě ve spojení se snímačem síly zaručuje velmi vysoký stupeň spolehlivosti. Optický kabel je odolný proti elektromagnetickému rušení.

Snímač síly může být použit také v montážních aplikacích. Robot má například ustavovat prvky do otvorů a otvory občas nejsou přesně na tom místě, kde by měly být. Jakmile robot zjistí, že k nasazení prvku do otvoru je potřebná větší síla než obvykle, může korigovat polohu podle charakteristik síly potřebné ke správné montáži výrobku.

Od robotických systémů se také vyžaduje flexibilita. Jedno rameno robota má vykonávat řadu operací. Pro takové případy může Mitsubishi Electric nabídnout nejlepší řešení – multipodavač. Multipodavač, který v sobě zahrnuje čtyři různá chapadla, se ustavuje na rameno robotu. Je velmi užitečný v aplikacích montáže, protože robot může najednou montovat prvky různých velikostí a různých montážních charakteristik bez nutnosti dalších pohybů potřebných ke změně polohy robotu. Pouze jeden pohyb a vestavěné funkce multipodavače znamenají, že naše aplikace je okamžitě připravena k provozu.

Pokud jde o flexibilitu robotického systému, je možno použít jeden systém od Mitsubishi Electric, jeden jediný systém pro celou aplikaci, což je jasnou výhodou.

Moderní průmysl = bezpečný průmysl

Další velmi důležitou záležitostí je otázka bezpečnosti. Týká se to jak bezpečnosti operátora, tak bezpečnosti samotného stroje. Výrobky Mitsubishi Electric jsou vybaveny odpovídajícími bezpečnostními prvky. Celá aplikace by však měla být posuzována s ohledem na požadavky právních norem a předpisů, jakož i na požadavky ochrany zdraví při práci.

Mitsubishi Electric může poskytnout komplex bezpečnostních řešení na platformě iQ. Každý výrobek může být připojen na bezpečnostní systém a celý systém může být řízen jednou platformou a jedním softwarem.

Síť CC-link Safety se používá k propojení distribuovaných bezpečnostních zařízení. Může spojovat také vstupy a výstupy a mohou na ni být připojeny bezpečnostní prvky, jako jsou světelné závory, nouzová STOP tlačítka a bezpečnostní vypínače. Na druhém konci bezpečnostního systému pak mohou být v činnosti zařízení, jako jsou pohony, invertory a roboty, které se v případě jakéhokoli nebezpečí okamžitě a bezpečně zastaví. Řada servopohonů MR-J4 a invertory FR-A800 jsou také vybaveny sofistikovanějšími bezpečnostními funkcemi, např. SS1, SS2, SLS, SSM a mnoha dalšími.

Použití komplexního systému tohoto typu může zajistit, že strojní zařízení bude bezpečné, stejně jako bude bezpečný výrobní proces a výrobky.

Učení robotu

Ukazatelem inteligence automatizovaného systému je v neposlední řadě schopnost robotu rychle a snadno se učit. Pokud jde o robot a jeho spolupráci s ostatními prvky, je velmi důležité, aby se robot učil novým úlohám co nejrychleji, protože se tím šetří výrobní čas.

Mitsubishi Electric má k dispozici software MelfaWorks. Je to knihovna pro konstrukční software SolidWorks. Mnohé výrobky se dnes navrhují ve 3D CAD systémech. Jestliže se v takovém softwaru vytvoří 3D model výrobku, je pak velmi snadné naučit robot, jak s takovým komponentem zacházet. 3D model komponentu se stává objektem v programovacím jazyku.

Další výhodou softwaru MelfaWorks je možnost navrhovat celou výrobní linku nebo stroj ve virtuálním prostoru SolidWorks. V tomto prostředí může konstruktér sestavit dohromady mechanické části, pohony a roboty a naprogramovat je. Může celou linku otestovat dříve, než se kterákoli součást reálně vyrobí. Všechny tyto funkce naleznete v jediném softwaru od Mitsubishi.

Kompletace

Nejčastějšími problémy u automatizovaných systémů jsou ty, které vznikají při použití vícenásobných technologií. Objevují se na rozhraních řešení od různých výrobců. S těmito problémy se můžete snadno vypořádat, když použijete společnou platformu, kde jednotlivé systémy, jako komunikační sítě, pohony, roboty a systémy vidění, musejí jeden s druhým spolupracovat.

Rovněž je nutné ovládat všechny z jednoho místa. Pro úspěšné zavedení automatizovaného systému je důležité najít vysoce kvalitní komplexní řešení a 

taková místa, kde automatizace výrobního procesu přinese v porovnání s manuální prací největší prospěch a nahradí člověka. Nejúspěšnější jsou ti, kteří zvolí komplexní řešení.

Premiéra robotu s velkou nosností

Rok 2016 bude pro fanoušky robotů Mitsubishi Electric velmi důležitý. V roce 2016 plánuje Mitsubishi Electric zavést do výroby zcela nový robot o nosnosti až 70 kg. Evropskou premiéru bude mít tento robot o velké nosnosti na veletrhu Amper, který se koná ve dnech 15.–18. 3. 2016 v Brně. Nenechte si tuto příležitost ujít! Najdete nás v pavilonu V, stánek 7.10.

Autor: Jakub Kwiatkowski, Mitsubishi Electric


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