Robotersteuerung Fertigung ohne Programmierkenntnisse mit Robotern automatisieren

Automatisierung ist ein Schlüssel im globalen Wettbewerb. Um ständig neue Anwendungen, Zielgruppen und Branchen zu erschließen, sind intelligente Automatisierungs-Lösungen gefragt: zum Beispiel intelligente Roboter, die Eigenschaften wie Kräfte und Bewegungen erkennen, ihre Wirkungen berücksichtigen oder aus Sprachbefehlen automatisch Programme generieren.

Anbieter zum Thema

Maxon Motor GmbH

KNAPP AG

PARTSCLOUD GmbH

ABB Automation GmbH, UB Robotics

Normalerweise programmieren oder teachen – ganz selbstverständlich – Programmierer oder Bediener den Roboter. Diese Prozesse sind meist aufwändig, vor allem zeitlich. So „lernt“ der Roboter Pfade, Bewegungen und auch Kräfte oder Grenzwerte. Nach erfolgreichem Abschluss kann er die erlernten Abläufe und Werte praktisch beliebig oft in hoher Genauigkeit wiederholen. Dies genügt vollkommen für statische Aufgaben. Andere Anforderungen in der Automatisierung stellen aber dynamische oder sich ändernde Randbedingungen und Abläufe.

Bei einfachen mechanischen spanenden Bearbeitungen können dies Maßabweichungen vom programmierten Pfad oder Hindernisse sein, bei Dauerprüfungen die sich verändernden Widerstände beziehungsweise Materialelastizitäten. Für solche Bedingungen hat ABB die Force-Control-Machining-Lösungen (FC) entwickelt. Sie basieren auf feinfühliger, in die Roboterhand integrierter Sensorik und spezifischer Software. Die Sensorik reagiert bereits auf Kraftänderungen von 10 N. Damit sind einige wichtige Funktionen und Anwendungen möglich.

Der Roboter programmiert sich selbst

Die Softwarefunktion „Lead Through Teaching – Automatic Path Learning“ unterstützt den Anwender beim einfachen Programmieren der Pfade. Im Gegensatz zum konventionellen, aufwändigen Programmierprozess erleichtern das Handbediengerät Flex-Pendant und die Software dem Bediener die Arbeit. Über die grafische Benutzeroberfläche kommt er mit wenigen Mausklicks zum Ziel. Dazu führt er den Roboter mit der Hand lediglich zu den ungefähren späteren Arbeitspositionen und gibt sie als Arbeitspunkte ein. Für diese relativ wenigen Eingaben sind bauteilabhängige Abweichungen von einigen Millimetern zulässig. Anschließend fährt der Roboter die Bauteilkontur ab und „lernt“ mit der Funktion Automatic Path Learning die tatsächlich benötigten Positionen.

In relativ kurzer Zeit sind so komplexe Pfade komplett erstellt. Zeit- und kostenintensives Programmieren entfällt – der Roboter erstellt selbst diffizilste Bearbeitungspfade. Leicht nachvollziehbar ist: Der Nutzen wird umso größer, je komplexer das Bauteil ist. So sind bis zu 90% Einsparungen der Programmierzeit möglich. Das erhöht die Effizienz der gesamten Anlage wesentlich und die Hersteller können deutlich schneller und flexibler auf Kundenwünsche reagieren.

FC Pressure sorgt beim Bearbeiten für eine konstante Anpresskraft (im rechten Winkel zum Pfad) und damit für einen konstanten Druck des Werkzeuges auf die Werkstückoberfläche. Die Vorgaben und Grenzwerte richten sich nach dem Arbeitsprozess und dem Werkstoff: automatisiertes Schleifen beziehungsweise Fräsen von Angüssen und Graten, Polieren der Oberfläche von Metallguss- oder Kunststoffteilen, Fräsen, Bohren und Schleifen von Holzwerkstücken, Verbundmaterialien aus Holz und Kunststoff oder anderen Werkstoffen. In jeder Bearbeitungsphase erfasst die Software die Ist-Kräfte, gleicht sie mit der Soll-Vorgabe ab und adaptiert bei Bedarf die vorgegebenen Pfade. Dies stellt sicher, dass das Werkzeug immer an der Oberfläche des Werkstückes entlang fährt, das heißt, ohne unzulässig tief einzudringen – unabhängig von Konturunebenheiten und Fertigungstoleranzen. Weiter reduziert FC Pressure das Schadensrisiko für die Werkstückoberfläche und prognostiziert den Werkzeugverschleiß.

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