Für Anwender mit wenig Erfahrung in der Roboter-Programmierung hat sich dank der Cobots das Teach-in über Teachpunkte am Werkstück als effiziente Herangehensweise erwiesen. Bei komplexen Bauteilgeometrien kommt diese Methode aber an ihre Grenzen, denn dann müssen sehr viele Teachpunkte angelegt werden.
Artiminds geht mit seiner Robot Programming Suite (RPS) einen alternativen Weg. Mit ihrer grafischen Bedienoberfläche und fertigen Programmbausteinen lassen sich Roboter einfach programmieren. Außerdem sorgt die RPS für eine reibungslose Integration von Sensoren und Werkzeugen, ohne dass Fachwissen vorhanden sein muss.
In drei einfachen Schritten zum Ziel
Die RPS arbeitet beim Programmieren von Pfaden für die Oberflächenbearbeitung mit ohnehin vorhandenen CAD-Modellen.
- Diese CAD-Daten lädt der Anwender im ersten Schritt in die RPS und definiert Referenzbahnen z.B. über Kantenauswahl des CAD-Modells.
- Im zweiten Schritt wählt der Anwender für jede Referenzbahn aus verschiedenen Vorschlägen aus, wie ein bestimmtes Werkzeug entlang dieser Bahn bewegt werden soll.
- Im dritten Schritt übersetzt die RPS das Ganze in ein natives Roboterprogramm, das auf der Robotersteuerung ausgeführt werden kann.
Mit dieser Methode wird der Einsatz von Robotern nun auch für Unternehmen nutzbar, die bislang keine oder kaum Erfahrung mit Robotern hatten. Eine aufwendige traditionelle Roboterprogrammierung via Zeilencode ist nicht notwendig – und im Gegensatz zum Teach-in-Verfahren legt der Nutzer wichtige Prozessparameter, wie Anstellwinkel oder Kraft des Werkzeugs explizit fest. Dadurch kann der Prozess leichter eingefahren werden, zumal in der Software bereits jede Menge Prozess-Knowhow integriert ist.
Ein Beispiel: Beim Entgraten wird automatisch ausgenutzt, dass das Werkzeug bei gleichbleibendem Anstellwinkel um die Drehachse beliebig positioniert werden kann. Bei einer zerstörungsfreien Prüfung ist es notwendig, dass der Sensor plan auf der zu prüfenden Fläche aufliegt, er muss aber nicht in Richtung der Bewegung ausgerichtet werden. Die automatische Berechnung optimierter Roboterbahnen ermöglicht, dass der Arbeitsbereich des Roboters optimal ausgenutzt wird, um auch schwer zugängliche Stellen an einem Werkstück bearbeiten zu können.
Programme einfach optimieren
Und auch eine Prozess-Optimierung ist möglich. So erlaubt die automatische Datenerfassung mit Artiminds LAR (Learning and Analytics for Robots), Testreihen mit unterschiedlichen Prozessparametern zu vergleichen und zielgerichtet Optimierungspotential abzuleiten. Praktisch ist zudem, dass sich externe Sensorik einfach integrieren lässt. So können über Kraftregelung Roboterbewegungen automatisch angepasst werden, um Abweichungen im Werkstück zu kompensieren.
Der Schleif- und Polierexperte Visomax Coating GmbH nutzt diese Möglichkeit beispielsweise beim kraftgeregelten Polieren von Fehlstellen an lackierten Oberflächen. Eine Kamera erkennt die Fehlstellen auf dem Bauteil, der Roboter fährt die Koordinaten der Fehlstellen kraftgeregelt an und poliert sie dann aus. So etwas ist bei herkömmlicher Roboterprogrammierung nur mit immensem Aufwand denkbar – wenn überhaupt.
Komplexe Geometrien bearbeiten
Wie sich mit RPS das Nachbearbeiten von Werkstücken mit hochkomplexen Geometrien automatisieren lässt, zeigt das Beispiel Green Tweed. Das US-Unternehmen produziert ein vielfältiges Portfolio an Thermoplast- und Verbundwerkstoffkomponenten in relativ kleinen Chargen und konnte dank der RPS eine flexible Roboter-Entgratzelle zur Oberflächenbearbeitung selbst erstellen. Die Bearbeitungszeit der Bauteile hat sich dadurch mehr als halbiert.
Tür in die Robotik geöffnet
Die Maus GmbH Modell- und Formenbau aus Karlsruhe wiederum produziert Aluminiumwerkzeuge zur Herstellung von Kunststoffkörpern in einem speziellen Rotationsgießverfahren und hat dank RPS eine automatisierte Roboter-Lösung entwickelt, die Mitarbeiter bei der Oberflächenbearbeitung unterstützt.
„Wir hatten noch gar keine Erfahrung mit Robotern, aber ArtiMinds hat uns mit ihrer RPS die Türen in die Robotik geöffnet“, sagt Melchior Maus, technischer Modellbauermeister. Für die Programmierung arbeitet Maus vorwiegend mit der CAD2Path-Methode, über die er Linien aus CAD-Daten auf eine Fläche des jeweiligen Bauteils projiziert. Dann gibt Maus vor, wie und mit welcher Kraft der Roboter die Fläche abfahren und die Oberfläche schleifen soll.
Maus begeistert vor allem, dass dank RPS Roboter nun auch für den Einzelfertigungsbereich nutzbar werden. Seine Prozessplanung erleichtert zudem, dass die Software offline programmiert werden kann: Das Programm für die Oberflächenbearbeitung eines Gussteils kann also erstellt werden, auch wenn das Teil selbst noch gar nicht produziert wurde. Praktisch findet er auch die Simulation, die ihm dabei hilft, Kollisionen zu vermeiden, und dass die RPS das erstellte Programm in die Programmiersprache des jeweiligen Roboters übersetzt. Künftig will Maus an jedem Bearbeitungsplatz dem Mitarbeiter einen Schleifroboter zur Unterstützung an die Seite zu stellen.
Artiminds Robotics GmbH
www.artiminds.com; Automatica Halle B4, Stand 204
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