Die Firma Caire ist Experte in Mechanik und Master-Servosteuerungen für die Automatisierung, Computerwissenschaft, maschinelles Sehen und Robotik und unterstützt seit 1987 Unternehmen bei der Konstruktion von Spezialmaschinen. Mit seinem Partner STI integriert Caire zahlreiche Prozesse, darunter auch das Auftragen von Farbe oder Lack. "Derzeit handelt es sich bei der Mehrzahl der Anwendungslinien, die wir erstellen oder modifizieren, um manuelle Linien, die unsere Kunden robotisieren möchten. Doch die Programmierung eines Roboters für eine kleine serienmäßige Produktion mit großer Diversität umfasst zahlreiche Bewegungen. Das ist zeitaufwändig und erfordert die Beteiligung eines hoch qualifizierten Roboteringenieurs. Diese Schwierigkeit in Verbindung mit der Tatsache, dass qualifizierte Lackierer rar sind, behindert die Robotisierung", erklärt David Mangin, Business-Manager bei Caire. Die wenigen Kunden von Caire, die Roboter in ihren Anwendungslininen einsetzen, sehen sich außerdem Programmierschwierigkeiten gegenüber. Angesichts der Anzahl und Diversität der zu verarbeitenden Komponenten erstellen diese Roboter "ungefähre" oder grobe Trajektorien, die alle zu verarbeitenden Komponenten abdecken. Als Trajektorien werden die Bewegungen eines Roboters bezeichnet. Eine Trajektorie ist eine Kurve in der Ebene (Raum) parmeterisiert über die Zeit. Die einzelnen Punkte der Kurve stellen Positionen zu bestimmten Zeitpunkten dar. Manche dieser Trajektorien werden dann neu programmiert, damit sie präziser sind. Daran arbeiten Roboteringenieure meist mehrere Wochen. Trotz dieser Anpassungen stimmen die Trajektorien nicht immer hundertprozentig mit den Komponenten überein, was wiederum komplexe Anpassungen beim Luft- und Produktstrom erfordert. Für jede Anpassung muss die Produktionsanlage gestoppt werden.
Bewegungserfassung mittels tragbarer Lernvorrichtung
Das Softwaremodul Repplix von Fuzzy Logic löst dieses Problem, indem es die Roboterprogrammierung überflüssig macht. Der Roboter wird zu einem Präzisionswerkzeug in den Händen des Bedieners und erlaubt diesem, seine Aufgabe selbstständig zu automatisieren, ohne dass ein Spezialist erforderlich ist. Dazu nutzt der Bediener eine tragbare Lernvorrichtung, die der Software eine Trajektorie vermittelt. Die Software Fuzzy Studio bietet ein Überwachungssystem über einen digitalen Echtzeit-Zwilling der Roboterinstallation und berücksichtigt die Kollisionsüberwachung sowie die Durchführbarkeit der Trajektorien in der Umgebung des Roboters. Darüber hinaus werden Alarme eingerichtet, um den Bediener spontan zu warnen. Die Trajektorienerfassung verknüpft mehrere Prozessparameter wie das Auslösen der Lackierpistole und deren Durchflussrate. Der Bediener kann dann die Trajektorie und die Prozessparameter über die grafische Benutzeroberfläche modifizieren – auch nachdem dem Roboter die Trajektorie vermittelt wurde. Anschließend wird der Zyklus unter Verwendung von Fuzzy Studio gestartet und der Roboter führt die Anwendung exakt so aus, wie der Bediener es gezeigt hat. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Roboter bewegt, wird direkt in der Software festgelegt und kann über die Lerngeschwindigkeit geändert werden. Der Zyklus wird vom Roboter selbstständig ausgeführt, ohne dass eine Überwachung durch den Bediener erforderlich ist. Für jede neue Reihe an zu verarbeitenden Komponenten wird der Vorgang einige Minuten später wiederholt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Modul unmittelbar verwendet werden kann, ohne vorherige Schulung.
Während Repplix den Roboter ohne Vorbereitung steuert, arbeiten Fuzzy Logic daran, den Prozess zu sichern und eine Schnittstelle zwischen Repplix und dem ins System integrierte Sicherheits-PLCa herzustellen. Die Roboteringenieure der Firma haben damit begonnen, Austauschtabellen zu definieren, um externe Aktionen über Repplix zu steuern, wie das Auslösen von Zylindern, Motoren, Anwendungspistolen und Mengenregler. Dieser Sicherheitsaspekt wird innerhalb eines normativen Rahmens entwickelt. Ryan Lober, CEO von Fuzzy Logic: "Die Möglichkeit, dass Lackierspezialisten einem Roboter zeigen, wie eine Anwendung ausgeführt wird, ist ein absoluter Game-Changer. Der Spezialist gibt sein Wissen intuitiv an den Roboter weiter, der dafür sorgt, dass die Aufgabe wiederholt wird. Der Roboter ermöglicht es den Experten, ihre Produktivität zu multiplizieren und dem Unternehmen, neue Ideen für Fertigungsprozesse anzugehen. Das nennt man Automatisierungsunabhängigkeit."
In naher Zukunft werden in Zusammenarbeit mit Caire drei Projekte für ein großes Luft- und Raumfahrtunternehmen umgesetzt. Repplix wird für die Produktauftragung bei Komponenten mit hoher Produktionsvariabilität eingesetzt. Die Linie soll im September 2023 installiert sein.
Autor(en): wi
