APLIKOVANÁ ROBOTIKA


Snadná integrace robotů do výrobních buněk díky ROBOTemplate

Zásadní pro plnohodnotné komunikační a řídicí rozhraní mezi robotem a PLC je umožnit centralizované řízení výroby při zachování všech funkcionalit robota. Aplikovaná robotika proto musí být vyvážená, a přesto zcela bezchybně funkční.

autor: Lucie Životská | Intemac Solutions, s.r.o.,  Roman Mužík | B+R automatizace, spol. s r.o

Softwarové řešení ROBOTemplate od firmy ABB a B&R tyto požadavky splňuje. Výrazně zrychluje uvedení výrobního zařízení do provozu a zjednodušuje integraci robotů v jakékoliv fázi výrobního procesu. Tyto vlastnosti ROBOTemplate byly také ověřeny v prostředí testovacího a demonstračního pracoviště (testbed) INTEMAC. A následně se toto řešení využilo ve společném projektu centra INTEMAC a firmy TAJMAC-ZPS pro autonomní a flexibilní obráběcí pracoviště. ROBOTemplate zde umožnil jednoduché ovládání celého výrobního celku, který kombinuje výhody automatizace s potřebami malosériové výroby.

Flexibilní obráběcí pracoviště

Flexibilní výroba jako důsledek Průmyslu 4.0

Průmyslové roboty se začaly používat již před více než padesáti lety. Přinesly bezpochyby zvýšení efektivity sériové výroby a nahrazení úmorné manuální práce. Čtvrtá průmyslová revoluce však umožnila i příchod nových obchodních modelů využívajících internetový prostor. V těchto souvislostech se vynořily i další požadavky; a to na masovou customizaci průmyslové výroby a na vysokou flexibilitu výroby při stálém snižování výrobních dávek až na velikost 1 (Batch size one). 

 

Zde se ale naráží na zásadní problém, protože roboty byly určeny primárně pro velkosériovou výrobu. Každá změna výrobního procesu tedy vyžaduje nutnost detailní znalosti programování robota. Nedostatek zkušených programátorů průmyslových robotů a odborná školení operátorů ovšem zvyšují náklady na úpravu výrobní dávky robotické linky. 

Této skutečnosti si jsou velmi dobře vědomy jak firmy výrobní, tak technologické. Cílem spolupráce centra INTEMAC s technologickými společnostmi B&R a ABB bylo proto efektivně propojit komponenty autonomního pracoviště (PLC a robot) tak, aby bylo možné operativně reagovat na náhlé změny ve výrobě. 

ROBOTemplate nabízí flexibilní komunikaci a úkolování robota

Specialisté na robotiku z ABB a jejich kolegové, odborníci na řídicí systémy z B&R, se rozhodli zjednodušit a zrychlit integraci robotů ABB do linek a výrobních buněk s řídicím systém B&R. Cílem bylo vytvořit flexibilní komunikaci pro monitorování a úkolování robota z PLC bez nutnosti přeposílat signály a vytvářet signálové mapy mezi robotem a PLC. 

Výsledkem je plnohodnotné komunikační a řídicí rozhraní mezi robotem ABB a řídicím systémem B&R s názvem ROBOTemplate. Tento software umí například posílat data, spouštět programy nebo dynamicky měnit cílové polohy, a to při zachování veškerých funkcionalit robota ABB, jako je například detekce kolize nebo použití bezpečných zón. Stejně tak je možné plně využít všechny vlastnosti řídicího systému výrobní buňky. 

Kromě robota může ROBOTemplate komunikovat s jakýmikoliv zařízeními 3. stran a může se tak starat o bezpečnost celé výrobní buňky. Mezi jeho další funkcionality patří schopnost integrace pokročilých transportních systémů a strojového vidění.

Standardní konfigurace a programování v porovnání s konfigurací s využitím ROBOTemplate

Digitální dvojče umožní testovat výrobní buňku ještě před její realizací

Zajímavou součástí řešení ROBOTemplate je tzv. digitální dvojče neboli nahrazení HW či jeho části digitálním modelem. Při vývoji tedy není nutné pracovat s fyzickým hardwarem. Je možné využít simulované platformy a s její pomocí navrhnout a naprogramovat řídicí software celé výrobní buňky. Současně i robot může být simulován v prostředí RobotStudio a lze tak vizualizovat celou buňku, odchytat možné kolize, navrhnout nástroje nebo odladit výrobní proces. Pro jednotlivé strany přitom není důležité, zda protistrana fyzicky existuje, nebo zda se jedná o simulaci. 

Offline programování a možnosti použití simulací pro digitální dvojče

Víme ze zkušeností našich kolegů, odborníků na robotiku z ABB, že najít dobrého programátora robotů není zas tak jednoduché. ROBOTemplate byl tedy navržen tak, aby i programátor PLC zvládl programování robota jen s minimálními zkušenostmi, ideálně jen po standardním zaškolení.
Tomáš Prchal, Project Manager and Key Account v B&R Industrial Automation

Výhody oceňují integrátoři robotů i výrobní podniky

ROBOTemplate využijí především systémoví integrátoři průmyslových robotů, kteří ocení snadnou integraci robota a celkové zkrácení instalace a programování až o 30 % času. Přitom dostačuje základní znalost programování a není tedy nutné školit specialisty na programování robotů. Oživování pracoviště s robotem tak zvládne i programátor PLC. 

ROBOTemplate se osvědčí především v oblastech jako pick & place, montáž / kompletace, obsluha CNC, lisů a zařízení, kamerové aplikace, nanášení lepidla nebo paletizace.

ROBOTemplate nám umožnil využít pokročilé funkce z kontroléru IRC5 a zároveň ovládat robot z PLC B&R. Na začátku projektu jsme stáli před rozhodnutím, zda řídit robot pomocí PLC B&R nebo pomocí kontroléru IRC5. S využitím ROBOTemplate máme k dispozici to nejlepší z obou světů.
Václav Helán, Project Manager ve společnosti Intemac Solutions, s.r.o.

Hlavní výhody tohoto řešení však ve svém důsledku ocení i koncoví uživatelé výrobních buněk. ROBOTemplate umožňuje flexibilně a rychle reagovat na nové požadavky, změny a problémy při výrobě. Jakoukoliv úpravu pozic robota je možné snadno provést přímo z HMI řídicího systému. Při řešení problémů tak není nutné analyzovat programový kód robota. Změnu výrobní dávky nebo přidání nového výrobku tak zvládne operátor výrobní linky a není nutné povolat finančně nákladného programátora robotů. Nový výrobní proces může být operátorem také bezpečně odladěn a otestován pomocí digitálního dvojčete.