„Wir sehen hier eine echte Explosion hinsichtlich der Flexibilität.“
Duane Snider, ein Vertriebs- und Anwendungsingenieur
Flow Applications Group
Als Roboter Ende der 1950er-Jahre und Anfang der 1960er-Jahre erstmals in der Fertigung zum Einsatz kamen, beschwerten sich Skeptiker darüber, dass dies Arbeitsplätze vernichten und den Arbeitsplatz entmenschlichen würde. Andere glaubten, dass Roboter die Probleme der Industrie lösen könnten. Die Wahrheit wie wir sie heute kennen: Wir haben gerade erst damit begonnen, das wahre Potenzial des Roboters zu realisieren. Im Gegensatz zu beliebten Science-Fiction-Bildern von Robotern als menschenähnliche Maschinen, die fast jede Aufgabe ausführen können, sind die meisten Robotersysteme an festen Positionen in Fabriken verankert, wo sie eine flexible, aber begrenzte Anzahl von Vorgängen in der computergestützten Fertigung ausführen. Mittlerweile setzen Hersteller Roboter ein, um alles von Jetskis bis hin zu Saftkannen, von Dachverkleidungen bis hin zu Badewannen zu schneiden und zu montieren.
Doch trotz all dem, was er den Herstellern bietet, wird der Roboter immer noch von seinem „Herrn“ ausgebremst. Die Programmierung der Maschine selbst ist zeitaufwendig und arbeitsintensiv, erfordert mehrere Konfigurationen und umfangreiche Anlernzeiten für die meisten industriellen Anwendungen. Roboter haben zwar Produktionszeiten und Arbeitskosten gesenkt, erfordern aber dennoch einen erheblichen Arbeits- und Lernaufwand. Doch das wird sich ändern. In Burlington, Ontario, betritt die Flow Applications Group (ein Geschäftsbereich von Flow International) Neuland mit Offline-Programmierung für Sechsachsenroboter. Mit der Roboterprogrammiersoftware von Robotmaster will das Unternehmen die Produktionszeit um 50 Prozent reduzieren und die Effizienz seiner Roboter verbessern.
Das Kerngeschäft der Flow Applications Group sind Ultrahochdruck-Wasserstrahlschneidsysteme, hauptsächlich für Tier-1-Automobilhersteller. Das Unternehmen fertigt und integriert sechsachsige Robotersysteme in Anwendungen für die Fahrzeuginnenausstattung wie Teppichböden, Türverkleidungen und Armaturenbretter. Das Unternehmen dehnt nun seine Geschäftstätigkeit auf Geräte und Materialien von zweidimensionalen X-Y-2,5-Achsen-Formschneidesystemen auf dreidimensionale, sechsachsige Formschneidesysteme aus. Offline-Programmierung hilft bei der Umstellung und ruft ein völlig neues Produkt und einen neuen Markt ins Leben.
Duane Snider, Vertriebs- und Anwendungsingenieur bei Flow Applications Group, wollte kostspielige Ausfallzeiten im Zusammenhang mit Programmierrobotern vermeiden.
„Wir haben Systeme gebaut, bei denen vier Roboter an einem Werkstück arbeiten“, sagt Snider.
„Der Nachteil dabei ist, wenn man die Produktion von Arbeitszellen stoppen und vier Mitarbeiter zum Umprogrammieren von vier Robotern oder einen Mitarbeiter zum Jonglieren von vier Robotern einsetzen muss. Es handelt sich um hochproduktive Investitionsgüter, die betriebsbereit sein und Geld für das Unternehmen verdienen sollten.“
Bevor das Unternehmen mit seinen neuen Systemen zum Formenschneiden auf den Markt kommen konnte, benötigte die Flow Applications Group eine Lösung für die Ausfallzeit der Roboter. Bei der Offline-Programmierung können die Bediener*innen ein neues Programm in Sekundenschnelle starten. Durch den Wechsel der Werkzeuge oder Vorrichtungen (falls erforderlich) und das Herunterladen eines voreingestellten Programms vom Hauptcomputersystem können Bediener und Maschinen in der Produktion bleiben.
Robotmaster verfügt über eine Verfahrpfad-reiche Umgebung, die der Maschine alle notwendigen Informationen liefert, sodass der Roboter schnelle Bewegungsänderungen vornehmen kann. Im Gegensatz zu herkömmlicher anlernbasierter Robotersoftware, deren Programmierung und Anpassung umständlich sein kann, ermöglicht diese CAD/CAM-basierte Programmiersoftware es dem Bediener, den Pfad entsprechend dem Pfad, dem der Roboter folgen muss, zu ändern. Was früher einen halben Tag Programmierzeit in Anspruch nahm, dauert für die Flow Application Group nun nur noch 15 Minuten, mit minimaler Nacharbeitszeit an der Roboterzelle.
Der Schlüssel zum Erfolg eines Offline-Roboterprogramms besteht darin, Hersteller von der Genauigkeit des Programms zu überzeugen. Bei Produkten, deren Qualitätsstandards auf Präzision im Tausendstel-Zoll-Bereich angewiesen sind, ist die dynamische Genauigkeit mit sechsachsigen Robotern bislang einfach nicht gegeben.
Die Offline-Programmierung öffnet nun die Tür zur hochpräzisen Fertigung. Mit der Möglichkeit, den Pfad und die Bewegung des Roboters zu verfolgen, können Hersteller die Genauigkeit verbessern. „Dieses Verfahren verleiht einem Anstreicher die Fähigkeit, wie ein Künstler zu malen“, sagt Snider. Offline-Programmierung schafft auch Vielseitigkeit, mittels der CNC-Maschinen und andere automatisierte Werkzeuge echtes Neuland betreten können. In Benchmark-Tests hat sich Robotmaster in zahlreichen Anwendungen bewährt, darunter Schweißen, Zuschneiden, Dosieren und Ausgeben sowie robotergestützte Bearbeitung.
„Wir erleben gerade eine Explosion in Sachen Flexibilität“, sagt Snider. „Wir haben über eine Schnittstelle einen Roboter für die Materialhandhabung mit einem anderen Roboter kombiniert, der das Schneiden und Schlichten übernimmt. Die beiden führen gemeinsam eine Reihe vorprogrammierter koordinierter Bewegungen aus. Wir können durch den nahtlosen Übergang vom Offline-Computer zu den Online-Roboterarbeitszellen reibungslos vom Rohmaterial in die Verarbeitung übergehen.“