Coraz większa liczba producentów maszyn i linii technologicznych nie chce kupować mechaniki robota i sterowania w pakiecie. Powód jest prosty: Wprowadzanie oddzielnych sterowników dla robotów i maszyn zwiększa czasochłonność prac oraz koszty procesów projektowania, uruchamiania i utrzymania, a także przechowywania części zamiennych. Wyzwaniem pozostaje także integracja funkcji takich jak pakowanie czy paletyzacja z własnymi systemami sterowania maszyną. Z rozwiązaniem przychodzi firma MAJAtronic – producent niezależnych od platformy systemów kinematycznych typu delta oraz DuoPod. Firma uzupełniając swoje portfolio o roboty przegubowe, pokazuje jak dzięki mapp Technology szybko i prosto dokonać integracji przy użyciu sterowników B&R.
Dostawcy robotów posiadają szeroki wybór wśród robotów dla ogólnego zastosowania, dodatkowo oferują dedykowane sterowniki i akcesoria oraz rozwiązania specjalne, np. do klejenia czy dozowania. Producenci maszyn i linii technologicznych zwracają jednak uwagę, że wprowadzenie oddzielnych sterowników dla robotów i maszyn wiąże się z czasochłonnością i większymi kosztami procesów projektowania, uruchamiania czy utrzymania. Dodatkowo czas opóźnienia na połączeniu robot – sterownik maszyny może powodować trudności w synchronizacji ruchów robota z działaniem maszyny,np. ruchem przenośnika. Zwykle jednak producenci nie mają możliwości zamówienia samej mechaniki robota, bez szafy sterowniczej, co odpowiadałoby na ich zapotrzebowanie.
Kinematyka robota niezależna od sterowania
Dostawcy tacy jak MAJAtronic starają się zapełnić tę lukę rynkową. Spółka zależna MAJA, niemiecki producent maszyn dla przemysłu spożywczego, od wejścia na rynek w roku 2010 opracowała portfolio ok. 150 różnych systemów delta oraz DuoPod. Szczególną cechą robotów od MAJAtronic jest dostępność systemów mechaniki robotów pod nazwą handlową Autonox24 bez sterowania, napędów lub innych akcesoriów.
W celu jak największego ułatwienia integracji mechaniki robotów „Made in Germany” z maszynami i systemami klientów, MAJAtronic ściśle współpracuje z dostawcami systemów sterowania, takimi jak B&R, którzy posiadają wieloletnie doświadczenie w dostarczaniu sterowników o należytej wydajności. Producent robota rekomenduje silniki dla każdego kontrolera. W ten sposób użytkownicy nie muszą dobierać silników samodzielnie, lecz mogą zacząć od sprawdzonego zestawu i od tego momentu prowadzić tylko optymalizację. Taka oferta zyskuje popularność wśród producentów maszyn nastawionych na jakość, jak twierdzi wspólnik spółki Hartmut Ilch: „Ponad 700 naszych robotów współpracuje obecnie z maszynami naszych klientów”. W znacznej części są to maszyny pakujące stosowane w przemyśle spożywczym.
Rozszerzenie koncepcji o roboty z ramieniem przegubowym
W ostatnich latach spółka obserwuje zwiększone zapotrzebowanie na rozszerzenie koncepcji robotów niezależnych od systemu sterowania o roboty z ramieniem przegubowym. Celem jest włączenie do systemu sterowania maszyną, operacji takich jak układanie na paletach. MAJAtronic uwzględniła takie prośby i przy wsparciu czterech dobrze znanych klientów pilotażowych, którzy wcześniej stosowali roboty z dedykowanym sterowaniem, opracowała roboty z 6-osiowym ramieniem przegubowym.
Łatwe programowanie i wirtualne uruchomienie
Firma B&R od samego początku brała udział w opracowywaniu tych nowości. Inżynierowie zaprogramowali w środowisku projektowym B&R Automation Studio test wytrzymałościowy dla pierwszego prototypu robota o nośności 20 kg oraz wersję demonstracyjną dla MAJAtronic. Rdzeń aplikacji robotycznej został wdrożony przy użyciu mapp Robotics, która jest częścią modułowego oprogramowania B&R mapp Technology. Biblioteka mapp Robotics zawiera modułowe bloki funkcyjne oraz struktury danych do programowania robotów, a także predefiniowane modele kinematyczne. Obejmują one wszelkie informacje wymagane przez kinematykę odwrotną.
W celu stworzenia nowych systemów, można wykorzystać narzędzie B&R Scene Viewer, Automation Studio, aby wygenerować model z danych CAD mechaniki robotów wraz z parametrami kinematyki. Użytkownicy mogą z wyprzedzeniem przeprowadzić wirtualne uruchomienie za pomocą takiego modelu oraz obserwować i zapisywać ruchy robota bez rzeczywistej mechaniki robota.
mapp Robotics nie wymaga specjalistycznej wiedzy
mapp Robotics dostarcza wiele podstawowych funkcji niezbędnych dla aplikacji robotycznej, takich jak uruchomienie programu, wykonywanie ruchów liniowych, załączanie wszystkich napędów czy bazowanie osi. Użytkownicy, którzy nie posiadają specjalistycznej wiedzy w dziedzinie robotyki mogą wdrożyć takie funkcje bez programowania ich od zera.
Opierając się na takich fundamentach, inżynierowie B&R rozpoczęli od modelowania systemu kinematycznego, tworząc podstawowe sterowanie i aplikację HMI oraz uruchamiając robota wirtualnie – wszystko w niecały tydzień.
Uruchomienie w 4 godziny
Po etapie przygotowania prototypu – z uwzględnieniem mechaniki MAJAtronic oraz sterowania B&R, identycznego z tym, które zostało zastosowane w maszynach klienta pilotażowego – drugim etapem było przeprowadzenie rzeczywistego uruchomienia robota. Robot był już sprawny po czterech godzinach, co pozytywnie zaskoczyło zespół wdrożeniowy firmy MAJAtronic.
Inżynierowie B&R poświęcili tylko trzy dni na oddanie systemu do eksploatacji w zakładzie. Dodatkowo mogli ponownie wykorzystać stworzone rozwiązanie modułowe do wdrożenia 6-osiowego robota demonstracyjnego w jeden dzień. Konstrukcja modułowa mapp Technology umożliwia proste rozszerzanie aplikacji odpowiednio do potrzeb oraz integrowanie elementów takich jak przenośniki lub inne komponenty maszyny w ramach tej samej platformy sterowania.
„Taka integracja robotów i komponentów maszyny daje idealne podstawy do wdrożenia koncepcji Przemysłu 4.0. Ma też pozytywny wpływ na działanie całej maszyny. W trakcie pokazu porównawczego byliśmy w stanie udowodnić, że użytkownicy mogą zwiększyć wydajność istniejących systemów nawet o 50% przy zastosowaniu naszej koncepcji. W rezultacie nie było potrzeby angażowania ani producenta standardowego sterowania ani producenta robotów. Ze względu na robiące wrażenie korzyści, płynące z zastosowania robotów niezależnych, spodziewamy się, że będzie to rozwiązanie stosowane przez coraz większą liczbę producentów maszyn i instalacji”. Hartmut Ilch, współzałożyciel i Partner Zarządzający MAJAtronic GmbH