Mit Offline-Programmierung zum produktionsfertigen Roboterprogramm
Offline-Programmierung (OLP) transformiert die robotergestützte Fertigung, indem sie die Erstellung von Roboterprogrammen digitalisiert und optimiert. Sie ermöglicht die Entwicklung produktionsreifer Programme in einer virtuellen Simulationsumgebung.
Dies führt nicht nur zu einer Zeitersparnis von bis zu 80 Prozent, sondern wirkt sich auch positiv auf die Gesamtanlageneffektivität aus. So sorgt OLP-Software am PC auch bei komplexen Aufgabenstellungen und hoher Variantenvielfalt für störungsfreie Fertigungsprozesse und eine effiziente Erreichung der Produktionsziele.
Von der Offline-Programmierung zur automatischen Offline-Programmierung - ein Beispielszenario
Die Automatisierung der Offline-Programmierung geht noch einen Schritt weiter, indem sie den Programmierprozess weiter vereinfacht und beschleunigt. Sie versetzt auch Mitarbeitende ohne spezielle Programmierkenntnisse in die Lage, Roboterprogramme zu erstellen und anzupassen. Dies erleichtert die Produktionsplanung.
Um die praktische Anwendung von Offline-Programmierung und dessen Automatisierung zu veranschaulichen, betrachten wir zwei Szenarien: Wir begleiten Mareike, eine Industriemechanikerin, bei der Programmierung eines Schweißvorgangs mithilfe einer Software für die Offline-Programmierung. Anschließend sehen wir, wie die Automatisierung der Offline-Programmierung ihre Arbeit weiter vereinfacht.
OLP: So funktioniert effiziente Programmierung in der Praxis
Mareike ist eine erfahrene Industriemechanikerin mit einer Zusatzausbildung in der Roboterprogrammierung und arbeitet bei einem Baumaschinenhersteller. Sie steht vor der Aufgabe, den Schweißvorgang für eine neue Baggerschaufel zu programmieren. Dazu sind im Prinzip fünf Schritte notwendig:
- Spezifikation: Mareike koordiniert mit dem Entwicklungsingenieur und Produktionsleiter die Anforderungen für die Baggerschaufel. Sie erhält 3D-CAD-Modelle mit Details zu Schweißnähten, Toleranzen und Spannpunkten sowie Vorgaben zur Nahtdicke, -position und Taktzeit.
- Programmierung: Mareike nutzt die OLP-Software am PC, importiert 3D-Modelle und plant Roboterbewegungen. Die Software unterstützt sie bei der Optimierung des Ablaufs und Anpassung der Spannpunkte für optimale Schweißpositionen.
- Simulation: Mareike setzt OLP-Simulationen ein, um das Roboterprogramm zu testen und zu optimieren. Dabei sorgt sie dafür, dass der Roboter alle Schweißpositionen kollisionsfrei erreichen kann und die Taktzeit mit minimalen Leerfahrten einhält. Sie schätzt die Effizienz und den Einblick in schwer zugängliche Bereiche im Vergleich zum manuellen Teachen.
- Implementierung: Mareike überträgt das Roboterprogramm per USB-Stick auf die Fertigungszelle, lädt es in die Robotersteuerung und konfiguriert die Schweißparameter, wobei sie sich zur Qualitätssicherung auf eine Spezifikationsdatenbank und ihre Erfahrung stützt – von Schritt 1 bis hierher alles in weniger als vier Stunden.
- Validierung: Im letzten Schritt testet Mareike das Programm mit einem Probelauf und bestätigt dann die Einsatzbereitschaft der Fertigungszelle für die Baggerschaufel-Produktion.
Durch die digitalisierte Roboterprogrammierung kann Mareike Programme auch für komplexe Fertigungsaufgaben effizient am PC programmieren, sodass die Roboterzelle ohne Unterbrechung produktiv bleibt. Die Nutzung vorhandener CAD-Daten, die Wiederverwendbarkeit bereits programmierter Lösungen sowie eine vereinfachte Dokumentation führen schnell zu optimalen Ergebnissen.
Automatische Offline-Programmierung: Die nächste Stufe der Effizienz
Dank der Digitalisierung der Roboterprogrammierung besteht nun die Möglichkeit, Funktionalitäten im Rahmen der Offline-Programmierung zu automatisieren. Was das bedeutet, zeigt die Fortsetzung unseres Beispielszenarios.
Mareike erlebt, wie die automatische Offline-Programmierung dank der erweiterten Funktionen von FASTSUITE Edition 2 ihre Arbeitsabläufe vereinfacht. Hier sind die fünf Schritte, die Mareike jetzt durchläuft:
- Digitale Übergabe der Spezifikation: Die OLP-Software importiert aus dem CAD-Programm nicht nur alle Bauteildaten, sondern auch die fertigungsrelevanten Informationen. Im Falle des Schweißroboters sind dies technische Vorgaben für Schweißnähte und Toleranzen.
- Automatische Programmierung: Mareike hat in FASTSUITE Qualitätsleitplanken festgelegt und mögliche Abweichungen von den Toleranzen abgestuft. Auf dieser Basis kann die Software nun selbstständig ein fehlerfreies Programm erstellen: FATSSUITE Edition 2 nimmt dazu eine automatische Bahnoptimierung vor. Probleme wie Kollisionen und Achsenbegrenzungen werden gleichzeitig mit der Einhaltung der vorgegebenen Qualitätsparameter gelöst.
- Direkte Implementierung: Mareike steuert den Schweißprozess nun fast komplett am PC. Sie hat die Spezifikationen, die das Schweißwerkzeug des Roboters benötigt, in FASTSUITE hinterlegt. Bei einer Programmierung vergleicht die Software die Werkzeug-Spezifikationen mit den Schweißnahtangaben der Konstruktion und überträgt die Parameter für den Schweißprozess automatisch auf die programmierte Bahn.
- Beschleunigte Validierung: Die automatische OLP erlaubt es Mareike, den Fertigungsvorgang virtuell zu testen. Von der Roboterbewegung inklusive Werkzeugorientierung über Werkstück-Positionierer und Signal-gesteuerte Aktoren bis hin zu den Spannvorrichtungen ist alles in der Simulation enthalten.
- Automatische Dokumentation: Mareike extrahiert die Simulation in ein neutrales Format wie 3D-PDF oder USD. Diese Dokumentation beinhaltet dann, welche Schweißnaht mit welchen Schweißparametern etc. programmiert wurde. Das aufwändige manuelle Zusammentragen der Informationen entfällt.
Wie Sie davon profitieren: Vorteile der automatischen OLP
Die Effizienzsteigerungen in Mareikes Unternehmen sind ein Beispiel dafür, wie die automatische OLP zur Verbesserung von Produktionsprozessen beitragen kann. Sie lassen sich auf viele Fertigungsverfahren übertragen. Der komplette Ablauf von Konstruktion bis zum fertigen Roboterprogramm wird digitalisiert und viele Aufgaben automatisiert.
Hier sind die wichtigsten Vorteile, von denen auch Ihr Unternehmen profitieren kann:
Klaus und die automatische OLP
Die Fortsetzung unseres Beispielszenarios zeigt die Relevanz von Ressourceneffizienz und flexiblem Personaleinsatz. Als Mareike unerwartet zu einer Messe abberufen wird, kommt die Anfrage nach einer neuen Variante der Baggerschaufel. Klaus, ein Maschinenbediener mit Grundkenntnissen in der Robotik und FASTSUITE-Schulung, muss einspringen.
Dank der intuitiven Benutzeroberfläche von FASTSUITE und der von Mareike eingerichteten Qualitäts-Ampel kann Klaus das CAD-Modell der neuen Baggerschaufel-Variante importieren und die Programmierung der Ausgangsvariante vollautomatisch auf die neue übertragen.
Klaus führt kleinere Prozesseinstellungsänderungen durch und nutzt die Optimierungsfunktionen der Software, um die Qualität zu sichern. Nach einer erfolgreichen Validierung an der realen Anlage kann er die Produktion der neuen Schaufelvariante starten.
Die beiden Szenarien aus der Produktion eines Baumaschinenherstellers zeigen, wie die automatische Offline-Programmierung nicht nur den Programmieraufwand reduziert, sondern auch den flexiblen Einsatz von Personal erleichtert. Wer frühzeitig auf diese Technologie setzt, steigert nicht nur die Effizienz, sondern schafft auch die Grundlage für eine zukunftssichere und anpassungsfähige Produktion.
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