Geschwindigkeit am Grenzwert Präzise Bewegungssteuerung steigert Leistung und reduziert Verschleiß

Redakteur: Reinhard Kluger

Höchste Präzision bei der Bahn- und Geschwindigkeitssteuerung erhöht die Leistung von Robotersystemen, vermindert den Verschleiß und trägt so wesentlich zur Effizienz des gesamten Systems bei. Bewegungsfunktionen sorgen bei Robotern für perfekte Bewegungen bei hohen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen. Der Nutzen: kürzeste Zykluszeiten bei höchster Präzision und Wiederholgenauigkeit. Und: deutlich kürzere Nebenzeiten.

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Besondere Software-Funktionen machen Bahnbewegungen von Robotern um 50 Prozent präziser und reduzieren auch die Zykluszeiten um bis zu 50 Prozent. Das erleichtert zum Beispiel das Optimieren bei Schneidprozessen
Besondere Software-Funktionen machen Bahnbewegungen von Robotern um 50 Prozent präziser und reduzieren auch die Zykluszeiten um bis zu 50 Prozent. Das erleichtert zum Beispiel das Optimieren bei Schneidprozessen
( Archiv: Vogel Business Media )

Für Industrieroboter ist Bewegungskontrolle der Schlüssel zu Spitzenleistungen hinsichtlich Bahn- und Wiederholgenauigkeit, Arbeitsgeschwindigkeit sowie kurzen Zykluszeiten. Bewegungskontrolle ist auch das A und O beim Programmieren von MultiMove-Anwendungen und der Synchronisation des Roboters mit externen Geräten. Damit ist sie auch entscheidend für die Qualität, Produktivität und Produktionssicherheit von robotergestützten Prozessen. ABB hat diese Zusammenhänge früh erkannt und bereits 1994 die erste Generation von TrueMove und QuickMove in den Markt eingeführt.

TrueMove stellt sicher, dass die reale Bewegungsbahn des Roboters mit dem programmierten Pfad übereinstimmt – unabhängig von der Geschwindigkeit des Roboters und der Geometrie des Pfades. In der zweiten Generation verbesserte ABB die Bewegungsgenauigkeit um bis zu 50 Prozent.

QuickMove ist ein Programm zur Selbstoptimierung von Bewegungsabläufen, um kürzeste Zykluszeiten zu erzielen. Dazu sorgt es in jedem Moment entlang der Bahn für maximale Geschwindigkeit und Beschleunigung. Die zweite Generation verringert die Zykluszeiten bis zu 20 Prozent.

Die Robotersteuerung kann alle Parameter von beiden Funktionen automatisch einstellen und so die Belastungen der mechanischen Komponenten des Systems minimieren, was zu einer deutlich höheren Lebensdauer des Roboters führt. So stellen auch Roboter, die auf höchste Arbeitsgeschwindigkeit programmiert sind, kein höheres Risiko dar. Anwender können jetzt auf überdimensionierte Roboter verzichten. Denn der passend dimensionierte Roboter erreicht auch bei maximal möglichen Arbeitsgeschwindigkeiten die prognostizierte Lebensdauer.

TrueMove und QuickMove führen einerseits zu einer konsistenten und akkuraten Bahnverfolgung, andererseits machen sie auch aufwändiges Einstellen der Bahnparameter überflüssig, z.B. wenn Anwender die Parameter für Geschwindigkeit online ändern. Das ist besonders nützlich in Schneid- und Beschichtungs-Applikationen, wenn zur Prozessoptimierung Geschwindigkeit und Orientierung ein häufiges Feintuning erfordern. Die zweite Generation dieser Software-Funktionen erhöht die Leistungsfähigkeit von ABB-Industrierobotern durch ihre wesentlich genaueren Dynamikmodelle inklusive der verbesserten Methoden zur Pfadoptimierung und Bahnbeschleunigung.

Clevere Synchronisation spart Zeit

Machine Sync heißt ein Programm-Modul für ABB-Roboter, das Nebenzeiten deutlich reduziert, denn es verringert die Beschickungszeit roboterunterstützter maschineller Bearbeitungen und steigert so die Produktivität von Fertigungsprozessen. Die Software verringert die Entnahmezeit und sorgt für kontinuierliche Arbeitsabläufe.

Zeit in Produktionsabläufen einzusparen bedeutet Kosten zu reduzieren. So werden die Maschinen und der gesamte Prozess produktiver. Das Programm optimiert das Zusammenwirken von Roboter und Produktionsmaschine, indem es die nicht erforderlichen Wartezeiten eliminiert. Dazu werden die Maschinendaten während des Öffnens und Schließens der Maschine direkt in der Robotersteuerung verarbeitet. So ist der Roboter in der Lage, frühzeitig in die Maschine zu fahren bzw. zu greifen und ihr synchron zu folgen.

Moderne Spritzgießanlagen sind ein typisches Anwendungsbeispiel. Sie weiter zu optimieren erfordert besondere Maßnahmen. Hier Zeit zu sparen heißt Geld sparen. Zwischen dem Öffnen und Schließen der Maschinen zur Entnahme der Spritzgussteile zählt jede Sekunde. Das Programm-Modul Machine Sync von ABB steigert die Produktivität des Roboters hinsichtlich Outputleistung: Es synchronisiert die Roboterbewegung mit den Öffnungs- und Schließzyklen der Maschine.

Unter der Software überlappen sich die Arbeitsabläufe von Roboter und Spritzgießmaschine mit zeitsparender Wirkung. Das Programm lässt den Roboter in die noch nicht vollständig geöffnete Maschine fahren, sobald der sich öffnende Spalt zwischen den Spritzgießwerkzeugen groß genug ist. Das geschieht proportional und vollkommen zeitgleich zur Bewegung des sich öffnenden Spritzgießwerkzeugs. Nach dem Greifen des Spritzgussteils beginnt der Roboter aus der Maschine zurück zu fahren, erreicht dabei einen definierten virtuellen Schließpunkt und löst bereits das Zufahren der Spritz-gießmaschine aus. Während sich die Maschine schließt wird die Formposition kontinuierlich überwacht und gewährleistet damit einen hohen Sicherheitsgrad. Der so optimierte Bewegungsablauf zwischen Roboter und Spritzgießmaschine ermöglicht signifikante Zeiteinsparungen und infolge dessen eine erhöhte Produktivität. So kann eine Spritzgießanlage mit 3000 Tonnen Schließkraft und einem IRB 6650 Shelfroboter eine um bis zu 10 Prozent kürzere Entnahmezeit erreichen. Das ist bei einer Zykluszeit von 30 Sekunden inklusive 10 Sekunden Entnahmezeit eine Sekunde. Dies bedeutet bei einem Dreischichtbetrieb an 365 Arbeitstagen, bezogen auf den typischen Anwendungsfall des Spritzgießens von Automobilteilen, eine zusätzliche Produktion von über 35.000 Teilen. Analoge Vorteile ergeben sich in anderen roboterunterstützten Produktionsprozessen.

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