Nur das Wesentliche

Wir hatten es bereits angekündigt: Der Trend bei den Maschinen- und Anlagenbauern geht hin zu ›schlanken‹, weniger komplexen und damit kostengünstigeren Lösungen - hier ein Beispiel aus der Robotik.

28. März 2007

ABB hat seine bewährten Roboter-Kompaktschweißzellen für das Schweißen kleiner bis mittelgroßer Teile weiter entwickelt. Mit der neuen ›Flex­Arc Global‹ kommt das Unternehmen den Anforderungen des Marktes nach besonders schlanken und hoch flexiblen Roboterzellen nach. Der Verzicht auf ›nice-to-have‹-Komponenten ermöglicht besonders kostengünstige, indivi­duell auf den Kundenbedarf zugeschnittene Roboterschweißzentren. Die neuen Zellen sind auf das Wesentliche reduziert, bieten aber alle bekannten Vorteile und bewährten Produkte der ABB-Technik. Alle erforderlichen Komponenten für den sofortigen Produk­tionsbeginn sind bereits inte­griert. Neben der Automobilindustrie fordern zunehmend auch Anwender außerhalb dieses Industriezweiges innovative Roboterlösungen und -konzepte. So setzen immer mehr Metallverarbeiter sowie Maschinen- und Anlagenbauer auf komplett mit Robotern ausgestattete Schweißzellen. Ausschlaggebende Kriterien sind die deutlich höhere Produktivität des automatisierten Schweißens, die Qualität der erzeugten Produkte, die höhere Flexibilität im Fall der Produktumstellungen, deutlich verbesserte Prozesssicherheit und nicht zuletzt das schnellere ›Time-to-market‹.

Investitionsvorteile

Die neuen FlexArc Global Standardschweißzellen bringen dem Käufer gegenüber qualitativ vergleichbaren Zellenkonzepten im Markt Investitionsvorteile bis zu 20 Prozent, Zeitvorteile von der Entscheidung bis zur Inbetriebnahme bis zu 50 Prozent. Ein Baustein ist hier die innovative Softwarelösungen des Systems. Die durchgehende Standardisierung in der neuen Modellreihe ermöglicht besonders kostengünstige Roboterschweißzellen. Es können sowohl Schweißsystem, Roboter, Steuerung und Software als auch Peripherie aus Standardkomponenten zusammengesetzt werden. Dafür stehen eigene Schweißsysteme oder die des Marktführers Fronius zur Verfügung. An Robotern setzt ABB die Modelle IRB 1600 und IRB 2400L mit der modular konzipierten Robotersteuerung IRC5 ein.

Die Steuerung

Die Robotersteuerung der fünften Generation setzt mit dem neuartigen Programmier- und Bediengerät ›FlexPendant‹ und der neuen MultiMove-Funktion Maßstäbe an Funktionalität und Anwenderfreundlichkeit, so ABB. Sie kann gleichzeitig bis zu vier Roboter steuern. Darüber hinaus kann der Anwender auf unterschiedliche Positioniervarianten für eine optimale Werkstückaufnahme zurückgreifen. Deren Bewegungsachsen lassen sich vollständig mit denen der Roboter koordinieren. Zur weiteren Peripherie zählen Brennerreinigungssysteme, Sicherheitseinrichtungen und Abzugshauben. Für das gesamte Produktionsmanagement sowie das Programmieren der Roboter und Schweißprozesse stehen dem Anwender drei Softwarepakete zur Verfügung: ›WebWare‹, ›ArcWare‹ und ›RobotStudio‹. Sie machen den gesamten Prozess sicherer und komfortabler. Das Programm WebWare ermöglicht ein umfassendes Produktionsmanagement inklusive der Kommunikation mit dem Roboter zum Steuern und Überwachen der Roboterzelle über das Intra- oder Internet. ArcWare stellt ein breites Spektrum qualitativ hochwertiger, genauer und flexibler Schweißfunktionen bereit. Und die Simulations- und Programmiersoftware RobotStudio, die sowohl offline als auch online zu verwenden ist, steigert die Wirtschaftlichkeit von Robotersystemen, ermöglicht eine schnelle sowie kostengünstige Schulung von Mitarbeitern, vereinfacht die Programmierung und erlaubt Prozess­optimierungen ohne Betriebsunterbrechungen. Als Jahres­lizenz kostet RobotStudio weniger als 1.000 Euro. Inhaber einer gültigen Lizenz können damit vormodulierte Zellen­typen kostenfrei aus dem Internet laden. Virtual FlexArc enthält alle Komponenten der Roboterschweißzelle als 3D-Modelle. Anwender können so einen einzelnen Roboter oder auch komplexe MultiMove-Funktionen von zwei Schweißrobotern offline auf einem PC oder Laptop programmieren - auch vor Lieferung der Roboterzelle. Das spart Entwicklungszeit, erhöht die Sicherheit und Gesamtproduktivität des Prozesses, führt zu kürzeren Anlaufzeiten und ermöglicht schnellere Produktwechsel. Noch nicht einmal Kenntnisse in speziellen Roboterprogrammiersprachen muss der Bediener zum Programmieren einer komplexen MultiMove-Anwendung haben. Er steuert alles anhand einfacher grafischer Symbole. Sollten Nähte von der Geraden abweichen, ist ein Teach-in möglich, in dem der Bediener dem Roboter die Bahnkurve zeigt und die kritischen Bahnkurvenpunkte manuell einmal virtuell anfährt. Neben den Informationen über die Bahnfolge gibt er noch die Orientierung sowie den Anstellwinkel des Schweißbrenners ein. Ähnlich verfährt er anschließend in der Programmierung des zweiten Roboters.

Bestens simuliert

Die Simulationsroutine des Programms prüft anschließend die Konstellation auf mögliche Kollisionen der Roboter untereinander oder mit anderen Einbauten der Zelle. Sollten Kollisionen auftreten, warnt die Software und markiert die betreffende Stelle auf dem Display rot. Das offline generierte Programm lässt sich wahlweise über das Intranet oder mittels eines USB-Sticks in die Robotersteuerung ›IRC5‹ der Flex­Arc Global übertragen. Mit RobotStudio lassen sich außerdem auch exakte Taktzeit- und Ausbringungsanalysen offline durchführen. Sie bilden die Basis einer zuverlässigen Arbeitsplanung und sorgen für optimale Maschinenauslastungen. Zudem lassen sich während der laufenden Produktion offline Alternativen zum laufenden Prozess durchtesten, um diesen weiter zu optimieren oder um beispielsweise neue Mitarbeiter gefahrlos und ohne Produktionsunterbrechung am System zu trainieren. Eine Alternative zum eigenen Programmieren stellen komplett nach dem Lastenheft des Kunden vorkonfigurierte Lösungen dar. Diese kundenspezifischen Lösungen stellt ABB modular, aus bereits erprobten Komponenten, nach den individuellen Anforderungen zusammen. Zum Leistungs­angebot der Automations- und Schweißexperten von ABB gehören Machbarkeitsstudien, Simulationen und entsprechende Anwenderschulungen. Nach dem Übertragen der online erstellten Programme an die Robotersteuerung IRC5 stehen dem Bediener alle zum Arbeiten mit der FlexArc Global erforderlichen Befehle und Funktionen zur Verfügung. Die intuitiv erfassbare, zellenspezifische Benutzeroberfläche des Bedienpanels informiert den Bediener immer über den aktuellen Betriebszustand aller Komponenten der Roboter-Schweißzelle.

Bestens informiert

So weiß er jederzeit, in welchem Modus sie sich befindet. Er erhält die Informationen, welcher Roboter gerade arbeitet, in welcher Phase des Fertigungsprozesses er sich befindet und auch, welche Teile er gerade schweißt. Weitere Informationen, wie Zykluszahl oder die bisher produzierte Anzahl der Werkstücke, lassen sich jederzeit auf dem grafischen Bedienpanel ablesen. Ein hoch entwickeltes Fehlerprogramm gibt im Störungsfall präzise Auskunft über die Art des Fehlers und gibt Hinweise, wie dieser zielgerichtet zu beheben ist. Das Programm enthält neben der Kollisionskontrolle auch einen ›Path-Recorder‹, der die gefahrene Wegstrecke protokolliert. So fahren die Roboter im Fall größerer Störungen automatisch in ihre Ausgangsposition zurück. Durch die Speicherung der Fertigungsdaten steuern sie nach dem Beheben der Unterbrechungsursache automatisch wieder die Positionen unmittelbar vor der Arbeitsunterbrechung an. So ist sichergestellt, dass sie ihre Arbeit an der Stelle fortsetzen, an der sie zuvor mit dem Schweißen aufgehört haben. Damit gewährleistet das System ein sicheres und sauberes Überschweißen von Kratern an den Unterbrechungsstellen.

Standardisierung

Die hohe Standardisierung der neuen Roboterschweißzellen FlexArc Global bieten Anwendern niedrige Investitionen und einen schnellen Return on Investment. Die kurzen Lieferzeiten der komplett vorkonfigurierten Systeme benötigen geringen Inbetriebnahmeaufwand. Es kann nach dem Prinzip ›Plug & Produce‹ sofort mit der Produktion begonnen werden. Die größte Wertschöpfung wird durch den Know-how-Gewinn aus der Möglichkeit, Fertigungsabläufe virtuell simulieren und prüfen zu können, erzielt. Das spart Zeit und Kosten in der Entwicklungsphase neuer Verfahren und Anwendungen, vermeidet Fehlproduktionen und ermöglicht ein schnelleres ›Time-to-market‹. Es kann schneller auf Marktveränderungen reagiert werden.

Erschienen in Ausgabe: 02/2007