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_Industrie 4.0 Roboterschweißen bei kleinen Losgrößen Roboter mit CAD offline programmieren Wie sich mit Offline-Programmierung und CAD-gestütztem Vorrichtungsbau beim Roboterschweißen kleiner Losgrößen die Rüstzeiten minimieren und Kosten sparen lassen, zeigt ein Blick in die Praxis. Autor: Leo Bartevyan, Cenit AG Digital Factory Solutions Bild: SMG Sportplatzmaschinenbau GmbH Durch Offline-Programmierung und CAD-gestützten Vorrichtungsbau lassen sich beim Roboterschweißen kleiner Losgrößen die Rüstzeiten minimieren und Kosten sparen. Zum Autor Leo Bartevyan ist IT Systems Engineer bei der Cenit AG, Digital Factory Solutions. Als Senior Account Manager bringt er das Business Development für die Digital Factory Solutions (PLM-DFS) der Cenit AG mit dem Fokus Robotik und Automatisierung voran. Seit über 10 Jahren betreut er OEM Kunden und Systemintegratoren bei allen Belangen rund um den Vertrieb und die Integration von Simulations- und Offline-Programmierungslösungen für Cobots, Roboter und Maschinen. Für das automatisierte Schweißen gerade in kleinen und mittleren Unternehmen werden oft Cobots ins Spiel gebracht. Denn Cobots können mit einfacher Programmierung durch manuelles „Vormachen“ punkten. Der Roboterarm wird dabei per Hand an die gewünschte Schweiß-Position gebracht, was auch Schweißfachleuten ohne Robotererfahrung einen unkomplizierten und schnellen Einstieg in die Robotik ermöglicht. Bei dieser Teach-in-Programmierung ist aber ein entsprechender Produktionsstillstand unvermeidlich. Zudem hängt die Qualität der Schweißbahnen von der Erfahrung des Anwenders ab. Exakte Bahnpunkte, anständige Brennerorientierung und die Auswahl der passenden Schweißparameter liegen in der Verantwortung des Bedieners. Fachwissen, Bauteil und Robotik in Einklang zu bringen, braucht Zeit. Und gerade bei Prototypen und Kleinserien sind Iterationen und permanentes Umprogrammieren eher die Regel. Die Vorteile der intuitiven Programmierung kehren sich dann ins Gegenteil um, wenn man einfache Programmierschritte so oft wiederholen muss, bis ein gewünschtes Ergebnis endlich erreicht ist. Daher bietet sich – für Industrieroboter wie für Cobots – die Offline-Programmierung (OLP) an. Dank OLP ist es möglich, Schweißaufgaben zu programmieren, ohne die laufende Produktion zu unterbrechen. Einsatz unabhängig von Hersteller Die OLP-Systeme der Roboterhersteller unterscheiden sich jedoch stark und ein einheitlicher Standard fehlt. Daher ist es bislang nur mit hohem Aufwand möglich, Programme auf andere Roboter zu überspielen. Erfahrungswerte und Parameter können also nicht ohne Weiteres übertragen werden. Dem gegenüber erlaubt eine agnostische, universelle Offline-Programmierung (OLP) den Einsatz unabhängig von Hersteller, Kinematik und 30 April 2024
Bild: Cenit Software-Tools für eine agnostische und universelle Offline- Programmierung sind unabhängig von Hersteller, Kinematik und Prozessen. Prozessen. Alle Positionen, Bahnen und Operationen können anhand der CAD-Geometrie eines Bauteils ermittelt und dann auf die Programmier-Werkzeuge verschiedener Hersteller übertragen werden. Beim Roboterschweißen ähneln sich viele Prozesse und Feineinstellungen. OLP-Lösungen wie Fastsuite, K-Virtual oder OTC Advanced stellen daher Funktionen zur Verfügung, um Voreinstellungen und ganze Bewegungsabläufe per Klick auf andere Bereiche oder Werkstücke zu übertragen. Die Einspannvorrichtung spielt eine entscheidende Rolle für die effiziente Nutzung einer Roboteranlage. Mit dem CAD-gestützten Vorrichtungsbau kann man frühzeitig prüfen, ob und wie alle Positionen des Bauteils erreichbar sind, welche Konfiguration die beste ist und ob sich der Prozess durch geschickte Drehungen oder eine veränderte Positionierung des Werkstücks noch optimieren lässt. Das Bauteil wird zunächst virtuell platziert und verschiedene Automatismen nehmen sich der Bearbeitungsbahnen, Anfahrtswege und Zwischenbewegungen an. Dank Simulation entsteht so ein fertiges Roboterprogramm, das sämtliche Positionen in der optimalen Konfiguration und mit perfekten Arbeitswinkeln erreicht. Ab in die Kiste. Für den roboterbasierten Griff in die Kiste liefert Schmalz anschlussfertige Greiflösungen mit integriertem Kamerasystem. Für exaktes Sehen, Greifen und Sortieren. WWW.SCHMALZ.COM/BINPICKING J. Schmalz GmbH · +49 7443-2403-201 · komponenten@schmalz.de Blick in die Praxis Das bestätigt ein Blick in die Praxis: Bei der SMG Sportplatzmaschinenbau GmbH kommt für wiederkehrende Bauteile, auch in kleinen Losgrößen, ein OTC Schweißroboter mit einem Schwenktisch samt zwei Aufspannvorrichtungen zum Einsatz. Während auf der einen geschweißt wird, kann auf der anderen bereits vorbereitet und aufgespannt werden. Dafür nutzt SMG den CAD-gestützten Vorrichtungsbau. Neue Bauteile werden virtuell im Raum des digitalen Anlagenzwillings platziert und per Mausklick die passende Vorrichtung erstellt. Dann wird geschnitten und montiert. So erschließt sich SMG nicht nur neue Nachwuchskräfte, sondern begeistert auch erfahrene Schweißfacharbeiter, da sich diese auf die Optimierung der Schweißparameter konzentrieren können. Roboter-Offlineprogrammierung hilft also, dem Fachkräftemangel gleich von zwei Seiten zu begegnen: indem man das Programmieren von Schweißanlagen für Profis effizienter macht und gleichzeitig die Einstiegshürden für neue Bedienergruppen senkt. ↓ Cenit AG www.cenit.de MODULARITÄT AUF DIE SPITZE GETRIEBEN Der neue Werkzeugwechsler von IPR April 2024 31
