Das Langweilige und Schmutzige automatisieren

Jul 15, 2023

Das Multipass-Programm von Vectis verwendet eine Offset-Methode, mit der der Bediener den ersten Durchgang lernt und dann einen Offset auf diesen Durchgang anwendet. Die Software führt dann alle Berechnungen durch, um den Pfad jedes nachfolgenden Pfads zu ermitteln. Vectis

Der Fokus der meisten Automatisierungsmaßnahmen liegt auf der Verbesserung des Produktdurchsatzes. Auch wenn dies möglicherweise nicht immer das Hauptanliegen ist, besteht ein sekundärer Vorteil darin, dass ein solcher Schritt es den Mitarbeitern ermöglicht, von langweiligen, schmutzigen und sich wiederholenden Arbeiten Abstand zu nehmen, sodass sie ihre Fähigkeiten für wertschöpfendere Arbeiten und schwierigere Schweißarbeiten einsetzen können. ein Vorteil sowohl für den Schweißer als auch für das Unternehmen.

In der verarbeitenden Industrie lag der Schwerpunkt der Einführung von Cobots auf der Durchführung einfacher Schweißnähte sowie der Aufnahme und Platzierung von Teilen. Aber Cobot-Anwendungen werden zunehmend zu langweiligen und schmutzigen Aufgaben, die komplexer sind und nur sehr wenig Einrichtungszeit erfordern, um Wirkung zu erzielen.

Vectis Automation bietet Anwendern beispielsweise die Möglichkeit, für sein Cobot Welding Tool eine wassergekühlte Hochleistungsschweißkonfiguration zu verwenden.

„Die Idee dahinter ist, dass Sie das Tool an Ihre Arbeit anpassen können“, sagte Josh Pawley, Vizepräsident für Geschäftsentwicklung und Gründungspartner von Vectis Automation. „Unser luftgekühltes Standardsystem eignet sich für viele leichtere Arbeiten, von 16 Gauge bis 3/8 Zoll, je nach Arbeitszyklus. Aber einige unserer Kunden sagten uns, dass sie über das hinausgingen und mit größeren Drähten, größeren Teilen und schwereren Unterbaugruppen arbeiteten, sodass wir wussten, dass wir eine Hochleistungsoption finden mussten.

„Die Faustregel, die wir aufgestellt haben, besteht darin, den Kunden vorzuschlagen, dass die standardmäßige luftgekühlte Einheit normalerweise die richtige Lösung für Drahtdurchmesser von 0,035 ist“, fuhr er fort. „Wenn Sie 0,045, 0,052 oder 0,062 verwenden, ist es sehr einfach, mehr als 300 Ampere zu ziehen, und bei luftgekühlten Brennern ist das der Bruchpunkt. Wenn Sie beispielsweise Draht mit einem Durchmesser von 0,045 und relativ hohen Arbeitszyklen verarbeiten, empfehlen wir das wassergekühlte System mit einem 400- oder 500-Ampere-Schweißgerät. Die Mehrkosten für den Umstieg auf das Hochleistungspaket sind nicht drastisch und es kann alles, was auch kleinere Schweißgeräte können. Dies ist also eine gute Möglichkeit, Ihre Investition zukunftssicher zu machen.“

Wie bei vielen Cobot-Anwendungen kommt der Gummi mit der damit verbundenen Software auf die Straße; Wenn es weiterhin schwierig zu programmieren ist, ist der Wert einfach nicht vorhanden. Hier kommt der Mehrwert des Hochleistungspakets von Vectis zum Tragen: die Programmierung von Mehrlagenschweißungen und Auftragsschweißungen.

„Das Einlernen einer einzelnen Schweißnaht, Punkt-zu-Punkt-Einlernen und das Zeichnen eines Pfads, egal ob linear, kreisförmig oder zusammengesetzt, ist relativ einfach“, sagte Pawley. „Man bringt dem Roboter das bei und er wiederholt es einfach in der Produktion. Aber für mehrlagige Schweißnähte wollten wir ein System entwickeln, bei dem Sie den Durchgang nicht jedes Mal neu einlernen müssen. Wir haben Kunden, die Schweißungen mit zwei, fünf, 20 und 30 Durchgängen durchführen. Es wäre kontraproduktiv, jeden Durchgang für diese Art von Arbeit zu programmieren.“

Das Programm von Vectis verwendet eine Offset-Methode, mit der der Bediener den ersten Durchgang lernt und dann einen Offset auf diesen Durchgang anwendet. Die Software führt dann alle Berechnungen durch, um den Pfad jedes nachfolgenden Pfads zu ermitteln.

„Mit der Software können Sie den Versatz lernen, indem Sie einfach den Cobot an die Stelle bewegen, an der Sie den nächsten Durchgang durchführen möchten“, sagte Pawley. „Sobald Sie diese Versätze gespeichert haben, erstellen Sie wie bei einer Schweißbibliothek eine Versatzbibliothek. Wenn ich eine Kehlnaht mit sieben Lagen durchführen möchte, kann ich meine Struktur mit sieben Lagen aufrufen und einfach die neue Wurzellage einlernen, und schon wird das gesamte Sieben-Lagen-Schweißprogramm abgeschlossen.“

Ähnliche Softwaretools werden für Auftragsschweißanwendungen verwendet.

Die Herausforderung beim Auftragschweißen besteht darin, dass die Art und Weise, wie es angewendet wird, sehr unterschiedlich ist. Es kann zu einem gleichmäßigen Aufbau, einem Kreuzschraffurmuster oder einem ein- oder mehrschichtigen Aufbau kommen. Vectis

„Aufpanzerung ist eine ideale Anwendung für einen Cobot“, sagte Pawley. „Es passt in alle Kategorien, über die wir sprechen, wenn wir über Automatisierung sprechen – die Verwaltung langweiliger, dunkler, schmutziger und gefährlicher Arbeit.“

Die Herausforderung beim Auftragschweißen besteht darin, dass die Art und Weise, wie es angewendet wird, sehr unterschiedlich ist. Es kann zu einem gleichmäßigen Aufbau, einem Kreuzschraffurmuster oder einem ein- oder mehrschichtigen Aufbau kommen. Das Softwareteam von Vectis hat Tools entwickelt, die dabei helfen, das wichtigste davon ist das Mustersoftwaretool.

„Mit diesem Tool können Sie eine Gruppe von Anweisungen für Schweißnähte programmieren und diese dann in einer bestimmten Richtung auf ein Teil kopieren und einfügen“, sagte Pawley. „Für Anwendungen in der Verkleidung und Panzerung auf einer flachen Ebene mit mehreren Sicken hintereinander ist das sehr effektiv. In anderen Fällen muss unser hauseigenes Schweißsoftware-Team möglicherweise zusätzliche Unterstützung leisten, um das spezifische Auftragsprofil einer Werkstatt zu erfüllen.“

Ein weiteres Beispiel für langweilige, sich wiederholende und manchmal schmutzige Arbeit ist die Materialvorbereitung.

ATI Industrial Automation beschäftigt sich seit mehr als 30 Jahren mit der Entwicklung und Produktion von Roboter-Endeffektoren. Sein Kerngeschäft sind Roboter-Werkzeugwechsler und Kraft-/Drehmomentsensoren. Das Unternehmen entwickelt schon seit geraumer Zeit Werkzeuge zur Materialentfernung, hat sich jedoch erst in den letzten vier Jahren stark auf die Herstellung einer Vielzahl von Produkten zur Materialentfernung für unterschiedliche Materialien und Anwendungsarten konzentriert. Der neue ATI AOV-10 Roboter-Exzenterschleifer ist eines der Ergebnisse dieser Forschungs- und Entwicklungsarbeit.

Die Vorteile der Automatisierung von Oberflächenvorbereitungsprozessen wie der Entfernung von Walzzunder oder der Vorbereitung einer Oberfläche für die Lackierung liegen auf der Hand. Zusätzlich zu den üblichen Effizienzsteigerungen wird in diesem Fall das Risiko von Verletzungen durch wiederholte Belastung für den Bediener beseitigt.

Tim Burns, leitender Anwendungstechniker bei ATI, stellte fest, dass einige Betriebe vor der automatisierten Materialentfernung zurückschrecken, weil sie es vor zehn Jahren versucht hatten und das Versprechen nicht eingehalten wurde. Allerdings ist die Technologie inzwischen ausgereift.

„Die Herausforderung bei der Entwicklung eines solchen Tools besteht darin, die Konsistenz des Teils zu erreichen“, sagte Burns. „Roboter und Cobots verfügen nicht über die menschliche Fähigkeit, ein Teil anzusehen und zu sagen: ‚Habe ich genug entfernt?‘ Wir müssen sicherstellen, dass die Eingaben in unseren Prozess konsistent sind, damit unsere Tools jedes Mal ähnliche Ergebnisse liefern können.“

Um dies zu erreichen, ist der AOV-Schleifer mit einer „pneumatischen Nachgiebigkeit“ ausgestattet, die sicherstellt, dass eine bestimmte Kraft auf das Teil ausgeübt wird. Diese Kraft wird unter Berücksichtigung des behandelten Materials und des erwarteten Ergebnisses der Arbeit berechnet. Das Gerät kann sich neu zentrieren und den Druck anpassen, um eine gleichmäßige Behandlung sicherzustellen.

„Das System kann sich mithilfe einer doppeltwirkenden Kolbentechnologie auch im laufenden Betrieb an seine Position anpassen“, sagte Max Painley, Robotik-Testingenieur bei ATI. „Wenn Sie beispielsweise auf einer flachen Ebene fertigstellen, hilft Ihnen die Schwerkraft dabei, das Teil nach unten zu drücken. Wenn Sie nun die Seite dieses Teils fertigstellen müssen, ist diese Schwerkraft nicht vorhanden, sodass der Kolben Vorwärtsdruck ausübt, während Sie sich um ein Teil herum und sogar unter ihm bewegen, um den Druck zu erreichen, der erforderlich ist, um seine Leistung konstant zu halten. Das bedeutet, dass Sie mehr Arbeit erledigen können, ohne ein Teil neu zu reparieren.“

Die Herausforderung bei der Entwicklung eines solchen Tools besteht darin, Konsistenz auf dem Teil zu erreichen. Um dies zu erreichen, ist der AOV-Schleifer mit einer „pneumatischen Nachgiebigkeit“ ausgestattet, die sicherstellt, dass eine bestimmte Kraft auf ein Teil ausgeübt wird. ATI

ATI legt Wert auf Teamarbeit und entwickelt Partnerschaften mit Marken und Organisationen, die hoffen, die Akzeptanz der robotergestützten Materialentfernung zu steigern. Um den Integrationsprozess zu vereinfachen, hat das Unternehmen All-in-One-Endeffektor-Kits für den Einsatz mit Cobots von Herstellern wie FANUC, Universal Robots und anderen entwickelt. ATI hat außerdem eng mit 3M an einem ausgewählten Schleifmittel-Starterkit zusammengearbeitet, das im Lieferumfang des AOV-10-Schleifgeräts enthalten ist.

Die Verwaltung der Disc-Entfernung ist ein entscheidender Faktor für den effektiven Betrieb dieses Tools.

„Sie können die Vorteile der Automatisierung nicht nutzen, wenn jemand vor Ort sein muss, um die Datenträger auszutauschen. Deshalb haben wir ein automatisches Medienwechselsystem entwickelt“, sagte Burns. „Es entfernt die Disc, überprüft noch einmal, ob sie entfernt wurde, und lädt dann die nächste Disc.“

Das System ist außerdem mit einer Vakuumsystemabdeckung ausgestattet, mit der Sie einen Staubsauger anbringen können, um Staub und Schmutz von der Disc zu entfernen.

„Allein das Entfernen dieser überschüssigen Rückstände erhöht die Abtragungsrate und sorgt dafür, dass Ihre Schleifmittel länger halten“, sagte Burns. „Die Entfernungsraten stiegen durch das Vakuum um mehr als 50 Prozent, und ein Großteil davon ist nur ein Faktor für die effiziente Wärmeableitung aus dem System.“

Der Schlüssel für Burns liegt darin, dass dies ein idealer Ort für Geschäfte ist, um Zeit und Arbeitskosten zu sparen.

„Auf einem angespannten Arbeitsmarkt wird es schwierig sein, Leute zu finden, die den ganzen Tag über Oberflächen vorbereiten oder fertigstellen“, sagte er.

Die Art und Weise, wie ein Roboter einen Job erledigt, unterscheidet sich tendenziell von der Art und Weise, wie ein Mensch dies tun würde. Veredelungsprozesse sind keine Ausnahme.

„Beim Programmieren mit dem AOV empfehlen wir die Verwendung eines gleichmäßigen, überlappenden Pfads [wie hier gezeigt]“, sagte Painley. „Die Verwendung dieses Ansatzes anstelle der zufälligen, oszillierenden Bewegung, die beim manuellen Schleifen typisch ist, sorgt für ein gleichmäßiges Finish und maximiert die Lebensdauer der Medien. Wenn Sie Ihren Weg in der Mitte des Nachgiebigkeitshubs des AOV programmieren, kann das Werkzeug alle hohen oder niedrigen Stellen am Teil ausgleichen und gleichzeitig eine konstante Schleifkraft aufrechterhalten.

„Cobots sind bekanntermaßen einfach zu programmieren, und die Verwendung mit dem AOV ist nicht anders“, fuhr er fort. „Sie sollten nur eine kleine Anzahl von Punkten programmieren müssen, um einen Arbeitspfad zu erstellen, und die axiale Nachgiebigkeit des AOV gleicht die größere Ungenauigkeit eines Cobots im Vergleich zu Industrierobotern aus. ATI bietet außerdem Cobot-Ready-Kits mit allem, was Sie für den Einstieg benötigen, einschließlich Schnittstellenplatten, Luftversorgungskomponenten und Software.“

Das Entfernen und Ersetzen der Scheiben ist ein entscheidender Faktor für den effektiven Betrieb eines automatischen Schleifwerkzeugs. Hier sehen wir den Entfernungsprozess auf dem AOV. ATI

Herausgeber Robert Colman ist unter [email protected] erreichbar.

ATI Industrial Automation, www.ati-ia.com

Hebelautomatisierung, Leverautomation.com

Vorausschauende Wartung ist für jede Maschine in einer Werkstatt wertvoll, und Cobots bilden da keine Ausnahme. Da viele davon in staubigen und schmutzigen Anwendungen eingesetzt werden, kann die Sicherstellung, dass alle Systeme optimal laufen, Ausfallzeiten einsparen und das Risiko von Produktionsfehlern vermeiden.

Das jüngste Unternehmen, das ein Softwarepaket zur Verfolgung seiner Cobot-Anwendungen zur Unterstützung der vorausschauenden Wartung veröffentlicht hat, ist OnRobot, das im November 2021 seine WebLytics-Software auf den Markt brachte. Die Software überwacht sowohl die Produktion als auch die Gerätediagnose.

„Für uns lag der Schlüssel darin, die Software so benutzerfreundlich wie möglich zu gestalten“, sagte Kristian Hulgard, General Manager für Amerika bei OnRobot. „Wir glauben, dass wir uns von anderer Software zur Überwachung von Anwendungen dadurch unterscheiden, dass sie innerhalb einer Stunde alles in Ihrer Anwendung überwachen kann, wenn es sich um ein OnRobot-Produkt handelt. Wir haben für jedes Tool Vorlagen eingerichtet, die Ihnen als Benutzer die relevantesten Daten bieten, und Sie haben die Möglichkeit, diese zu ändern, wenn Sie bestimmte Daten anzeigen möchten.“

Zu den Produkten von OnRobot gehören Finger-, Magnet- und Vakuumgreifer; ein Schraubenzieher; ein Schleifer; und Schnellwechsler.

Die Software vergleicht bestimmte Daten mit Industriestandards.

„Wenn eine bestimmte Anwendung mit bestimmten Geschwindigkeiten und Nutzlasten läuft, können wir das vergleichen und sagen: ‚Vielleicht gibt es hier etwas, das Sie optimieren können‘“, sagte Hulgard. „Und grundsätzlich können wir überprüfen, ob die Tools ordnungsgemäß funktionieren. Wir können sehen, ob ein Teil gegriffen wurde, welche Größe und Form das Teil hat und wie viel Kraft zum Greifen aufgewendet wird. Das Feedback stellt sicher, dass es richtig gemacht wird.

„Sicherheitsstopps und Fehler gehen inzwischen auch alle auf den Benutzer zurück. Wenn Sie also feststellen, dass Sie in einer bestimmten Schicht mehr Stopps haben, können Sie sich das ansehen und sehen, ob mit dem Roboter etwas nicht stimmt oder vielleicht Ihr Bediener „Die Einspeisung nicht richtig vorbereiten.“

„Beim Programmieren mit dem AOV empfehlen wir die Verwendung eines stetigen, überlappenden Pfades“, sagte Painley.

Dies ist auch eine nützliche Methode, um festzustellen, ob Sie ein Werkzeug in der Werkstatt richtig verwenden.

„Da es sich um Cobots handelt, werden sie häufig in Geschäften neben den Mitarbeitern ohne Absicherung und in Geschäften eingesetzt, die nicht an Automatisierung gewöhnt sind. Die Überprüfung der Daten kann zeigen, dass das Werkzeug nicht auf die richtige Art und Weise oder an der richtigen Stelle in einem Geschäft verwendet wird.“

Erste Rückmeldungen von Beta-Kunden legen nahe, dass die Informationen zur vorausschauenden Wartung für Benutzer sehr wichtig sind.

OnRobot, onrobot.com