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Roboterprogrammierungssuite von ArtiMinds für Optimierung im Betrieb

Steuerungstechnik
Das Beste aus zwei Welten

Von der Planung einer automatisierten Anlage bis zu dem Zeitpunkt, an dem diese schließlich effektiv produziert, ist es ein langer, zeitintensiver Weg. Aber Zeit ist Geld. Daher gilt es Planung und Bau einer Anlage zu beschleunigen ebenso wie die Inbetriebnahme mit den dabei anfallenden Optimierungen. Das betrifft auch die Roboterprogrammierung. Bei der Instandhaltung und viel mehr noch später im laufenden Betrieb ist der zeitliche Rahmen für Optimierungen begrenzt. Daher braucht es sinnvolle Konzepte und strukturierte Prozesse, um schnell und nachhaltig zum Ziel zu kommen.

»Dr.-Ing. Sven Schmidt-Rohr, CEO bei ArtiMinds, und Dipl.-Ing. (FH) Nora Crocoll, Redaktionsbüro Stutensee

Inhaltsverzeichnis
1. Offline – Online – Disconnected
2. Disconnected trifft Problemanalyse
3. Besser vorbereitet, optimale Wartungsfenster
4. Revisions-Management

Um bei der Entwicklung automatisierter Anlagen und auch bei der Programmierung der eingesetzten Roboter möglichst schnell voranzukommen, eignen sich durchgängige Lösungen, die von der Planung und Programmierung bis hin zur Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb eingesetzt werden und unterstützen. Vorteilhaft ist es, wenn man in diesen Tools leicht zwischen Offline- und Online-Programmierung wechseln, also sowohl digital in der Simulationsumgebung als auch direkt am Roboter programmieren und testen kann. So kommt man deutlich schneller zur fertig automatisierten Anlage. Um bei der Inbetriebnahme jedoch systematisch testen und dort sowie später im laufenden Betrieb sinnvoll optimieren und Einstellungen ändern zu können braucht es noch mehr:

Offline – Online – Disconnected

Nachdem ein Robotersystem geplant und programmiert wurde, wird es schließlich beim Kunden in Betrieb genommen und intensiv getestet. Dabei zeigt sich oft schnell, wo kleinere Anpassungen notwendig sind, um den Betrieb generell zu gewährleisten, aber auch um einzelne Prozessschritte zu optimieren. Während vorab Planung und Offline-Programmierung der sinnvolle Weg zum Ziel sind, ist in dieser Phase ein Teach-in am Teachpanel oft nützlicher, um Feinjustierungen vorzunehmen oder Roboterbewegungen gezielt anzupassen.

Die Experten für herstellerunabhängige, bausteinbasierte, intuitive Roboter-Programmierung von ArtiMinds haben mit der Robot Programming Suite (RPS) ein Programmiertool entwickelt, mit dem sich von der Planung bis zur Inbetriebnahme und gerade im laufenden Betrieb die Offline- und Online-Programmierung perfekt verzahnen lässt. Dr.-Ing. Rainer Jäkel, CTO der ArtiMinds Robotics GmbH ergänzt: „Der Wechsel zwischen Programmieren und Testen in der Simulationsumgebung hin zum Anpassen und Testen vor Ort in der Anlage ist mit einem Knopfdruck erledigt. Manchmal ist aber auch der umgekehrte Weg gefragt, bspw. dann, wenn kleine Änderungen von Punkten direkt mit dem Teachpanel des Roboters vorgenommen werden sollen. Viele befürchten mit einem System wie unserem diese Agilität und Unabhängigkeit zu verlieren. Deshalb haben wir den Disconnected-Modus entwickelt, der die Vorteile beider Herangehensweisen miteinander vereint.“

Disconnected trifft Problemanalyse

Der Vorteil des Disconnected-Modus liegt darin, dass einzelne Änderungen – also zum Beispiel Teachpunkte – wie gewohnt sehr einfach direkt am Roboter Teachpanel angepasst werden und im Anschluss aber auch automatisiert wieder in die RPS zurückgespielt werden können. Dadurch steht das in der Programming Suite hinterlegte Roboterprogramm immer in der aktuellsten Version zur Verfügung und umfangreichere Änderungen können wie gehabt im nahtlosen Wechsel zwischen Online- und Offline-Modus getestet und analysiert werden. Das unproblematische Zurückspielen von Änderungen sorgt für mehr Sicherheit und macht Umprogrammierungen im laufenden Betrieb deutlich effizienter. Mit einer Simulation wird schnell sichtbar, ob die vorgenommenen Änderungen überhaupt funktionieren. So sind z.B. Erreichbarkeitsanalysen, aber auch Taktzahlanalysen und -optimierungen einfach möglich. Nach der Änderung und einem definierten Testlauf lässt sich sehr schnell sagen, ob die vorgenommene Anpassung tatsächlich den erwarteten Optimierungsnutzen gebracht haben.

Besser vorbereitet, optimale Wartungsfenster

Bei der Inbetriebnahme einer neuen Anlage wird die Produktion üblicherweise schrittweise hochgefahren. Eine Dreischicht-Produktion arbeitet anfangs beispielsweise nur in zwei Schichten. So gibt es in der dritten Schicht die Möglichkeit für verschiedene Anpassungen. Je länger die Produktion läuft, desto kürzer werden diese geplanten Stillstandszeiten, in denen es möglich ist, Optimierungen auch am Roboter-Programmiercode vorzunehmen. Zwischen den Zeiträumen, in denen Anpassungen gemacht werden können, läuft die Produktion zwar weiter, aber gegebenenfalls suboptimal. Das bedeutet, es wird evtl. mehr Ausschuss als nötig oder mit mangelnder Effizienz produziert. Diesen Zustand gilt es innerhalb von geplanten Instandhaltungszeiten möglichst schnell zu beheben. Dazu ist gute Vorbereitung das A und O. Auch hierbei hilft der Disconnected-Modus der RPS.

Am Roboter-Teachpanel vorgenommene Änderungen können in die Software zurückgespielt werden. Bereits noch während die Produktion läuft, kann der Programmierer im Offline-Modus dann das veränderte Roboterprogramm analysieren, weiter optimieren und die Anwendung in der Simulation testen. Dabei unterstützt den Programmierer das Ergänzungstool Learning & Analytics for Robots (LAR). Mit ihm kann er einzelne Auftragstypen oder Produktvarianten gezielt untersuchen und mit Bezug zum jeweiligen Prozess herausfinden, an welcher Stelle das Roboterprogramm angepasst werden muss, um z.B. Toleranzen oder Varianzen auszugleichen. Jäkel ergänzt: „Die Analyse ist auf einem sehr detaillierten Level möglich. Ich kann also zum Beispiel einzelne Kraftpeaks anschauen und dadurch Rückschlüsse auf Probleme ziehen und gezielte Lösungsansätze ableiten.“ Steht die Anlage dann in einem geplanten Zeitfenster still, wird der neue Code wieder aufgespielt und kann nun auch in der realen Anwendung getestet werden. Durch diese Vorbereitung wird der geplante Stillstand bzw. das Wartungsfenster ideal ausgenutzt.

Revisions-Management

Gerade bei der Inbetriebnahme geht es oft „heiß“ her. Kurzfristig werden Änderungen vorgenommen, um die Anlage auf die tatsächlichen Realbedingungen einzurichten. Viele Anpassungen werden auch nach „Bauchgefühl“ gemacht in der Hoffnung, Teilprozesse zu optimieren. Nicht selten stellt sich aber im Nachhinein heraus, dass eine gut gemeinte Änderung nicht zum gewünschten Ergebnis führt. Im schlimmsten Fall ist dann die besser funktionierende Vorgängerversion nicht abgespeichert bzw. nicht mehr auffindbar. Hierbei hilft die Software mit ihrem Revisions-Management. Alle Versionen des Roboterprogramms sind im System strukturiert abgelegt, Änderungen jederzeit nachvollziehbar und das Aufspielen einer Vorgängerversion ist schnell erledigt. Ein solches Revisions-Management ist gerade dann vorteilhaft, wenn mehrere Instandhalter für ein und dieselbe Roboterzelle verantwortlich sind. Denn eines ist sichergestellt: sie arbeiten immer mit der aktuellsten Programmversion.

„Never touch a running system“ sagt man manchmal scherzhaft, wenn nach der Inbetriebnahme das System endlich läuft. Dabei hätte die Anlage durchaus Optimierungspotential. Und genau an dieser Stelle kann die Software die Hürde für nachträgliche Änderungen und Optimierungen deutlich reduzieren. Jäkel resümiert: „Dadurch, dass Änderungen im Offline-Modus einfach getestet werden können, hat der Entwickler mehr Flexibilität und Sicherheit beim Einführen solcher Anpassungen. Ein weiterer Vorteil ist, dass Änderungen nicht auf Basis von Intuition stattfinden, sondern auf objektiven Analysen basieren, die auch zeigen, ob sie zum gewünschten Ziel führen. Und schließlich sorgt der Disconnected-Modus dafür, dass man nicht auf die Agilität des Teach-ins verzichten muss. Somit bleibt die Gesamtlösung flexibel und lässt sich dank durchgängigem Softwaretool standardisiert und effizient anpassen und weiterentwickeln.“ (jg)

Details zu der Roboter-Programmier-Software von ArtiMinds:

hier.pro/qJZoM

Kontakt:

ArtiMinds Robotics GmbH
Albert-Nestler-Str. 11
76131 Karlsruhe
Tel. +49 721 509998–0
contact@artiminds.com
www.artiminds.com

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