Robot, který jen manipuluje s dílci, pracuje pod svoje možnosti

Stoupá počet robotů, které ve firmách spolupracují s obráběcím strojem, kdy zpravidla vyjímají obrobené kusy a zakládají nový materiál nebo slouží k nástrojovému hospodářství. Tento proces je možné zásadně zjednodušit, ale také rozšířit o další náročnější úkoly pro robotickou ruku. Siemens nabízí řešení, které spojí obráběcí stroj a robot v jediný funkční celek. Robot může být řízený stejným řídicím systémem SINUMERIK ONE jako obráběcí stroj. Ovládání a programování probíhá z panelu přímo na stroji, je možno využít přípravu výroby v CAD/CAM řetězci, stejně jako je tomu u obráběcího stroje. „Z toho plyne úspora času programování, úspora odborníka na ovládání robotu a zjednodušení a standardizace výroby. Existujícími algoritmy v CNC řízení je také možné práci robotu zpřesnit o jednotky až desítky procent,“ vysvětluje Adam Koncer ze společnosti Siemens.

Standardizované řešení do výroby

Automatizace je teď mimořádně žádaná a množství robotických řešení roste. Počet zařízení, na která je potřeba ve výrobě speciálně školený programátor, vzrůstá také. Jedna platforma, kterou umí ovládat hned několik zaměstnanců, proto nabízí spolehlivé řešení i v budoucnosti. CNC programování je standard, který je desítkami let osvědčený a vyučuje se už na středních školách. Systém práce, který umožňuje v klidu kanceláře vygenerovat program, otestovat ho na virtuálním dvojčeti a pak ho v potřebný čas zadat do stroje a bez zbytečných prostojů vyrábět třeba 5 různých typů výrobků, se musí líbit každému.

S jakými úlohami si robot poradí

„Tímto způsobem můžeme efektivně programovat v současnosti běžné manipulační úlohy, ale to bych považoval trochu za plýtvání prostředky. CNC řízený robot může dělat mnohem víc,“ naznačuje další možnosti Adam Koncer a pokračuje: „Robot, který je v praxi často během samotného obrábění nevyužitý, lze použít pro hybridní operace, které se někdy přímo nabízejí. K manipulaci se může přidat i další opracování obrobků. Robot je velmi vhodný k silově méně náročným mechanickým operacím. Využijeme ho například k leštění, odjehlení hran nebo čištění závitů, to vše během doby, kdy se ve stroji obrábí další díl. Toto je představitelné i s běžným řízením robotu, ale s jeho CNC ovládáním je to nesrovnatelně snazší, zvláště při častých změnách výroby.”

Run MyRobot /Direct Control

Tuto vysokou úroveň integrace robotu Siemens označuje Run MyRobot /Direct Control a běží už v řadě aplikací po světě, zejména v Německu. Je dobré vědět, že v této fázi jsou aktuálně připojitelné tři značky robotů: švýcarský MABI za segment high-end robotů, dále italský Comau a nepříliš známý německý Autonox. V budoucnu se počet kompatibilních značek robotů rozšíří, záleží však na ochotě jejich výrobců spolupracovat. Adam Koncer vysvětluje, jak probíhá integrace v praxi: „Abychom dokázali mít robotické rameno takto pod kontrolou, je nutné mít možnost plně řídit jeho pohony. Výše uvedení výrobci v těchto případech našim společným zákazníkům dodávají zkompletované robotické rameno, které je osazeno servomotory a kabeláží. Kabeláž je ukončena konektory na patě robotu, a tím dodávka těchto spřátelených firem končí. Siemens dále dodá frekvenční měniče a kabeláž mezi rozváděč a patu robotu. Integrace do řídicího systému je jednoduchá, existují skripty, které ovládání robotu integrují do SINUMERIKu jako další řízený kanál.“

Ukázka v TAJMAC-ZPS

Ukázka řešení Siemens pro strojaře včetně Run MyRobot /Direct Control probíhala na nedávných Zákaznických dnech TAJMAC-ZPS. „Kolem multifunkčního stroje ZPS MCG 1000 se točily naše technologie. V první řadě jsme demonstrovali výhody digitálního dvojčete stroje a výroby. Na stanovišti jsme připravovali a na virtuálním stroji verifikovali obráběcí proces. Dále jsme pracoviště rozšířili o CNC řízené rameno, které provádělo operace, o nichž jsme již mluvili. Reálně to probíhalo následovně: Robot uchopil kostku materiálu a vložil ji do stroje. Stroj ji ohruboval a následně obrobil na čisto, obráběcí proces předtím zrychleně proběhl ve virtuálním prostředí. Po robotickém vyjmutí obrobku a upnutí nového materiálu se rameno mohlo věnovat dalším operacím. Robot přenesl vyrobený díl na vedlejší stůl, kde jej umístil do přípravku. Vyměnil si nastroj, okartáčoval hrany a dalším nástrojem projel závit. Následně obrobek ofoukal a umístila na paletu,” komentuje Adam Koncer pracoviště, které si ve Zlíně (ve virtuální podobě) prohlédlo několik set odborníků. Hlavní výhodou je úspora samotných výrobních časů, ale ještě výraznější je zkrácení času pro naučení robotu na nové geometrie obrobků. V této fázi je nyní projekt v České republice a Adam Koncer k tomu dodává: „Ve chvíli, kdy se objeví zákazník s požadavkem na takto vybavený stroj, s firmou TAJMAC-ZPS jej umíme dodat. Lze osadit i jiný stroj nebo vykonávat jiné funkce, to už je jen technický detail.“

Jít ještě o kousek dál

Vše se točí kolem systémového softwaru SINUMERIK ONE. Tento systém prakticky nemá hranice a je jen na zákazníkovi, jak jej dokáže vytěžit. Vedle obráběcích strojů a nyní i robotů se SINUMERIK ONE standardně využívá k řízení aditivní výroby, ať už na souřadnicových strojích, nebo roboticky ovládaném 3D tisku. „Naše společnost se zabývá číslicově řízenými systémy přes 60 let. Víme, že SINUMERIK ONE má obrovský výpočetní výkon, který bez problému uřídí několik operací zároveň. Další zvýšení úrovně operací nabízí jejich kompenzace. Žádný proces není dokonale stabilní, dochází k vnějším vlivům, teplotním změnám, takže výrobky ze začátku směny se mohou lišit od těch z poledne. K eliminaci slouží právě softwarová kompenzace možných nepřesností. V tomto oboru má Siemens mimořádné know-how a v SINUMERIK ONE silný nástroj, který matematicky náročné kompenzace v pohodě stíhá v reálném čase. Zjistili jsme, že naše CNC řízené roboty jsou přesnější jak ve statických úkolech (kdy potřebujeme, aby robot najížděl vždy na přesné místo), tak se zlepšuje i dynamická přesnost, kdy umíme kompenzovat dráhy robotu. Takový robot se stává plnohodnotným strojem, který může například sám obrábět, limitem je jen jeho tuhost, která se myslím podceňuje a správně upravené parametry obrábění také zásadně pomáhají. Roboty toho do budoucna zvládnou mnohem víc, než se od nich dnes očekává,” demonstruje Adam sílu SINUMERIK ONE. A právě zde je zřejmý význam slova ONE v názvu: k řízení různých strojírenských technologií, výrobních i automatizačních procesů stačí jediný řídicí systém.

Komu se investice vyplatí?

Cena zařízení je parametr, který samozřejmě každého velice zajímá, zároveň se ale obtížně vyjadřuje. Vždy záleží na konkrétní aplikaci a specifických požadavcích zákazníka. Rozptyl může být od půl milionu do pěti milionů korun. V přímém porovnání vstupních nákladů bude mít CNC řízený robot vyšší vstupní náklady, než běžně osazovaný robot s nezávislým řízením. CNC robotizované pracoviště může ušetřit plat jednoho člověka nebo několik operací stroje, které v taktu velké série mohou znamenat značné finanční úspory. Vyšší investice se tak může rychle vrátit.