Aki nem szimulál, az jó eséllyel hibázik

Szimulációtervezéssel ideális gyártási folyamatok alakíthatók ki

2020. december 14., hétfő, 06:00

Címkék: 3d szimuláció automatizálás ipari robot KUKA Robotics robot robotika szimuláció szimulációs szoftver virtuális valóság

A felgyorsult piaci környezet elvárja, hogy a gyártórendszereket a lehető leggyorsabban és legköltséghatékonyabban üzemeljük be, ráadásul mindezt lehetőleg az első nekifutásra. Ebbe már nem fér bele a hibázás lehetősége. A robotizálással kapcsolatos tervek a fejlett vizualizációs lehetőségek általi megosztása ezenkívül az üzleti együttműködésre is jótékony hatással van. A KUKA Engineering szolgáltatásainak hátteréről Czikó Zoltán, a KUKA Hungária Kft. alkalmazásmérnöke beszélt a TechMonitor olvasóinak.

Mit takar pontosan az Engineering szolgáltatás a KUKA-nál?

Az Engineering szolgáltatás fő feladata, hogy az ügyfelek folyamatosan naprakészek legyenek a KUKA termékekkel és technológiákkal kapcsolatban. Ennek megfelelően három fő feladatunk van: az értékesítés támogatása, a műszaki támogatás, illetve a programozás. Az értékesítéstámogatás az értékesítést megelőző tevékenységekkel, többek között az ajánlatadással, a szakmai igények felmérésével, az elvégezni kívánt munkafolyamat és esetleges speciális technológiák alkalmazási lehetőségeivel foglalkozik. Az ennek során készített látványterv a kiválasztott robottípus alkalmazhatóságában erősít meg minket. Az ügyfél kérésére ez a látványterv további elemekkel bővíthető; például az anyagáramlás modellezésével, a munkafolyamatok optimalizálásával, vagy éppen ciklusidőméréssel.

A műszaki támogatás feladatkör kapcsán a KUKA termékeihez és technológiai csomagjaihoz szükséges tudás elsajátításában adunk támogatást képzések vagy egyéni segítségnyújtás formájában. A programozás feladatkör során pedig a KUKA robotnyelv szövegkörnyezetében használt parancsok megosztásával, illetve az esetleges programhibák javításával támogatjuk a programozókat.

Czikó Zoltán, a KUKA Hungária Kft. alkalmazásmérnöke

Mikor jelent meg a szimuláció valós igényként az ügyfelek részéről?

A gyártók arra törekszenek, hogy kiváló minőségű, egyedi termékeket hozzanak létre versenyképes áron és minél gyorsabban. Ennek érdekében ki kell szűrniük a felesleges folyamataikat. Anyagot, munkabért és energiát kell megtakarítaniuk, valamint csökkenteniük kell a termékátállási időket. Mindez, valamint a jövőbeli képességek maximalizálása a rugalmas automatizálási rendszerek felé tereli a gyártó cégeket.

A KUKA-nál maga a szimuláció öt-hat évvel ezelőtt tört be valós igényként. Először az értékesítés terén használtuk az adott elképzelés vizuális megerősítéseként. Napjainkban azonban egy nagyobb cég számára már nélkülözhetetlen a minden folyamatot lefedő részletes szimuláció, egy-egy vonatkozásában pedig még a robot kiválasztásában is fontos szerepet játszik. A munkatér-bejárhatóság, illetve a teherbírás, kinyúlás figyelembevételével először a pontos robottípus meghatározásához készül a szimuláció. A 3D szimuláció elkészítése még a mai napig nem számít alapnak, hanem a technológiai folyamat összetettsége határozza meg. Ha a robotnak egy szűk helyre kell benyúlnia, akkor minden bizonnyal készül szimuláció, hogy ezt a potenciális hibalehetőséget előre kizárjuk. Egy pick & place alkalmazáshoz azonban ez felesleges lehet, itt elég megbecsülni a munkatér méretét és a termékek várható súlyát. Az első robotjukat megvásárló ügyfeleket pedig feladat-összetettségtől függetlenül igyekszünk szimulációval támogatni a döntésükben.

Ha azonban már a gyártásról beszélünk, akkor jó eséllyel integrátorral dolgozik együtt az ügyfél, és ilyenkor a gyártásszimulációt is a rendszerintegrátor végzi. Ha egy cellában több robot dolgozik párhuzamosan, akkor már mindenképpen ajánljuk a gyártásszimuláció elkészítését. A műszaki támogatás természetesen az integrátorokra is kiterjed.

Milyen előzetes célja van a szimulációnak?

A szimuláció közvetlen célja a munkatér meghatározása, vagyis a robot és az eszközök elhelyezése. A munkatér csökkentésével hasznos alapterület szabadítható fel, és a robot mozgása is annál hatékonyabb, minél rövidebb utat jár be. A berakási pontok esetleges automatizálásával a gépkezelők száma is csökkenthető. Elengedhetetlen a hozzáférhetőségi vizsgálat elvégzése, tisztázni kell ugyanis, hogy milyen karhelyzetben érünk a megadott munkapontra, ezáltal kiküszöböljük az esetleges ütközéseket és a karhelyzeti hibákat. Amikor a teljes pálya rendelkezésre áll, akkor mérjük és optimalizáljuk a ciklusidőt. A teljes cella anyagáramlással, ciklusidő-optimalizálással stb. egybekötött szimulációjának elkészítése akár 24–36 órát is igénybe vehet – az ügyfél által igényelt komplexitástól függően.

Miért lehet jobb a KUKA saját szimulációs szolgáltatása a független gyártók által kínált különböző IT-rendszerektől?

A KUKA SimPro szimulációs szoftvert a robotok offline pályaprogramozására fejlesztettük ki, a termelésben dolgozó robotok állásidejének minimalizálása céljából. A szoftver a KUKA minden robotmodelljét tartalmazza. Az offline pályaprogramozás a vezérlő számára azonnal érthető nyelven jön létre, így az azonnal fel is tölthető a valós vezérlőre. A kontúrkövető pályaútvonal egyetlen kattintással létrehozható. A SimPro segítségével a program 80 százalékban el tud készülni a robot folyamatos munkavégzése mellett is, vagyis csak arra a 20 százalékra kell nélkülöznünk a robotot, amíg az új típust a valós gyártási környezetbe nem integráljuk.

Milyen előzetes adatokra van szükség a pontos szimulációhoz?

Az ügyfél részéről a cella egyéb berendezéseinek méretét, a gépek, szerszámok, valamint a gyártott alkatrészek importálható 3D modelljeit, illetve a főbb útvonalak meghatározását kérjük. Ha minden a rendelkezésre áll, akkor el tudjuk végezni a pályabejárást, illetve az anyagáramlás szimulációját. Ha a robot egy már meglévő gyártósorba épül be, akkor az ismert ciklusidők beépítésére is szükség van, hogy ne alakuljanak ki később szűk keresztmetszetek.

Milyen új megközelítéseket jelentett a szimulációban a kollaboratív robotok térhódítása?

A kollaboratív robotok megjelenése megváltoztatta a robotikára vonatkozó addigi elképzeléseket, hiszen többek között megszűntek a fizikai védőelemek, ami jelentős helymegtakarítással járt együtt. A KUKA kínálatában is megjelentek már a Budapesten fejlesztett önjáró kollaboratív robotok, amivel pedig a munkatér bővült ki. Az embert és robotot egyaránt magában foglaló munkatér tervezésekor minimalizálandók, sőt megszüntetendők a potenciális veszélyforrások, ami a gyakorlatban az ütközésveszély elhárítását jelenti. Ha ez mégis megtörténik, a robotok beépített védelmi rendszere megállítja a gépet vagy módosítja a mozgáspályát.

A virtuális valóság (VR) által teremtett új lehetőségek milyen irányba viszik el a szimulációt?

A virtuális valóság nagy hatással lesz majd a robotok programozására is, hiszen a programozónak ezáltal lehetősége lesz belépni az elképzelt munkatérbe, így a távolságok érzékelése is sokkal valósághűbb lesz. A 2D és a 3D szimulációkon nehezen felderíthető szűk pontok is jobban megérthetővé válnak, és így a rájuk adott megoldás is tökéletesíthető. A VR révén nemcsak a folyamat felülvizsgálata válik realisztikusabbá, hanem a felhasználói élmény is növelhető. Ezáltal pedig könnyebben azonosíthatók a lehetséges problémák és optimalizálási lehetőségek.

Molnár László

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek