Bardziej wydajne pick-and-place

Niezwykle precyzyjne aplikacje typu pick-and-place mogą zwiększyć wydajność i niezawodność linii produkcyjnych. Do tej pory jednak funkcjonowały one jako urządzenia odrębne od samej maszyny, co zdecydowanie ograniczało ich wydajność. Firmie B&R udaje się obecnie zmienić tę sytuację dzięki pełnej integracji sterowania robotami z systemem automatyki i wprowadzeniu nowego rozwiązania programowego.

„Aplikacje pick-and-place mają jedną ogromną zaletę” – wyjaśnia Sebastian Brandstetter, menedżer produktu w dziale zintegrowanej robotyki w B&R – „Roboty wykonują dokładnie ten sam ruch przez 24 godziny na dobę, z niezmienną precyzją.” Dla właściciela maszyny oznacza to:

• Większą sprawność użytkową
• Mniejszą ilość odpadów
• Mniejsze zmęczenie operatora

„Wiele klasycznych czynności typu pick-and-place zostało już zautomatyzowanych” – wyjaśnia Brandstetter. Wciąż jednak istnieje mnóstwo stanowisk pracy ręcznej, na których pracownicy wykonują monotonne zadania, takie jak wkładanie produktów do pudełek lub sortowanie wadliwych przedmiotów. Prace takie mają dwie główne wady: po pierwsze, coraz trudniej jest znaleźć ludzi chętnych do ich wykonywania, po drugie, monotonny charakter pracy oznacza, że popełnienie błędu jest tylko kwestią czasu. Dlatego właśnie rozwiązania typu pick-and-place tak znakomicie sprawdzają się w tego typu sytuacjach.

Brandstetter dodaje jednak, że „wdrożenie operacji pick-and-place jest bardziej skomplikowane niż mogłoby się wydawać.” Nie wystarczy tylko zaprogramować kinematykę robota. Jest wiele innych ważnych czynników, które należy wziąć pod uwagę, wdrażając dane zastosowanie:

• Ruchy poszczególnych robotów
• Koordynację pomiędzy robotami i przenośnikami taśmowymi
• Koordynację z systemem wizyjnym maszyny
• Sam proces realizowany przez maszynę

„Jeśli się głębiej zastanowić, operacja pick-and-place jest w zasadzie kwestią logistyki” – uważa Brandstetter. Trzeba jak najefektywniej przetransportować przedmioty z punktu A do punktu B. Choć wydaje się to proste, w rzeczywistości opiera się na bardzo złożonych obliczeniach i odpowiednim programowaniu. Może się to okazać poważną przeszkodą, zwłaszcza w przypadku małych i średnich producentów maszyn, którzy nie dysponują własnym działem oprogramowania.

„Właśnie dlatego dodaliśmy specjalny nowy komponent do naszego rozwiązania mapp Technology” – wyjaśnia. Aby skonfigurować aplikację, wystarczy opisać pożądany proces. Taki opis może sprowadzać się do prostego polecenia, na przykład: „Zbierz wszystkie pomarańczowe produkty i umieść je w pierwszym pudełku.” Inteligentny komponent mapp zajmie się resztą.

„Jest to możliwe dzięki licznym zaprogramowanym przez nas modułom oprogramowania, które łączą się ze sobą automatycznie w tle w celu osiągnięcia pożądanego rezultatu. Za pomocą interfejsu, znanego jako mapp Link, łączą się także z innymi używanymi komponentami mapp, takimi jak mapp Vision, który obsługuje systemy wizyjne maszyn, mapp Robotics do sterowania robotami lub mapp Axis do sterowania ruchem jednoosiowym.

„Ogromną zaletą mapp Technology jest to, że wszystkie komponenty komunikują się ze sobą automatycznie” – twierdzi Brandstetter. Użytkownik nie musi programować ani jednego wiersza kodu, dlatego może więcej czasu i poświęcić głównemu zadaniu: optymalizacji samego procesu maszyny.

Kontynuując przykład z pomarańczowymi produktami – komponent mapp Pick&Place będzie działać w następujący sposób:

• Kamera systemu wizyjnego maszyny rozpoznaje pomarańczowy produkt
• Współrzędne jego położenia są przesyłane do robota w czasie rzeczywistym za pośrednictwem mapp Link
• mapp Robotics wyznacza optymalną ścieżkę
• Robot podnosi produkt i umieszcza go w pudełku

„Tę podstawową koncepcję można również przenieść na znacznie bardziej złożone zastosowania” – zauważa Brandstetter. Na przykład pudełko może poruszać się wzdłuż taśmy przenośnika, albo produkty mogą być umieszczane w nim w określonym układzie. „Również do bardziej skomplikowanych przypadków stosuje się ta sama zasada: twórca aplikacji konfiguruje tylko te funkcje, które są mu potrzebne – bez konieczności programowania.”

Komponent mapp Pick&Place jest na tyle elastyczny, że działa również w połączeniu z inteligentnym systemem trackowym takim jak ACOPOStrak. Co więcej, nie ma ograniczeń, co do liczby robotów, których można użyć w aplikacji. Zwłaszcza w przypadku aplikacji służących do szybkiego sortowania warto dysponować szeregiem robotów w celu maksymalizacji wydajności. Oprócz robotów typu delta można również stosować roboty z ramieniem przegubowym lub roboty typu SCARA.

„Istnieje wiele możliwych strategii logistycznych służących do rozwiązywania zadań typu pick-and-place” – wyjaśnia Brandstetter. „To również uwzględniliśmy, konstruując mapp Pick&Place.” Użytkownik ma do wyboru wiele różnych strategii, na przykład:

• Pierwszy na wejściu - pierwszy na wyjściu (FIFO)
• Nadawanie priorytetów określonym zadaniom lub produktom
• Możliwie najkrótszy czas pobierania
• Energooszczędne profile ruchów
• Profile ruchów minimalizujące zużycie mechaniczne

Te opcje pozwalają zoptymalizować proces pod kątem każdej możliwej sytuacji. Dzięki uproszczeniu wdrażania robotyki i operacji manipulatora komponent mapp Pick&Place radykalnie zmniejsza ryzyko inwestycyjne związane z włączeniem robotów do procesów maszynowych. Precyzyjna synchronizacja między robotami a resztą maszyny zapewnia ponadto znaczny wzrost wydajności.

Przygotował: Stefan Hensel, redaktor działu komunikacji korporacyjnej B&R