Die schnellen Industrie- und kollaborativen Melfa-Roboter von Mitsubishi Electric sind hochpräzise, verfügen über eine intelligente Technologie und können in Fertigungszellen eingesetzt werden. Aber auch auf dem Gebiet der Software zur Roboter-Programmierung präsentiert der Automatisierer immer wieder Neuentwicklungen, darunter eine Teaching Box und eine Plattform, die Roboterprogrammierung und CNC vereint.

Mistubishi Electric Robotersteuerung


Inhalt

Teaching Box für den schnelleren Einsatz von Robotern

06.05.2024 | Mitsubishi Electric bringt mit der R86TB eine leistungsstarke Teaching Box auf den Markt. Mit ihr können Anwender industrielle und kollaborative Melfa-Roboter einrichten, programmieren, umrüsten, warten und Fehler beheben. Das vereinfacht die Interaktion zwischen Mensch und Maschine und macht automatisierte Abläufe hocheffizient.

Die neue Teachingbox ermöglicht die Nutzung der RT-Toolbox3-Funktionen direkt am Roboter. Mit der noch stärkeren 3D Simulationssoftware Melsoft-Gemini lassen sich Prozesse direkt in der 3D-Simulationsumgebung aufbauen. Vorabkontrolle und Optimierung in der Simulation ohne reale Komponenten sind damit möglich. Das Ergebnis kann direkt in die Software und Bewegungsabläufe eingebunden werden.

Das multifunktionale Bedien- und Programmierpanel basiert auf den bewährten Teaching Boxen von Mitsubishi Electric. Die Plattform bietet eine kostengünstige, intuitive Steuerung für Melfa-Roboter mit erweiterten Funktionen zur Überwachung und Programmierung aller Generationen.

Die umfassende Steuerung des angeschlossenen Roboters erfolgt über verschiedene Bildschirmmasken mittels hochauflösendem 10,1-Zoll-Display. Insbesondere verfügt der R86TB über 3D-Visualisierungsfunktionen. Diese helfen Systemintegratoren, Maschinenbauern und Endanwendern dabei, Roboteraufgaben in einer Umgebung zu planen, einzurichten und zu programmieren. Ergänzt wird die Funktion durch Parametereingabe, Programmierunterstützung, Programmierschnittstellen und einen Diagnosebereich. 

Intuitive Engineering-Software

Alle Funktionen basieren auf der herstellereigenen Roboter-Engineering-Software RT Toolbox3. Die intuitive Software für On- und Offline-Programmierung mit Simulationsfunktionen ermöglicht die einfache Programmierung, flexible Anpassung und nahtlose Kommunikation mit anderen Systemen. KI unterstützt optimiert man mit ihr Bewegungsabläufe und erhöht die Effizienz der Roboterprgrammierung.

Die Toolbox kann zum Beispiel 3D-Anlagendaten integrieren, um präzise Bewegungen und Kollisionsvermeidung zu ermöglichen. Zudem lassen sich Greifer-Modelle in die Simulation einbeziehen. Diese Kompatibilität steigert die Benutzerakzeptanz für den Einsatz dieser Plattformen.

Die Teachingbox R86TB unterstützt optimiert die Betriebszeit automatisierter Anwendungen sowie schnelle Fehlerbehebung ohne Computer. Die Box wurde als optimale Schnittstelle zur mühelosen Interaktion mit Melfa-Robotern während ihrer gesamten Lebensdauer entwickelt.

CNC + Roboterprogrammierung auf einer Plattform

15.02.2022 | Die Zusammenführung von Robotik und CNC Technologie bringt ganz klare Wettbewerbsvorteile für Maschinenbauer und OEMs bei der Konstruktion von CNC- Bearbeitungszentren. Mit der Integration vom Roboter in die Werkzeugmaschine lassen sich die Vorteile der Automation voll ausschöpfen und die Produktivität steigern. Mit der Entwicklung einer einheitlichen Programmierumgebung schafft Mitsubishi Electric eine direkte Robotersteuerung, mit der die Roboterprogrammierung über G-Codes im CNC Bearbeitungszentrum erfolgen kann.

Robotik und CNC-Bearbeitung sind zwei gute Beispiele für die sinkende Halbwertzeit von State-of-the-Art-Technologie. Während die CNC (Computer Numerical Control) Technologie auf die Programmierung von Maschinen mit Lochkarten in den 1950er Jahren zurück geht, kann man mit den CNC Maschinen der Gegenwart mehrachsig, vollautomatisch und computergesteuert Bearbeiten und Fräsen. Der Bedarf an Bedienern ist rasant gewachsen. Das Institute of Technical Trades US hat bereits 2016 behauptet, dass in vielen Branchen in den nächsten Jahren bis zu 40 % der Arbeitsplätze im Bereich CNC-Technik benötigt würden.

Die Geschichte der Industrieroboter

Die ersten Industrieroboter wurden in den späten 1950er Jahren entwickelt. Der Unimate von Unimation war 1961 der erste kommerzielle Industrieroboter, der heiße Metallteile an einem Fließband von General Motors in New Jersey, USA, anhob und stapelte. Im Jahr 1969 hat die Standford University den ersten vollelektrischen 6 Achsen Gelenkroboter vorgestellt. Er bestand aus einer Kombination aus Rotations-, Revoluten-, Prismen- und Kugelgelenken.

In den 1970er Jahren wurden die ersten Roboterarme zur weiteren Automatisierung entwickelt: Die nur mit Drehgelenken ausgestatteten Puma-Arme (Programmable Universal Machine for Assembly) erhöhten die Beweglichkeit des Arms. Parallel kam es zur Einführung der elementaren Datenverarbeitung zur Steuerung der Armposition.


Cobots als Türöffner zur Robotik Etablierung in Fabrikautomation


Einen neuen Ansatz brachten die 1980er Jahre in der Robotik: Die Universität Yamanashi in Japan hat mit der Robotertechnologie Scara (Selective Compliance Articulated Robot) Pionierarbeit geleistet. Der Arm hatte nur 4 Gelenke und kann sich nur in den drei Richtungen X, Y und Z bewegen. Auch wenn er damit als "selektiv nachgiebig" gilt, bietet er doch Vorteile in Sachen Geschwindigkeit, Platzbedarf und Preis gegenüber den komplexeren 6 Achsen Roboterarmen. Eines der Unternehmen, die diese Technologie auf den Markt brachten, war Mitsubishi Electric. Kurz darauf folgte eine kompakte 6 Achsen Robotics, die mehr Flexibilität in komplexen Montageprozessen bot.

Mitsubishi Electric hat in den letzten 40 Jahren dieses Engineering mit der Entwicklung von ca. 14 verschiedenen Generationen an Roboterarmen fortgesetzt. Einen großen Fortschritt n der Automation brachte u. a. die Verkürzung der Roboter Zykluszeiten. Vergleicht man einen Roboter von 1998 mit einem modernen Modell, ist die heutige Ausführung sechsmal schneller. Vergleichsweise sind die Geschwindigkeiten der schnellsten Automobile im gleichen Zeitraum lediglich um das 1,4 fache gestiegen, berichtet Auto Express.

Nicht nur die Grundgeschwindigkeit der Arme von Robotern hat sich verbessert, die intelligente Robotersteuerung gestattet zudem sanfte Bewegungen und hohe Beschleunigungen. Die Zykluszeiten verbessern sich damit drastisch.


ESD zertifizierte Roboter zur Handhabung von Elektrobauteilen


Die Anzahl der Robotermodelle von Mitsubishi Electric ist ebenfalls gestiegen. Ursprünglich waren es weniger als 10. Heute hat der Automatisierer über 160 verschiedene Versionen mit speziellen Merkmalen und Modulen im Portfolio, alle auf die Branchen Anforderungen zugeschnitten. Zum Beispiel dienen spezielle Beschichtungen für Applikationen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Oder spezielle Dichtungen machen den Roboter für Reinraum tauglich.

Auch bei der Sicherheit hat sich viel getan. Ursprünglich benötigten Industrieroboter feste Schutzvorrichtungen. Heute sind sie mit Sicherheitsschnittstellen ausgestattet, die das nicht mehr erforderlich machen. Als Cobots können sie sogar eng mit dem Menschen zusammenarbeiten. Der neue Melfa Assista setzt hier neue Maßstäbe im modernen Fertigungsprozess.

Fortschritte bei der Roboter Programmierung

Der Einzug der Computer machte die CNC Maschinen leistungsfähiger und die Fortschritte bei der Roboterprogrammierung veränderten die Applikationen von Robotern. Frühe Konstruktionen basierten auf digitalen Signalen als Schnittstelle zwischen Roboter und Maschinen Steuerung. Heute lassen sich Roboter und speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) der Maschine in eine Plattform integrieren. Das erhöht die Menge der zu übertragenden Daten sowie die Geschwindigkeit der Datenübertragung.

Diese Datenverfügbarkeit eröffnet neue Möglichkeiten, um die Produktivität und Rendite von Anlagen zu erhöhen. Informationen über Leistung und Laufzeit einzelner Komponenten innerhalb des Roboters werden zur vorausschauenden Wartung genutzt. Dadurch lassen sich Maschinenstillstände vermeiden und Ausfallzeiten reduzieren. Überträgt man die Daten in eine Cloud, lassen sich Roboter an unterschiedlichen Standorten verwalten oder vergleichen. So können Anwender sehen, wie sie sich verhalten.

Auch periphäre Technologien wurden weiterentwickelt. So erkennen Sensoren am Ende eines Roboterarms die ausgeübte Kraft und geben Rückmeldung an die Robotersteuerung, wenn zum Beispiel ein Roboter ein Teil in ein anderes einführt. Die Steuerung der optimalen Kraft verbessert die Qualität der Werkstücke. Auch Sensoren zur Bildverarbeitung sind in Industrierobern alltäglich geworden. Über sie lässt sich der Roboter an die gewünschte Position führen. Wichtig ist, dass sich solche Sensoren oder Kameras einfach und praktisch integrieren und programmieren lassen.


Roboterprogrammierung für die automatisierte THT-Bestückung


Die vielleicht wichtigste Engineering Entwicklung hat sich aber auf dem Gebiet der Software zur Roboter-Programmierung vollzogen. Software-Tools vereinfachen den Prozess der Roboterprogrammierung selbst bei hochkomplexen Aufgaben. Denn sie gestatten die vollständige Simulation der Systeme. Hardware Fehlkäufe lassen sich so bereits im Vorfeld sicher ausschließen. Das gibt den Entwicklern und Kunden die Garantie, dass ein System wie geplant funktioniert. Die Oberfläche wird wie bei der Drag & Drop Software zur Roboter-Programmierung RT-Visualbox immer bedienerfreundlicher. 

Die Software Entwicklung ist das Herzstück der jüngsten Innovation: Selbstgesteuerte Roboter scannen mittels Sensorik ihre Umgebung und planen ihre Bewegung, um Hindernissen auszuweichen – und zwar in Echtzeit. Selbst wenn mehrere Menschen und Roboter wie Cobots im selben Raum arbeiten, können Roboter ohne Überwachung arbeiten.

Robotersteuerung vereint CNC mit Robotik

Um den Gesamtdurchsatz signifikant zu steigern, hat man in den letzten Jahren die Robotertechnik verstärkt in der Maschinenbeschickung zur effizienten Be- und Entladung von Bearbeitungszentren eingesetzt. Dies verkürzt die Zykluszeiten und steigert die Effizienz des gesamten Produktionsprozesses. So können größere Chargen eigenständig über Nacht laufen.

Dabei gab es bisher allerdings eine große Herausforderung: Die Programmiersprache moderner Roboter unterscheidet sich stark von der Programmiersprache G-Code, welche bei der Programmierung von CNC Steuerungen angewandt wird. Zwar hat sich über die die Programmierung von G-Codes ein Bearbeitungszentrum schnell einrichten lassen. Doch ging dieser Geschwindigkeitsvorteil verloren, wenn der Maschinenbediener zusätzlich die skriptbasierte Programmiersprache für Roboter lernen musste. Mit der neuen Robotersteuerung Direct Robot Control hat Mitsubishi Electric die bisher getrennten Automatisierungstechnologien für seine Melfa Roboterfamilie zusammengeführt.

Robotersteuerung und SPS der CNC Maschine werden bei dieser direkten Robotersteuerung nicht mehr separat programmiert. Vielmehr lässt sich der Roboter über G-Codes im CNC Bearbeitungszentrum selbst programmieren. So wird er als ein Teil des Bearbeitungsauftrags betrachtet. Er lässt sich sogar mit dem Handrad der Maschine bewegen. Warnungen oder Alarme von CNC und Roboter werden darüber hinaus im selben Protokoll aufgezeichnet.

Die neue Robotersteuerung eröffnet neue Möglichkeiten. Unternehmen benötigen in Zeiten des Fachkräftemangels nur einen Spezialisten und Erstausrüster können die Robotik leichter in ihre CNC Maschine einbinden. 

In den letzten 50 Jahren haben sich Robotik und CNC Bearbeitung massiv weiterentwickelt. Die Gegenwart wir das künftig immer weiter vertiefen. Technologien wie Künstliche Intelligenz wird in die Automatisierungskomponenten Einzug halten und maschinelles Lernen wird das robotergestützte Bearbeitungszentrum effizienter machen. Mitsubishi Electric ist hier mit seiner unternehmenseigenen KI-Technologie Maisart federführend.

Kooperation Robot Ready mit Kuka – Video

 

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