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Robotik Simulation und Offline-Programmierung von Motoman-Robotersystemen

Redakteur: Jan Vollmuth

Eine virtuelle Simulation von roboterbasierten Anlagen und Prozessen bringt nicht nur bei der Planung entscheidende Vorteile, sondern auch bei Inbetriebnahme und Betrieb entsprechender Anlagen.

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(Bild: Yaskawa)

Insbesondere lassen sich kostspielige Fehler zuverlässig ausschließen und Ressourcen effizienter einsetzen. Die Voraussetzung dafür bilden Software-Lösungen, die den konkreten technischen Gegebenheiten der Robotik ebenso gerecht werden wie den spezifischen Anforderungen der Anlagen-Umgebung. Ein Beispiel ist die speziell zur Simulation und Offline-Programmierung von Motoman-Robotersystemen entwickelte Software Motosim EG VRC (Enhanced Graphic – Virtual Robot Control) von Yaskawa.

Zeitaufwendiges Verfahren

Die Planung und Umsetzung von neuen roboterbasierten Fertigungsprozessen sieht auch heute noch bei manchem Unternehmen so aus: Zunächst wird das neue Verfahren zeitaufwendig erprobt, etwa in Form von Schweißversuchen. Dabei werden Roboter und andere Anlagenteile wie Positionierer, Brenner und Fahrbahnen immer wieder neu programmiert. Ist das gewünschte Ergebnis erreicht, wird die Anlage dann umgerüstet. Währenddessen steht sie nicht für die eigentliche Produktion zur Verfügung. Außerdem ist nicht ausgeschlossen, dass bei und nach Inbetriebnahme doch noch unerwartete Fehler und Betriebsunterbrechungen auftreten.

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Mit guten Gründen setzen sich deshalb Simulationsprogramme durch. Sie ermöglichen das virtuelle Entwerfen und Überprüfen von Fertigungsprozessen in einer dynamischen 3D-Umgebung. Die gewünschten Standards bei Qualität, Ressourcen, Kosten und Terminen sind damit zuverlässig gewährleistet. Auslastung und Zykluszeiten werden durch Simulation optimiert. Mögliche Probleme bei der Produktkonstruktion lassen sich zudem frühzeitig erkennen und noch vor dem eigentlichen Produktionsbeginn beheben.

Planen und programmieren

Interessant wird der Einsatz von Simulation und Offline-Programmierung damit vor allem in mittelständischen Fertigungsbetrieben mit häufigen Produktwechseln, etwa in der Blechbearbeitung oder bei Lackieranwendungen. Das gilt sowohl für Anlagenbauer als auch für Anwender: Anlagenbauer und Systemintegratoren können Zellen damit nicht nur planen, sondern auch komplett programmieren. Entsprechend einfacher und schneller ist die Installation beim Kunden. Anwender können dagegen per Simulation und Offline-Programmierung ihre Rüstzeiten deutlich reduzieren. Alle Prozesse lassen sich parallel zur Produktion entwickeln. Weil dabei auch die Vorrichtung schon vorab auf Zugänglichkeit etc. überprüft wird, sind zudem später – wenn überhaupt – nur noch geringe Korrekturen notwendig.

Speziell für die Planung von Motoman-Robotersystemen hat Yaskawa das Softwarepaket Motosim entwickelt, ein Offline-Programmiersystem mit 3D-Simulation. Die Funktionalität des Controllers ist dabei von vornherein integriert. Das Besondere daran: Motosim verwendet das gleiche kinematische Modell wie die Robotersteuerung. Die Software zur Roboterprogrammierung am PC bildet also 1:1 die Oberfläche des Programmierhandgerätes (PHG) ab. Auch die Programmiersprache (Inform) ist dieselbe. Dadurch reduziert sich der Aufwand für den Bediener. Stillstandzeiten werden minimiert und die Produktivität gesteigert.

Alle Steuerungsgenerationen werden unterstützt

Alle Motoman-Steuerungsgenerationen werden von Motosim EG unterstützt, angefangen vom Typ ERC bis zu den aktuellen Steuerungen FS100 und DX200. Über die einfache Programmierbarkeit hinaus erleichtert Motosim die Planung durch eine umfangreiche Bibliothek von Motoman-Produkten. Das heißt: Die Bibliothek umfasst nicht nur alle Robotermodelle verschiedener Generationen, sondern auch Zubehör wie Positionierer, Fahrbahnen etc. 3D-Datenmodelle stellt Yaskawa zum Download auf der Homepage zur Verfügung. Dieser Service ist in der Software-Lizenz bereits enthalten, ebenso wie Erweiterungen um neue Robotermodelle.

Mit Motosim EG steht eine einfachere Version zur reinen Simulation zur Verfügung. Per Bahn-Kalkulation über CAD ist damit eine schnelle Abschätzung möglich. Die Vollversion Motosim EG VRC (Enhanced Graphic – Virtual Robot Control) ist hingegen voll offline-programmierfähig und dabei auch für Multirobot-Lösungen mit mehreren Robotern ausgelegt. Die Vollversion unterstützt die Robotergenerationen NX100, DX100, DX200 und FS100.

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