Interfejsy użytkownika w robotyce

Wszędzie tam, gdzie stosowane są roboty, konieczna jest wiedza, co te roboty robią w danej chwili oraz co robiły w przeszłości. Bardzo duża ilość informacji musi być zebrana, przeanalizowana i udostępniona wielu użytkownikom w bardzo krótkim czasie.
Większość obecnie wytwarzanych interfejsów użytkownika to umożliwia. Dlatego roboty i ich HMI, umożliwiający podglądanie ich podczas pracy, znaleźć można wszędzie tam, gdzie konieczne jest wykonanie precyzyjnych, powtarzalnych zadań lub też prac w uciążliwych dla ludzi warunkach.
Żaden robot nie jest samoistną wyspą…
Pomimo faktu, że roboty pracują zazwyczaj nad realizacją pojedynczych zadań, żaden z nich nie pracuje sam. – Robot nie jest wyspą – mówi David Hanby, specjalista opracowywania oprogramowania w amerykańskim oddziale ABB Inc. – System „robotyczny” musi współpracować z innymi układami systemów w zakładzie.
Dzisiejsze systemy robotyczne stanowią integralną część infrastruktury informatycznej przedsiębiorstwa. Aby ich działanie było skuteczniejsze, należy je traktować właśnie w ten sposób. W przypadku pracy robotów ich integracja ze środowiskiem informatycznym, wizualizacja oraz długoterminowe analizy są tu niezwykle istotne.
– W pewnym momencie zużywanie się części, nietrwałość materiałów czy też awarie podzespołów sprawiąją, że wydajność systemu robotycznego przekracza dopuszczalne granice – mówi Roy Kok, dyrektor marketingu interfejsów HMI/SCADA (interfejsy użytkownika HMI wyposażone w możliwość zbierania danych i regulacji nadzorczej – SCADA) w firmie GE Fanuc. – Wtedy koniecznie trzeba mieć możliwość monitorowania, wykonywania czynności regulacji oraz wychwytywania niezbędnych informacji tak, aby operator mógł obserwować i koordynować bieżącą pracę maszyn. Urządzenia grupujące funkcje interfejsów HMI i SCADA stają się wierzchołkiem układu robotyzacji, niejako jego „zarządcą” prowadzącym nadzór i regulującym wydajność procesów obróbki oraz śledzącym pracę i przestoje maszyn. Taki system utworzony z układu robotycznego, układu automatyzacji i sterowania maszynami i dodatkowo wyposażonego w interfejsy o funkcjach HMI/SCADA może zajmować się także planowaniem napraw i konserwacji oraz kontrolą jakości. Bogato wyposażone w narzędzia interfejsy HMI to tylko jeden z aspektów zapewniania lepszego obrazu tego, co dzieje się z maszyną, produkcją, zakładem.
– Potrzeba rozbudowanego HMI w systemach sterowania zakładu jest zrozumiała – dodaje Rich Carpenter, specjalista z GE Fanuc. – Trzeba go mieć, ale sam nie wystarczy – kontynuuje R. Carpenter. – Najnowsza wersja interfejsu HMI pozwala na wykonanie wstępnej regulacji, ale zasila on również serwer sieci internetowej, służący do zdalnego diagnozowania. Oprogramowanie interfejsu HMI może integrować dane pochodzące z różnych źródeł. Te informacje mogą być następnie przenoszone do modułu iHistorian, który staje się depozytariuszem archiwizowanych informacji dosłownie „na zawsze” i tym samym tworzy podstawę do wykonywania analiz.
Możliwości integrowania danych przez programy interfejsu użytkownika (HMI) z obszaru, do którego jest bezpośrednio przyłączony, (np. same roboty) z danymi pochodzącymi z systemu automatyki całego przedsiębiorstwa to nie jedyny obszar rozwoju zastosowań HMI. Nowoczesne rozwiązania techniczne, które zapewniają bezpieczniejszą pracę – możliwość przenoszenia wielkich pakietów informacji pomiędzy urządzeniami i podsystemami automatyki oraz coraz bardziej rozbudowana wizualizacja – ustawiają interfejsy HMI na pozycji, z której są one gotowe wykonać skok na kolejny, wyższy poziom zastosowania w fabrycznych układach automatyki, do poziomu zarządzania włącznie.

Podręczne bezpieczeństwo
Kwestie bezpieczeństwa są bardzo ważne. W przypadku interfejsów HMI, m.in. w robotyce, kwestie te są związane między innymi z monitorowaniem, śledzeniem, wykrywaniem i usuwaniem usterek oraz „zarządzaniem wprowadzania zmian”.
– Obserwujemy znaczący wzrost zainteresowania i sprzedaży oraz standaryzacji zastosowań do zdalnego zarządzania – zauważa Roy Kok z GE Fanuc. – Są programy, które porównują to, co jest wykonywane na urządzeniach, z tym co powinno być wykonywane. Kto i dlaczego wprowadził zmiany? Kiedy je wprowadził i czy posiadał uprawnienia do ich wprowadzenia? Wymagania bezpieczeństwa sprawiają, że te informacje musimy znać. Bezpieczeństwo jest czynnikiem kluczowym i jest wbudowane w funkcjonalność interfejsów HMI, szczególnie w zakresie decydowania o zmianach.
George Schuster, jeden z dyrektorów firmy Rockwell Automation zgadza się z tym i zauważa: – Używane w robotyce, montowane na tablicach interfejsy użytkownika miały niewielki wpływ na kwestie bezpieczeństwa, ale zastosowanie podręcznych, przenośnych terminali dostępowych całkowicie to zmienia z kilku przyczyn: następuje integracja funkcji wykorzystania danych, to znaczy wizualizowania, umożliwienia nadzorowania oraz diagnostyki z funkcjami bezpieczeństwa. Wszystko to niemal mieści się w dłoni.
– Kiedy specjalizowany, przenośny interfejs czy też pilot sterujący (ręczny sterownik i „nauczyciel” robota) zostanie przeznaczony do konkretnego robota, nie tylko służy on jako narzędzie do sterowania nim, ale również całego technicznego otoczenia, z którym ten robot jest mocno powiązany – kontynuuje G. Schuster: – Ba, to idzie nawet o krok dalej. Pojedynczy interfejs HMI może sterować pracą wielu ramion robotów oraz wielu elementów wyposażenia maszyn i urządzeń. Zaczynamy postrzegać przenośne HMI jako podstawowy interfejs utrzymania ruchu, na najniższym poziomie.
Jednakże G. Schuster podkreślił, że: – Przenośne interfejsy użytkownika są małe i mają mniejsze możliwości precyzyjnego wizualizowania stanu obiektu. Potrzebne jest zastosowanie złożonego podejścia: przenośny interfejs zabieramy w te miejsca, w których wymagana jest interwencja, korekta, a większy, nieruchomy interfejs stanowi wyspecjalizowane narzędzie do celów diagnostycznych i bardziej szczegółowej wizualizacji.
Odsłonięte roboty
Postęp w budowie urządzeń przenośnych jest nieodłącznie związany z bezpieczeństwem. Ta cecha uprościła uruchamianie testów odbiorczych, wykrywanie i usuwanie usterek; sprawiła również, że czynności te są bezpieczniejsze. Tradycyjne podejście wymaga, aby pewne procedury były wykonywane przez dwie osoby. Przynajmniej jedna osoba stoi przy stanowisku roboczym jako obserwator i jest narażona na potencjalne zagrożenia. Druga osoba znajduje się poza obszarem sterowania maszynami, wykonując regulacje z nieruchomego pulpitu operatora (protoplasty interfejsu przenośnego). Pracownicy, z których jeden reguluje, a drugi obserwuje, porozumiewają się poprzez dwukierunkowy system radiowy albo telefon.
Podręczne, przenośne urządzenia operatorskie, czyli obecne interfejsy użytkownika, dające te same możliwości i funkcje, pozwalają pracownikowi posługującemu się nimi obserwować te same obrazy co na ekranie pulpitu zamontowanym na nadzorowanym urządzeniu. To pozwala pracownikowi na wyjście ze strefy zagrożenia i na bezpośrednie wykonywanie regulacji. Oprócz sterowania daną funkcją – zamiast obserwowania tego co robi ktoś inny, z zewnątrz – osoba wykonująca regulację widzi, czy osiągnęła to, co było zamierzone i może wprowadzać bezpośrednie modyfikacje.
G. Schuster z firmy Rockwell rozwodzi się dalej: – Trzymając przenośny interfejs HMI czy też podręczny pilot robota, jeden pracownik może sterować tym, co się dzieje i co sam może obserwować. Podręczne urządzenie może być przy tym wyposażone w trójpołożeniowy, monostabilny przycisk sterujący załączaniem. Środkowe, stabilne położenie wyłącza zasilanie. Jeśli operator zwolni przycisk lub wypuści urządzenie z ręki, zasilanie zostaje odłączone. Urządzenia takie nie tylko eliminują problemy komunikacyjne (przekłamania i niejednoznaczności w przekazach od drugiego pracownika), lecz same w sobie zawierają naturalne mechanizmy bezpieczeństwa. Tego rodzaju rozwiązania w zdecydowany sposób poprawiają bezpieczeństwo, jak również zmniejszają liczbę potrzebnego personelu. To, do czego wcześniej potrzeba było dwóch osób, obecnie jest w stanie wykonać jeden człowiek.
– Obecnie – mówi G. Schuster – największą przeszkodą w całkowitym przejściu na urządzenia bezprzewodowe jest ich koszt. Coraz więcej urządzeń przenośnych jest opartych na typowo biurowej technologii Windows. Są bardziej zintegrowane z systemami zakładów; nie tylko „wiszą” na każdej maszynie, (choć operator może sobie powiesić takie urządzenie na pasku). Operatorzy chodzą po swoim obszarze nadzorowania wyposażeni w bezprzewodowy interfejs, logują się do każdej maszyny, wykonują to, co trzeba zrobić i idą dalej. Niektóre z wprowadzonych na rynek technik nie są jeszcze do końca dopracowane, ale jesteśmy na dobrej drodze do urzeczywistnienia takiego scenariusza.
Podobną opinię ma D. Hanby z ABB: – Możliwość przenoszenia wywiera wielki wpływ na stosowane w robotyce interfejsy sterujące. Rynek komputerów osobistych i asystentów cyfrowych (PDA – Personal Digital Assistant) zrewolucjonizował obsługę robotów. Nasze podręczne sterowniki do robotów to po prostu PDA. Wykorzystujemy dostępne na rynku techniki. Nasza kolejna generacja „ręcznych nauczycieli robotów” będzie już całkowicie bezprzewodowa.
Załóż okulary 3-D
Innym obszarem rozwoju zastosowania interfejsów użytkownika w robotyce jest dynamiczna analiza danych jakościowych oraz ilościowych. Dawniej operatorzy pracowali z wyświetlaczami tekstowymi jedno- lub dwuwierszowymi; wtedy poszukiwanie i sformatowania przydatnych informacji było zazwyczaj frustrujące. Kiedy zaczęliśmy wykorzystywać technikę PC, wyświetlacze uzyskały zupełnie nowe możliwości. Rozpowszechnianie się diagnostyki opartej na serwerach, wspiera obecnie zastosowanie wyrafinowanych rozwiązań graficznych we wszystkich obszarach automatyki.
Z punktu widzenia konserwacji i naprawy pracownicy, którzy mają do czynienia z szalejącymi robotami, często muszą przejrzeć procedurę, zanim przystąpią do naprawy. Bez opuszczania miejsca naprawy mogą sobie wywołać potrzebne informacje na ekranie panelu. Informacje nie muszą bowiem być przechowywane w urządzeniu. Dostęp do nowoczesnych systemów diagnostycznych, opartych na serwerach, pozwala na błyskawiczne uzyskanie informacji, niezależnie od tego czy jest ona w postaci filmu, czy też jest to kompletny tekstowy podręcznik serwisowy.
G. Schuster z firmy Rockwell mówi: – Przyspiesza to proces naprawy izwiększa bezpieczeństwo, ponieważ dana rzecz jest wykonywana jednorazowo. Mamy narzędzia informatyczne, które pozwalają operatorom na obserwowanie rzeczywistego obrazu maszyny, na który następnie może być nakładany udoskonalony obraz wirtualny. Co prawda daleko nam do takiej techniki, ale dynamicznie rozwijająca się integracja systemów automatyki zbliżanas do niej.
Dobrym przykładem znaczenia graficznych wyświetlaczy w interfejsach użytkownika dla robotyki jest próba zintegrowania sprzętu i oprogramowania w pojedynczy zestaw. Dwie firmy: Iconics oraz Kuka Robotics podjęły wspólne działania, mające na celu zintegrowanie zestawu sprzętowego ze specjalizowanymi programami Iconics Genesis32 z oprogramowaniem do sterowania pracą robotów firmy Kuka.
Oliver Grüner, menedżer w firmie Kuka Robotics stwierdza: – To posunięcie miało kilka przyczyn. Jedną z nich była zdolność programu do wyświetlania informacji w wielu językach. Jednakże podstawą współpracy były możliwości animacyjne pakietu oprogramowania.
– Program zawiera unikalne cechy, służące do wykonywania animacji łącznie z możliwością opracowywania animowanych fragmentów, które można używać wielokrotnie, kawałek po kawałku, zależnie od tego, w jakich sytuacjach są potrzebne – zauważa O. Grüner. – Nie ma tu żadnego szyfrowania. Po prostu na ekranie śledzi się sposób, w jaki chcemy poruszyć ramię robota i to wszystko. Staramy się wbudowywać w programy cechy, pozwalające użytkownikom na korzystanie z nich bez potrzeby posiadania skryptu czy programu – mówi O. Grüner.
Przekraczając granice
Czego może w przyszłości oczekiwać świat sterowania i automatyki od interfejsów HMI w robotyce? Według D. Hanby z ABB kolejnym etapem będą systemy sensoryczne, tak szybko rozwijane przez świat nauki: – Upraszczamy programowanie robotów oraz interakcje z nimi, pozwalając im na większą wiedzę na temat ich środowiska. Kiedy człowiek coś składa, posługuje się dotykiem. Wspólnie z instytucjami edukacyjnymi prowadzimy badania nad tym, jak ludzie myślą i organizują zespoły. Stosujemy te informacje w postaci algorytmów w robotach wyposażonych w systemy sensoryczne i pracujemy nad tym, żeby włączyć te systemy tak, aby roboty mogły, pod wybranymi przez nas względami, zacząć myśleć tak jak ludzie. Oczywiście bez intelektualnego przetwarzania, ale na poziomie prostych zadań dotykowych.
Gdybyśmy mogli „wprowadzić” do robotów myślenie podobne do ludzkiego, użytkownik mógłby łatwiej korzystać z robota, ponieważ maszyna myślałaby podobnie jak on. Jest wysoce prawdopodobne, że na pewnym etapie znikną interfejsy użytkownika, bo staną się częścią robota.
Dr Paolo Pirjanian, czołowy naukowiec w firmie Evolution Robotics zgadza się z tą opinią. Opisuje współpracę z robotami terminem „interakcja człowiek – robot” (HRI – Human – Robot Interaction).
Aby robotyka odniosła sukces, systemy automatyki w robocie muszą funkcjonować intuicyjnie – zauważa dr Pirjanian. – Roboty to skomplikowane maszyny. Przeciętny człowiek potrzebuje prostszego interfejsu.
Jako ważny element interakcji systemów robotyki doktor Pirjanian wymienia rozwój komputerowych urządzeń wizyjnych. Wyposażony w nie robot może dobierać w pamięci obrazy odpowiednio do tego, co widzi i może sam reagować, opierając się na bazie danych, którą sobie sporządził.
P. Pirjanian stwierdza: – Robot może poszerzać swoją bazę danych w sposób ciągły, w pewnym sensie „ucząc” się swojego środowiska.
Być może David Hanby z ABB jest blisko prawdy, kiedy mówi: – Jeśli robot mógłby poruszać się samodzielnie w swoim środowisku, na co komu potrzebne byłyby interfejsy HMI?
ce
Artykuł pod redakcją
Krzysztofa Pietrusewicza
www.abb.pl www.gefanuc.com.pl www.kukarobotics.com www.rockwellautomation.pl


Interfejsy HMI – rozwiązania

Krzysztof Pietrusewicz, redaktor CE Polska

Wmiarę rozwoju nowoczesnych technologii zaciera się granica pomiędzy tym, co do tej pory rozumia- no pod pojęciem HMI, a ręcznymi programatorami robotów. Na przykładzie dwóch urządzeń firm KUKA Robo- tics oraz FANUC Robotics widać, jak duży wpływ mają na- rzędzia wykorzystywane do tej pory jedynie do projektowania wizualizacji procesów na komputerach osobistych PC.

Zaawansowane narzędzia, takie jak tworzenie aplikacji wizu- alizacji przy pomocy języków skryptowych (Javascript, Visual Basic) są zwykłymi elementami paneli operatorskich robotów.

Interfejsy komunikacyjne (Ethernet, CAN) dają ręcznemu „pilotowi” robota funkcjonalność identyczną z zaawansowany- mi aplikacjami wizualizacyjnymi, tworzonymi w narzędziach, przeznaczonych jedynie do tego celu. Dodatkowo, coraz po- wszechniejsze użycie mechanizmów OPC sprawia, że roboty przestają być „nietypowym” elementem systemu automatyki. Uniwersalność obsługi interfejsu jest bowiem identyczna, jak w przypadku sterowania dowolnym procesem.

Rozwiązania

KUKA Robotics

Zarówno narzędzia sprzętowe, jak i rozwiązania programo- we, dostarczane wraz ze sterownikami robotów firmy KUKA Robotics dają użytkownikowi zestaw unikalnych funkcji dla przemysłu motoryzacyjnego. Sterowniki KUKA oferują przy- kładowo model przyspieszenia w celu odciążenia samego robota, jak również wiele innych funkcji, ułatwiających co- dzienną obsługę urządzeń.

Inne własności, takie jak np.: automatyczny restart po za- niku zasilania, nowatorskie umieszczenie przycisku stopu awaryjnego w mobilnym panelu sterującym, przybliżone po- zycjonowanie oraz szereg funkcji antykolizyjnych – wszystko to sprawia, że efektywność aplikacji zdecydowanie wzrasta.

Jednym z nowoczesnych rozwiązań jest Panel Sterujący KUKA (KUKA Control Panel – KCP). KCP jest prostym w obsłudze interfejsem pomiędzy człowie- kiem a robotem. Konstrukcja obudowy jest ergonomiczna. Zaprojektowano ją tak, że dobrze leży w dłoni, sprawiając, że używanie, sterowanie i nauczanie sterownika KR C3 robota nie jest męczące. Mikrokontroler panelu przesyła status kla- wiatury oraz wprowadzane dane do komputera PC, wykorzy- stując standardową sieć CAN. Panel Sterujący KUKA inicjo- wany i parametryzowany jest z poziomu sterownika robota. Informacje przesyłane osobnym szybkim interfejsem szere- gowym, wyświetlane są na ekranie panelu.

KUKA HMI Studio

HMI Studio dostarcza narzędzi dla celów implementacji specyficznych wymagań w projektowanych systemach ro- botycznych.

KUKA HMI Studio przynosi korzyści zarówno technologicz- ne, jak i ekonomiczne. Przyjazna natura oprogramowania skutkuje redukcją ryzyka błędów aplikacji oraz znacznie skra- ca czas uruchamiania aplikacji. Uniwersalna automatyzacja, zorientowane obiektowo zabudowywanie i zagnieżdżanie większych fragmentów projektu, parametryzacja elementów aplikacji umożliwiają wielokrotnie elastyczne wykorzystanie wybranych sekcji projektu. Wspiera to znakomicie skalowalność tworzonego projektu.

KUKA OPC Server

OPC (OLE for Process Control) jest in- terfejsem o otwartym standardzie. Opierając się na mechanizmach OLE, COM oraz DCOM (Windows), OPC po- zwala na prostą zunifikowaną wymianę danych pomiędzy obszarami produk- cji, monitorowania i planowania.

Mówiąc prościej, OPC znacznie uła- twia połączenie komponentów auto- matyzacji różnych producentów z apli- kacją wizualizacyjną, umiejscowioną przykładowo w komputerze osobistym PC, poprzez wspólny interfejs.

Źródło: www.kukarobotics.com

FANUC Robotics

HandlingWorks

Oprogramowanie HandlingWorks fir- my Fanuc Robotics jest oprogramo- waniem sieciowym, pozwalającym wielu użytkownikom zdalnie monitoro- wać systemy robotyczne oparte na ro- botach R-J3 z komputera PC. Prosty, graficzny interfejs ułatwia codzienną obsługę oraz serwisowanie systemów R-J3. HandlingWorks bazuje w działa- niu na wbudowanym interfejsie komu- nikacyjnym Ethernet pomiędzy sterow- nikiem robota a komputerem PC.

Dzięki oprogramowaniu Handling- Works możliwe jest elastyczne wspar- cie aplikacji związanych z załadun- kiem, paletyzacją, czy pakowaniem.

PAINTworks III

Oprogramowanie to zawiera wszystkie elementy HMI, wyma- gane we współczesnych zintegrowanych systemach zautoma- tyzowanej i zrobotyzowanej malarni. Zawiera centralny system kontroli poziomu. Na interfejs systemu PAINTworks III składają się wszystkie elementy, konieczne podczas procesu malowa- nia z użyciem systemu robotycznego. Dodatkowo, możliwe jest sprawne zarządzanie funkcjonowaniem całej malarni.

iPendantTM – następca Teach Pendant?

Sterownik robota firmy FANUC Robotics, SYSTEM R-J3 RIA wykorzystuje najnowsze technologie opracowane w ramach tzw. trzeciej generacji. Możliwości systemu oraz jego otwar- ta architektura znacznie zwiększają wydajność aplikacji przy olbrzymim uproszczeniu procesu integracji całego systemu sterowania.

Teach Pendant (ręczny programator robota) jest swoistym „pilotem” sterującym całym systemem. Za jego pomocą można dokonywać wszelkich manipulacji robotem, zmieniać prędkość ruchu, śledzić pracę robota, przechodzić pomię- dzy różnymi układami współrzędnych, zmieniać konfigura- cję, robić kopie zapasowe, kontrolować status itd.

Najnowszym produktem FANUC Robotics jest kolorowy iPen- dantTM – stanowi on nieodłączny element sterownika R-J3.

Jego ergonomiczna obudowa wpisuje się w ogólny trend pro- jektowania współczesnych interfejsów użytkownika robotów.

IPendantTM może być w każdej chwili podłączony do In- ternetu. Pozwala to na szybkie pobieranie danych w nim zgromadzonych poprzez sieci Internet/Intranet. Użytkownik może w dowolny sposób konfigurować zestaw informacji o działaniu robota, wyświetlanych na ekranie interfejsu.

Istotne jest, że iPendantTM umożliwiają użytkownikowi pracę nie tylko z robotem, ale także z wszelkimi innymi urzą- dzeniami podłączonymi do sieci.

Źródło: www.fanucrobotics.com, www.astor.com.pl


Animowana grafika zwiększa dokładność automatycznej myjni

Działająca w Niemczech automatyczna myjnia pocią- gów jest monitorowana i sterowana przez Genesis32 Enterprise Edition firmy Iconics. Zastosowany system sterowania umożliwia mycie i czyszczenie wagonów pociągów każdego rodzaju i kształtu. Operatorzy wprowadzają określo- ne dane pociągu, które mogą być zapamiętane i wykorzysty- wane w przyszłości.

„Tryb uczenia się” umożliwia dopasowywanie działania urządzeń myjni do różnych składów pociągów. Parametry po- zyskane w trybie uczenia się są ładowane do pamięci sterow- nika PLC i wykorzystywane do regulowania ustawienia dysz natryskowych i szczotek myjących, zapewniając w ten sposób dokładne umycie pociągu. GraphWorX32 – projekt graficzny i środowisko przetwarzania dla Genesis32 – pozwalają na ob- serwowanie wszystkich operacji w formacie graficznym 3D; możliwości animacyjne śledzą przejście każdego pociągu przez myjnię. Alarmy nadzorowane przez AlarmWorX32, sta- nowiącego część pakietu oprogramowania Genesis32, mogą być potwierdzone z dowolnego miejsca. AlarmWorX32 obsłu- giwany jest przez serwer Microsoft SQL. Dane o przebiegu zdarzeń – zarówno bieżących, jak i historycznych – są zacho- wywane w module TrendWorX32. Dodatkowo serwer firmy Phoenix Contact Interbus OPC zapewnia możliwość korzysta- nia z rozwiązań OPC.

Zadanie to zostało zaprojektowane i wdrożone przez grupę S. A. H. Heyd w Deutsche Bahn AG, jednego z największych przewoźników kolejowych w Europie.

(Zdjęcie dzięki Iconics)


Oprogramowania do zapewnienia płynności procesu obróbki

Machining Enterprises Inc. z USA, wykonuje operacje cięcia i obróbki skrawaniem elementów na bloki i głowice do nowych silników sportowych samochodów terenowych. Operacja obejmuje obróbkę skrawaniem różnych powierzchni. Przed wysłaniem następuje sprawdzenie poprawności wykonanego elementu.

Za pomocą robotów firmy FANUC Robotics, sprzężonych z Proficy firmy GE Fanuc i z oprogramowaniem na Stacji Sterowania NT (Control Station NT), firma jest w stanie wychwycić ewentualne problemy na wczesnym etapie procesu produkcyjnego. Każde z trzech gniazd obróbczych znajdujących się na hali produkcyjnej ma cztery poziome centra do obróbki skrawaniem Niigata. Dwie maszyny do obróbki elementów na bloki i dwie do obróbki elementów na głowice znajdują się obok siebie i pracują równolegle. Dwa roboty Fanuc M-710iT, o 6-ciu stopniach swobody, zamontowane są na szynach ponad maszynami i obsługują każde gniazdo.

– Typowo, jeden robot obsługuje dwie maszyny, ale dwa z naszych trzech gniazd obróbczych są elastyczne, tak że jeden robot może wykonywać dwa różne zadania, to znaczy związane zarówno z obróbką elementów na bloki, jak i głowice – wyjaśnia Brian Verzinski, inżynier zajmujący się procesami produkcyjnymi. – Robot przemieszcza się pomiędzy dwoma centrami, najpierw pracuje przy obróbce jednego wyrobu, następnie zatrzymuje się, aby wymienić narzędzie i potem pracuje przy obróbce drugiego wyrobu, po czym znowu zatrzymuje się i ponownie wymienia narzędzie.

Pojedyncza stacja sterowania NT steruje dwoma elastycznymi gniazdami obróbczymi. Każde gniazdo jest wyposażone w dwie dodatkowe stacje, będące interfejsami operatora. Trzecie gniazdo wykorzystuje jedną stację do sterowania i jedną jako interfejs operatora. Oprogramowanie transmituje informacje z centrów obróbczych do robota.

B. Verzinski stwierdza: – Zanim robot może wykonać polecenia, musi być spełnionych szereg warunków. Na przykład ustalenie, czy dana część jest obecna, czy ekran osłaniający jest czysty oraz czy robot wykonał poprzednie zadanie.

Każdy sterownik ma dwa osobne kanały We/Wy. Jeden kanał We/Wy z serii 90-30 łączy się poprzez Ethernet z robotami, a drugi kanał, za pośrednictwem DeviceNet, łączy się z transporterami poprzez moduł We/Wy typ VersaMax. Linie transportujące przenoszą części pomiędzy centrami obróbki.

Pewien problem stanowiła prędkość. Celem było zoptymalizowanie współpracy centrów „A” i „B” w każdym gnieździe obróbki, w czasie trwania cyklu roboczego maszyny. Przed zbudowaniem maszyn sporządzono komputerowy model symulujący, który następnie został przetestowany w firmie Fanuc.

– Instalacja i przekazanie sprzętu do użytku przebiegły wyjątkowo dobrze – mówi B. Verzinski. – Chcieliśmy wykonać czterogodzinną, bezawaryjną produkcję za pierwszym razem – i udało się.

Biorąc pod uwagę złożoność środowiska produkcyjnego, interfejs graficzny ma stosunkowo prosty rozkład ekranów, co znacząco upraszcza obsługę. – Nowi pracownicy potrzebują około miesiąca, żeby nauczyć się obsługi, ale biorąc pod uwagę wysoce rozbudowaną, a tym samym elastyczną wersję oprogramowania, jest to zrozumiałe – mówi Brian Verzinski.

– Jest to skomplikowana operacja – dodaje Verzinski – ale roboty montowane na szynach umieszczonych nad obrabiar- kami oszczędzają miejsce w hali produkcyjnej, ułatwiając w ten sposób dostęp do maszyn i obniżając koszt inwestycji – jeden robot jest w stanie obsłużyć dwa centra obróbkowe.

Informacje dzięki GE Fanuc