Industrial IT

New small robot Neuer Kleinroboter verbreitert Einsatzspektrum bei der

broadens applications spectrum Automatisierung for industrial automation industrieller Prozesse Karl-Gunnar Johnsson

Ein neuer Industrieroboter, dessen Aufstellung wenig Platz erfordert, der schwere Lasten bewegen kann und der so beweglich ist, dass er den meisten Alternativlösungen überlegen ist – genau so einen Kleinroboter bringt ABB jetzt auf den Markt.

eit der Entwicklung des ersten

S

5 kg. Seine Reichweite nach oben beträgt

genauigkeit beim Positionieren gehört der

Industrieroboters vor über

bis zu 120 cm und nach außen bis zu

Roboter zu den schnellsten und genaues-

25 Jahren hat sich ABB bei der

81 cm. Er lässt sich um volle 360°

ten in seiner Größenklasse. Diese Eigen-

Automatisierung industrieller

schwenken und kann ganz nach hinten

schaften machen ihn zu einem der vielsei-

Prozesse mit Robotern weltweit einen

gebeugt werden, z.B. um für Wartungs-

tigsten und leistungsfähigsten Roboter auf

guten Ruf erworben. ABB Roboter

arbeiten Platz zu schaffen. Mit 2,5 m/s

dem Markt

m/s2

arbeiten im Automobilbau, in Gießereien,

Bewegungsgeschwindigkeit, 20

in der Konsumgüterindustrie, in der

Beschleunigung und 0,03 mm Wiederhol-

1

. Zudem sind die Roboter

äußerst flexibel in der Aufstellung. All diese Vorteile eröffnen den Industrierobotern

Metallverarbeitung und in der Kunststoffindustrie. Allen Anwendungen gemeinsam ist die Gefährlichkeit, Schwere und Monotonie der von den Robotern übernommenen Arbeiten. Dabei sorgen sie in allen Fällen für höhere Produktionskapazität und bessere, d.h. einheitlichere Produktqualität. Mit der wachsenden Akzeptanz der Industrierobotertechnik werden auch leichtere Aufgaben zunehmend unter dem Gesichtspunkt geprüft, ob sie nicht von Robotern übernommen werden können. Der neue Roboter IRB 140 von ABB unterstützt diese Entwicklung aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften: Obwohl der sechsachsige Roboter nur wenig über 80 cm hoch ist und er mit nur 40 × 45 cm Aufstellungsfläche auskommt,

1 Der neue Industrieroboter IRB 140 von ABB zeichnet sich aus durch Kompaktheit, hohe Tragfähigkeit, große Reichweite, rasche Bewegungen und genaue Positionierung.

hat er eine Tragfähigkeit von mehr als

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Industrial IT 2 FlexArc Compact – eine autarke Schweißzelle, die auf einem Roboter IRB 140 basiert und von einem Zellenmanagementsystem gesteuert wird. Diese Zelle macht eine Fertigung flexibel: sie hilft Engpässe zu beseitigen und beschleunigt bei Aufgabenwechseln die Produktionsumstellung.

IRB 140 neue und interessante Einsatzmöglichkeiten in der industriellen Automatisierung. Einfache Installation, Systemintegration und Inbetriebnahme Roboter IRB 140 sind kompakt gebaut und lassen sich auf dem Fußboden, an der Wand in beliebigem Winkel oder kopfüber hängend montieren. Dank ihrer großen Reichweite und der sechs Bewegungsachsen bieten sie eine hohe Beweglichkeit. Alle diese Eigenschaften erhöhen die Flexibilität bei der Arbeitsplatzgestaltung des Roboters und bei seiner Aufstellung. Die Steuerung der Roboter lässt sich

lassen sich auch vorteilhaft kombinieren:

zum Austausch diskreter analoger und

so kann ein Anwender beispielsweise die

digitaler Signale über Datenbusse im

Erstprogrammierung auf einem normalen

Industriestandard in die Prozessumge-

PC erstellen und sie anschließend mit

bung einbinden. Über zwei Ethernet-Ver-

dem Programmiergerät austesten.

bindungen kann er auch mit PCs kommu-

Wie alle anderen ABB-Roboter ist der

■

Aussprühen von Aluminiumkokillen und Entgraten

■

Montage, Transport und Verpackung von Kleinprodukten

■

Beschicken, Entladen und Bedienen von Maschinen

nizieren, beispielsweise für Überwa-

IRB 140 in der Programmiersprache

chungsaufgaben oder für Programmie-

RAPID programmiert, die sich durch Ein-

Lichtbogenschweißen

rungsarbeiten. Somit ist der IRB 140 für

fachheit, Flexibilität und hohe Leistungs-

Obwohl sich der Roboter IRB 140 schon

Aufgaben in integrierten Produktions-

fähigkeit bei der Problemlösung auszeich-

allein sehr gut zum Lichtbogenschweißen

systemen bestens gerüstet.

net. Ihre hierarchische und modulare Pro-

eignet, wollte ABB seine Brauchbarkeit

grammstruktur vereinfacht die Erstellung

weiter steigern. Mit ihm als Kernstück ent-

Roboter-Baureihe IRB gibt es mehrere

und das Austesten jeder Art von Steue-

wickelte das Unternehmen eine komplet-

Möglichkeiten, den IRB 140 zu program-

rungsprogramm für Roboter. Die bereits

te, eigenständige Lichtbogenschweißzelle,

mieren:

umfassende Programmbibliothek kann

FlexArc Compact

mit dem Softwareentwicklungstool

auf einfache Weise um benutzer definierte

einen Arbeitstisch, Schweißzubehör und

ProgramMaker, das auf normalen PCs

Anweisungen, Funktionen und Verfahren

ein Zellenmanagementsystem.

mit Windows läuft. Das Verfahren ist

ergänzt werden. Das Programmsystem

bei großen Mehrrobotersystemen

beherrscht problemlos Mehrfachaufgaben,

1,3 m der auf einem Schlitten montierten

besonders effizient.

Abbrüche und Fehler und verbindet

Zelle ermöglicht es, sie rasch und einfach

mit einem separaten, robusten Pro-

Geschwindigkeit mit exakter Bahnverfol-

in Nischen an bereits vorhandenen Pro-

grammiergerät. Der Programmierer

gung.

duktionslinien zu installieren. Die kom-

Wie bei den größeren Mitgliedern der

■

■

Der Einsatz einer Programmiersprache

nimmt den Roboter damit «an die

2

genannt. Sie umfasst

Die kleine Grundfläche von nur 2,1 ×

plette «plug and play»-Einheit lässt sich mit

Hand» und lässt ihn alle erforderlichen

für die gesamte Palette von ABB-Robotern

einem normalen Gabelstapler leicht von

Bewegungen ausführen, wobei die

bietet Anwendern den Vorteil, dass sie,

Ort zu Ort transportieren. Die Zelle ver-

Steuerung alle Punkte entlang der

sowie sie ein Gerät beherrschen, alle

fügt über Einzelanschlüsse für Strom, Gas

Bahn registriert.

übrigen beherrschen.

und Luft, sodass sie in wenigen Minuten einsatzbereit angeschlossen ist. FlexArc

Welches Verfahren jemand bevorzugt, hängt von seiner persönlichen Präferenz

Vier typische Anwendungen

Compact erspart den Anwendern Zusatz-

ab. Beide Verfahren arbeiten in allen Situ-

ABB hat den Industrieroboter IRB 140

kosten für Fundament, Kabelsätze, Sicher-

ationen schnell und einfach, ob bei der

besonders für folgende Anwendungen

heitsausrüstung oder Prüfungen.

Erstprogrammierung, beim Austesten oder

entwickelt:

bei der Feinabstimmung. Die Verfahren

■

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Lichtbogenschweißen

Anwender können mit der Schweißzelle FlexArc Compact rasch und flexibel

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3 Der Roboter IRB 140 in Schutzart IP67. Er eignet sich zum Aussprühen von Aluminiumkokillen in kleinen und mittleren Gießanlagen. Der Roboter wird auf die Anlage montiert. Bei Wartungsarbeiten an der Anlage lässt er sich nach hinten schwenken, um die Zugänglichkeit zu verbessern

reagieren. Sie hilft Engpässe beseitigen

Schutz erstreckt sich nicht nur auf das

Schmiermittelregelsystem und Software-

und erleichtert eine rasche Umstellung

Handgelenk und den Oberarm, sondern

programm SprayWare zum Steuern des

von einer Schweißaufgabe auf eine ande-

auf den gesamten Roboteraufbau bis zum

Sprühvorgangs.

re. Somit ist sie besonders für Hersteller

Unterteil, einschließlich der Kabel und

interessant, deren Produktion häufig

Anschlüsse. Dadurch können ihm Metall-

Roboter optimal unmittelbar auf die

wechselt und die deshalb oft umrüsten

spritzer nichts anhaben, und er kann mit

Druckgussmaschine zu montieren. Er ver-

müssen.

Hochdruck gereinigt und mit Reinigungs-

fügt nicht nur über die nötige Tragfähig-

mitteln besprüht werden.

keit zur einwandfreien Handhabung des

Aussprühen von Aluminiumkokillen

Eine Hauptanwendung für den

Seine Kompaktheit ermöglicht es, den

komplexen Sprühkopfs, sondern überdies

Wie so viele Mitglieder der Gerätefamilie

IRB 140F ist zusammen mit dem in Ent-

über die Wendigkeit, den Kopf auch in

IRB gibt es auch den neuen Roboter in

wicklung befindlichen RoboSpray 140 das

Kokillen mit höchst komplizierter Geome-

Schutzart IP67. Diese als IRB 140F

Aussprühen von Kokillen. Hierbei handelt

trie sicher zu bewegen

bezeichnete Ausführung eignet sich z.B.

es sich um eine Komplettausrüstung ein-

für den Einsatz in Gießereien, denn der

schließlich Mehrdüsensprühkopf,

3

.

Für eine weitere Anwendung des IRB 140F, das Entgraten kleiner Druckguss-

Simulationssoftware von ABB: benutzerfreundliche Robotertechnik Die rasche Entwicklung der Robotertechnik hat zu zahlreichen Software-

gungssystem ein digitales Modell, das parallel zum realen Sys-

Produkten geführt, die die Konfigurierung und Instandhaltung beschleuni-

tem während seiner gesamten Lebensdauer beibehalten wird.

gen. Die meisten der früheren Roboter-Simulationsprodukte ließen sich

Dieser Ansatz bietet Kunden dank einer leistungsfähigen Palette

wegen ihrer hohen Anwenderkosten und der benötigten Fachkenntnisse

von Softwareplattformen zur Simulation in der Robotertechnik

nur von wenigen fachkundigen Benutzern einsetzen. Moderne Software

beträchtliche Vorteile.

von ABB dagegen ermöglicht heute jedem Anwender, Roboterabläufe zu simulieren. ABB Digital Plant Technologies ist eine Software-Abteilung mit hoher

dem sich ein zu planendes Robotersystem entwerfen und noch

Fachkompetenz innerhalb von ABB Robotics, mit Sitz im schwedischen

vor der Bauphase der Betrieb nachstellen lässt. Anhand eines

Göteborg. Die Abteilung entwickelt und vertreibt Software, die Kunden

modernen 3-D-Modells des geplanten Roboters und einer vir-

während der gesamten Lebensdauer ihrer Fertigungsanlagen unterstützt.

tuellen Kopie der Robotersteuerung prüft die Software auch die

Im Vordergrund stehen dabei Simulationsprodukte zur rechnergestützten

Eignung von Vorrichtungen, die für den Einsatz in diesem Sys-

Fertigung und zur Offline-Programmierung in der flexiblen Automatisie-

tem geplant sind, weist nach, dass der Roboter alle vorgesehe-

rung.

nen Betriebsstellungen erreichen kann und die Gesamtzyklus-

Im Rahmen dieses Konzepts entwickelt ABB für ein geplantes Ferti-

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Typisch für die neue Software von ABB ist RobotStudio™, ein PC-gestütztes Paket zur dreidimensionalen Simulation, mit

zeit den Vorgaben entspricht. Durch Drag-and-drop-Program-

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4 Roboter IRB 140 für Reinräume der Klasse 10, hängend montiert. Der IRB 140 ist ideal für die Montage und Prüfung kleiner elektronischer Produkte und eignet sich aufgrund seiner Kompaktheit besonders für Produktionslinien mit beschränkten Platzverhältnissen.

teile, entwickelt ABB derzeit zusammen

Montage und Verpackung von

Entwicklung einer Roboterversion für

mit Partnern die sogenannte FlexDeflas-

Kleinprodukten

Reinräume der Klasse 10 im Vorder-

her-Zelle. Die voll integrierte Einheit

Der IRB 140 zeichnet sich durch hohe

grund

umfasst Roboter, Entgratungswerkzeuge,

Bewegungsgeschwindigkeit und -genau-

Sicherheitseinrichtungen und anwen-

igkeit aus. Wegen dieser Eigenschaften

kann der Roboter alle benötigten Werk-

dungsspezifische Software. Auch für diese

und seiner Kompaktheit, seiner großen

zeuge handhaben – bei Bedarf auch in

Anwendung sind die kleine Baugröße, die

Reichweite und nicht zuletzt seiner vielfäl-

Mehrfachbestückung, wenn es darum

hohe Tragfähigkeit und das exakte räum-

tigen Montagemöglichkeiten eignet sich

geht, die Zykluszeit zu verkürzen und

liche Arbeitsvermögen des Roboters von

der Roboter in Montage- und Prüflinien

die Produktion zu beschleunigen. Durch

besonderem Vorteil.

zur Bearbeitung kleiner elektronischer

eine Software zur Transportbandverfol-

Produkte, wie Mobiltelefone und Radios,

gung kann der Roboter seine Bewegun-

sowie zur Verpackung solcher Produkte.

gen genau auf die des Produkts abstim-

Diese Anwendungen standen bei der

men.

4

.

Aufgrund seiner hohen Tragfähigkeit

mierung lassen sich Simulationsmodelle ohne einschlägige

Risiken, weil sie neue Roboterstrategien noch vor dem Systemkauf bewer-

Kenntnisse aufbauen. Das RobotStudio-Modell unterstützt die

ten können. Die Vorlaufzeiten für die Produktentwicklung werden verkürzt,

von ABB verwendete Roboter-Programmiersprache RAPID, die

weil sich neue Robotersysteme während des Einbaus der Ausrüstung über

E/A-Konfiguration und die Systemparameter.

den Simulator konfigurieren und austesten lassen. Nicht zuletzt verbessern

Ergänzt wird die RobotStudio-Plattform durch zusätzliche

die Werkzeuge die Anlagenflexibilität beträchtlich, denn neue flexible Ferti-

Softwarepakete für die Offline-Entwicklung und Wartung von

gungsszenarien und Produktionsumstellungen können ohne Produktions-

Mehrfach-Roboterprogrammen auf dem PC. Weitere Pakete

unterbrechung auf dem PC offline konfiguriert und getestet werden.

dienen der Schulung des Kundenpersonals für die flexible Auto-

Ergänzend zu diesen leistungsfähigen Softwarepaketen bietet ABB eine

matisierung. Zudem gibt es Programme zur PC-gestützten

breite Palette von Dienstleistungen an, um Automatisierungs-Investitionen

Abstimmung und für den Betrieb von Robotern. Alle Pakete

für die Kunden noch lohnenswerter zu machen. Diese umfassen u.a. die

arbeiten mit dem leistungsfähigen «Virtual Robot Controller» von

Beratung in Fragen der Automatisierung und der bestmöglichen Nutzung

ABB, einem genauen digitalen Abbild des realen Robotersys-

der Simulationssoftware, technische Unterstützung rund um die Uhr sowie

tems, das im Offline-PC abgelegt ist.

Schulungskurse, in denen das Kundenpersonal alles über neue Roboter-

Diese leistungsfähigen Werkzeuge verschaffen den Kunden

strategien und deren erfolgreiche Anwendung erfährt.

einen Wettbewerbsvorsprung. Gleichzeitig vermindern sie ihre

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5 Der Roboter IRB 140 beim Bestücken und Entladen von Kunststoffteilen an

einer Spritzgussmaschine. Mit einem Doppelgreifer ausgerüstet, kann der Roboter Einpressteil und fertiges Pressteil in einem Arbeitsvorgang handhaben.

Handling

TrueMove sorgt für eine genaue, unab-

z.B. bei ArcWare™, GlueWare™ und

an Spritzgussmaschinen

hängige Steuerung von Bahn und

SprayWare™.

Der neue Roboter eignet sich sehr gut für

Geschwindigkeit auf der Basis eines

Handhabe-Arbeiten an kleinen und mitt-

dynamischen Modells. Die Funktion

normale PCs lassen sich geplante

leren Kunststoff-Spritzgussmaschinen.

gestattet auch eine flexible und intui-

Lösungen am Bildschirm untersuchen

Durch seine vielfältigen Montagemöglich-

tive Definition der Eckzonen, z.B. die

und auf Durchführbarkeit und Zyklus-

keiten kann er optimal auf oder neben

Möglichkeit separater Zonengrößen für

zeiten kontrollieren.

der Maschine angebracht oder sogar kopf-

die Bahn des Werkzeugmittelpunkts

Darüber hinaus erleichtern die Software-

über an einem Portal hängend installiert

und für die Werkzeug-Neuausrich-

produkte die Roboterprogrammierung

tung.

und Programmanpassungen an spezifi-

QuickMove benutzt ein fortschrittliches

sche Aufgaben.

■

werden. Für die Werkzeuggröße gibt es aufgrund seiner Tragfähigkeit von 5 kg

■

■

Simulation. Mit diesem Programm für

keinerlei Beschränkungen. Er kann bei

dynamisches Modell, um für den Robo-

voller Geschwindigkeit nicht nur Greifer

ter stets die kürzestmöglichen Zyklus-

Zusammenfassung

für Mehrfachformteile, sondern auch

zeiten sicherzustellen. Eine manuelle

Die Technik der Industrieroboter hat im

«Doppelgreifer» für das Einsetzen von

Abstimmung ist überflüssig. Dies wird

Lauf ihrer Geschichte einen hohen Leis-

Einpressteilen und das Entladen fertiger

ohne Einbußen bei der Bahngenauig-

tungsstand erreicht. Die Maschinen wur-

keit erreicht.

den im Laufe der Jahre zunehmend intelli-

Soft Safety Clutch. Diese Software, soll-

genter, beweglicher, geschickter, kompak-

te es einmal zu einer Kollision kom-

ter, schneller und wirtschaftlicher. Diese

men, reduziert ohne zusätzliche Hard-

Entwicklung hat den Anwendern immer

große Reichweite des Roboters sorgen

ware die Kräfte und schützt so die

mehr Rationalisierungspotenziale

von allen Seiten her für guten Zugang zur

Werkstücke, Werkzeuge und den

erschlossen. Welche Anwendungsvielfalt

Roboterarm.

heute möglich ist, veranschaulicht der

Lasterkennung. Der Roboter erkennt

neue Industrieroboter IRB 140 von ABB

die Masse einer Last, die er gerade hält,

mit seinem breiten Einsatzspektrum.

Produkte in einem einzigen Arbeitsvorgang handhaben und dadurch die Produktivität steigern

5

■

.

Die sechs Bewegungsachsen und die

Form und seine Geschwindigkeit und Präzision für schnelle, genaue Abläufe bei

■

Einsetz- bzw. Entnahmearbeiten.

■

genau. Eine manuelle Messung oder Unterstützung durch Software

Berechnung ist unnötig. Der Anwender

Zum IRB 140 gehört eine Palette mit

kann ein Bewegungsmuster während

umfangreicher Software. Sie unterstützt

der Erkennung so einstellen, dass Kollisionen vermieden werden.

Karl-Gunnar Johnsson

Typische Lösungen für typische

ABB Robotics AB

Anwendungsentwicklung als auch im nor-

Anwendungen. Gemeint ist Software,

SE-721 68 Västerås/Schweden

malen Betrieb den größtmöglichen Nut-

mit der ein Roboter im typischen Ein-

Telefax: +46 21 132 592

zen zu ziehen. Die reiche Vielfalt der Soft-

satzfall in kürzester Vorbereitungszeit

E-mail: [email protected]

ware zeigen folgende Beispiele:

die Höchstleistung erreicht. Dies gilt

die Anwender bei dem Bestreben, aus ihrer Investition sowohl während der

46

Adresse des Autors

■

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