4 Fragen zur Cobot-Integration

Troy Ojalehto, zertifizierter Systemintegrator bei Universal Robots, integriert den UR5-Cobot für die CNC-Maschinenbeschickung bei Toolcraft Inc. Einige Maschinenwerkstätten entscheiden sich für einen Integrator, während andere die Integration selbst vornehmen. Bildnachweis:Universal Robots Inc.

Die Integration von kollaborativen Robotern oder „Cobots“ wird immer beliebter für Maschinenwerkstätten, die nach Möglichkeiten suchen, die Maschinenbeschickung zu automatisieren. Besonders während der COVID-19-Pandemie haben viele Unternehmen die Bedeutung der Automatisierung erkannt, während sie sich mit den Herausforderungen der sozialen Distanzierung und der Arbeit mit abwesenden Maschinenbedienern auseinandersetzen mussten. Andere hatten bereits damit begonnen, Cobots einzusetzen, um ihre erfahrenen Maschinisten für wichtigere Aufgaben einzusetzen, bei denen das menschliche Gehirn nicht ersetzt werden kann.

Obwohl sich Cobots im Design unterscheiden, verfügen sie alle über eine Kombination von Technologien, die es ihnen ermöglichen, sicher neben Menschen in einem gemeinsamen Bereich zu arbeiten, im Gegensatz zu herkömmlichen Industrierobotern, die autonom in einer abgesicherten Zelle arbeiten. Sie ähneln und funktionieren größtenteils wie ein menschlicher Arm (mit sechs oder sieben Achsen) und sind einfach zu programmieren. Viele Cobot-Hersteller rühmen sich damit, dass Bediener wenig bis gar keine Erfahrung mit der Roboterprogrammierung benötigen, um sie erfolgreich einzurichten und zu programmieren.

Unternehmen, die wenig bis gar keine Erfahrung mit der Roboterintegration haben, könnten jedoch Bedenken haben, sich kopfüber in die Maschinenbeschickung von Cobots zu stürzen, da möglicherweise noch unbeantwortete Fragen offen bleiben. Um diese Fragen zu beantworten, haben wir mit Universal Robots (UR), einem Hersteller kollaborativer Roboter, gesprochen, um die Grundlagen der Installation eines Cobots zu beleuchten.

Wie bringe ich die CNC und den Roboter dazu, miteinander zu kommunizieren?

Diese Antwort hängt vom Alter der Werkzeugmaschine und der CNC ab. Es sind zwei grundsätzliche Formen der Kommunikation möglich. Bei älteren Maschinen erfolgt dies wahrscheinlich über digitale E/A (Eingabe/Ausgabe) und Relaisverkabelung. Diese Funktion gibt ein Signal von der CNC an den Cobot aus, der es wiederum als Eingabebefehl empfängt, der Bedingungen wie Spindel ein/aus, Backen offen/geschlossen, Tür offen/geschlossen und mehr übermittelt.

Bei neueren Maschinen ist die Ethernet-Kommunikation am effektivsten für die Hin- und Herkommunikation zwischen der CNC und dem Cobot oder zum Senden

Für neuere Maschinen ist die Ethernet-Kommunikation am effektivsten für die Hin- und Rückkommunikation zwischen CNC und Roboter. VersaBuilt bietet ein Ethernet-Kommunikationskit, das die Verbindung zwischen CNC und Roboter vereinfacht.

„Handshake-Signale.“ Diese Handshaking-Signale sind die neueste Kommunikationsform in der Branche und erfordern eine Plug-and-Play-Schnittstelle, die eine EDS- oder GSD-Datei für die Kommunikation erstellt.

VersaBuilt, ein UR-Partner, bietet Ethernet-Kommunikationskits namens Robot2CNC für ausgewählte Steuerungen (einschließlich Haas) an, die die Installation dieser Verbindungen mit gut geschriebenen Schritt-für-Schritt-Anleitungen vereinfachen.

Da sich die Werkzeugmaschinentechnologie ständig weiterentwickelt, werden die neuesten Werkzeugmaschinen so gebaut, dass sie die kollaborative Automatisierung besser unterstützen. „Werkzeugmaschinenhersteller haben erkannt, dass dies ein entscheidender Wettbewerbsvorteil ist“, sagt Joe Campbell, Senior Manager, strategisches Marketing und Anwendungsentwicklung bei UR. „Deshalb sind sie entgegenkommender denn je. Sie erleichtern die Schnittstelle, anstatt sie zu blockieren.“

Infolgedessen wird die Integration mit den neuesten Werkzeugmaschinen immer einfacher, und diese Einfachheit wird weiter zunehmen, fügt Karl Sheppard, regionaler Leiter des Kundendienstes bei UR, hinzu.

Er glaubt, dass Plug-and-Play-Kommunikation der wichtigste Aspekt für viele kleine und mittelgroße Maschinenwerkstätten ist, um diese Cobots schnell in ihre Anlagen integrieren zu können. „Die Überbrückung der Lücke für die Schnittstelle ist letztendlich der Schlüssel“, sagt er.

Benötige ich einen Integrator?

Einige Betriebe entscheiden sich für einen Integrator (ein Unternehmen, das vor Ort kommt, um den Cobot in eine Maschinenhalle zu integrieren), während andere die Integration selbst vornehmen. Dies hängt vom Roboter-/Cobot-Know-how der Werkstatt und ihrem Komfort ab, einen Cobot selbst zu installieren.

Roboterintegratoren haben viel Erfahrung in der Arbeit mit verschiedenen Cobot-Marken und sind mit den verschiedenen Schnittstellen und der Installation vertraut, erklärt Sheppard. Für erstmalige Cobot-Benutzer fühlt sich ein Geschäft möglicherweise sicherer, wenn es einen Integrator verwendet.

Er glaubt jedoch, dass Werkstätten und ihre Ingenieure für den Integrationsprozess entscheidender sein können als ein Integrator, weil sie ihre Maschinen und Automatisierungsanforderungen am besten kennen.

Stelle ich meine eigenen End-of-Arm-Werkzeuge her?

Viele Werkstätten entscheiden sich dafür, ihre eigenen End-of-Arm-Werkzeuge für ihre Cobots zu bauen, weil sie diese Fähigkeit im eigenen Haus haben. Es spart Geld, wenn sie ihre eigenen Produkte herstellen, und sie stellen fest, dass sie die Kontrolle über die Qualität und das Design haben, die genau ihren Anforderungen entsprechen.

Wenn ein Shop sich entscheidet, keine eigenen zu erstellen End-of-Arm-Tooling, es gibt andere Optionen. OnRobot-Greifer sind beispielsweise UR+-zertifiziert, was bedeutet, dass sie sich nahtlos in UR-Cobots integrieren lassen, sowohl in Hardware als auch in Software. Die gesamte Steuerungssoftware für den Greifer ist auf dem Programmierhandgerät des UR-Cobots integriert.

Es gibt jedoch noch andere Bedenken, die angegangen werden sollten, bevor man sich entscheidet, ein solches Projekt intern zu übernehmen. „Sie müssen Sicherheit, Verkabelung und Kommunikation mit der CNC berücksichtigen“, erklärt Sheppard. Zu wissen, wie die Handshaking-Befehle programmiert oder übermittelt werden, ist entscheidend, sagt er.

Wenn eine Werkstatt mit den Details, die mit der Erstellung ihrer eigenen End-of-Arm-Werkzeuge einhergehen, nicht zufrieden ist, ist der Kauf von UR+-Komponenten eine Option. Das UR+ Partnerprogramm bietet Handhabungsgreifer, die von verschiedenen UR-Partnerunternehmen entwickelt wurden und für UR-Roboter angepasst und zertifiziert sind.

Muss ich eine Risikobewertung durchführen?

Ja. Cobots benötigen eine Risikobewertung, genau wie ihre traditionellen Roboter-Pendants. Tatsächlich verfügen die UR-Cobots über 17 Stufen des Sicherheitsprotokolls, die an die einzigartigen Sicherheitsanforderungen jedes einzelnen Geschäfts angepasst sind.

Installationsanpassungen gemäß dieser Risikobewertung sind bei Cobots viel einfacher als bei Robotern. „In der Vergangenheit mussten Sie eine Risikobewertung durchführen und Ihren Zaun möglicherweise vergrößern, diesen zwei Fuß nach hinten verschieben und so weiter“, sagt Sheppard über die Installation herkömmlicher Roboter. „Jetzt haben Sie einen Cobot, in den Sie hineingehen und die Kraft oder Geschwindigkeit oder andere verschiedene Variablen innerhalb von Sekunden ändern können, um sie an Ihre Risikobewertung anzupassen. Unter dem Gesichtspunkt der einfachen Integration können Sie also buchstäblich Änderungen an der Software vornehmen, die in Hardware umgewandelt werden, und Sie sind innerhalb weniger Stunden einsatzbereit.“

Cobots sind bekannt für ihre einfache Programmierung und verwenden. Dieses Cobot Teach Pendant ist nicht nur benutzerfreundlich, sondern auch staub- und wasserfest.

Für einen unerfahrenen Betrieb, der noch keine Risikobewertung für die Automatisierung durchgeführt hat, empfiehlt Campbell, die Website der Robotics Industry Association (RIA), robotics.org, zu besuchen, um vor Beginn des Risikobewertungsprozesses die dort angebotene grundlegende Schulung zur Robotersicherheit und Risikobewertung zu absolvieren .

„Die RIA hat kostengünstige Schulungspakete“, sagt Campbell. „Wenn Sie jedoch niemanden in Ihrem Team haben, der Zeit dafür hat, sollten Sie vielleicht das Unternehmen verlassen. Die RIA verfügt über eine Sammlung qualifizierter Berater, die ein Unternehmen besuchen, um zu helfen.“ Er empfiehlt, möglicherweise einen Berater für die erste Cobot-Integration zu beauftragen, und nach der ersten Erfahrung wird ein Geschäft den Prozess wahrscheinlich verstehen und beim nächsten Mal keinen Berater beauftragen müssen.

Die technische Spezifikation ISO/TS 15066:2016 ist ein weiterer guter Ausgangspunkt, um die Cobot-Integration zu erleichtern. Die Spezifikation bietet Leitlinien für die Durchführung anspruchsvollerer vorläufiger Risikobewertungen sowohl des Cobot-Systems als auch der Umgebung, die es mit Menschen teilen wird.

Universal Robots USA Inc. | 844-462-6268 | universal-robots.com

Landschaftsfotokredit:Universal Robots