Mitsubishi Automation Day – 2013

A jó szakmai rendezvény kulcsa az érdekes program, a meggyőző bemutató és a felkészült előadó. Mindez adva volt a Meltrade Automatika Kft. mint a Mitsubishi gyártásautomatizálási termékeinek képviselete által szervezett szakmai napon.

Robot, PLC, szervo – a gyártásautomatizálási megoldások „mozgatói” 

A Meltrade Kft. (www.meltrade.hu) június 18-án a ferihegyi 2. terminál közelében elhelyezkedő Airport Hotelbe hívta meg a gyártásautomatizálás szakembereit arra a szakmai bemutatóra, amelynek gerincét a Mitsubishi gyártásautomatizálási termékei, a robotok új F-sorozata, a moduláris és kompakt PLC-k és a szervohajtáso­kon alapuló mozgásvezérlések bemutatása jelentette. A meghívó Meltrade Kft. azzal is jelezte, hogy a Mitsubishi termékei mögött erős szakmai támogatási háttér áll, hogy a gyártó cég Lengyelországban működő közép-európai képviseletének legjobb szakembereit hívta meg előadóként. Csúri Péter, a Meltrade Kft. vezető mérnöke ismertette a szakmai nap programját, majd Balán Péter, a Mitsubishi gyártásautomatizálási üzletágának magyarországi értékesítési vezetője is köszöntötte a megjelenteket (2. ábra). Ezután megkezdődtek a szakmai program angol nyelvű előadásai. Ezeknek még a kivonatos közlése is túllépi e cikk kereteit, ezért inkább a robottechnikai előadásból kiemelt szemelvényekkel igyekszünk összefüggőbb képet alkotni a gyártásautomatizálásnak erről a rohamosan fejlődő területéről.

2. ábra A vendéglátók bevezetője

(balról Csúri Péter – Meltrade, jobbról Balán Péter – Mitsubishi)

Az F-sorozatú robotok

A szakmai program első nagyobb egységét a Mitsubishi új, F-sorozatú robotjainak ismertetése képezte. A termékek használhatósági tartományát a leginkább meghatározó két paraméter egyike, hogy a robot mekkora tömeget képes mozgatni, a másik pedig a hatótávolság, azaz milyen maximális kiterjedésű az a térrész, amelyen belül képes minden pontot elérni a hasznos teherrel. A kisméretű, többcsuklós robotkarok hat jelenleg kapható modelljének hasznosteher/kinyúlás-tartományát a 3. ábra mutatja, amely szerint az a 2…12 kg tömeg és az 500…1400 mm közötti tartományt fedi le. A másik robottípus, a több függőleges tengelyre „felfűzött”, népszerű nevükön SCARA-robotok választéka pedig a 4. ábrán látható a hasznos teher és a kinyúlás adatai szerint.

3. ábra

4. ábra

A robotvezérlés újdonságai

A vezérlések rendszerét két nagy kategóriába sorolhatjuk. Az első az ún. iQ-platform, amely független robot CPU-ból (RCPU-ból) és meghajtóegységből álló robotvezérlőt tartalmaz. Tipikus alkalmazása az összetett, többrobotos cellák felépítése. A gyors kommunikáció, a közös használatú memória precíz és összetett vezérlé­sek kidolgozását teszi lehetővé, és a rendszer programozhatóságát különféle PLC-modellekre lehet bízni. A másik az „önálló” (stand-alone) robotvezérlő, amellyel egyszerűbb robotcellák építhetők fel, szabványos interfészekkel (Ethernet, CC-Link) kapcsolódhatnak a magasabb szintű irányítástechnikai rendszerhez, de járulékos mozgási szabadságfokok mentén végzett mozgásokat is vezérelhetnek. Az új kontrollerekhez optikai kábelen csatlakoznak az MR-J3 szervoerősítők, és így a robot saját tengelyein kívül 8 járulékos tengelyt is vezérelhetnek – kettő ezek közül a robot interpolációs rendszerével közvetlenül együttműködve dolgozhat. A robotvezérlések legtöbbje ezenkívül a gépi látórendszerekkel is együttműködhet. Ezek Etherneten keresztül csatlakozhatnak a vezérlőhöz. A gépilátás-fejlesztő COGNEX cég termékeire épülő megoldások hasznos speciális funkciókkal is támogatják az alkalmazásfejlesztőt, és egyben minimalizálják a csatlakoztatási és programozási ráfordításokat. A megoldás flexibilitására jellemző, hogy egy Cognex-vezérlővel 3 robotot lehet kiszolgálni, és egy robotvezérlőhöz akár 7 képszenzor is csatlakoztatható. Másik fontos újdonság az „alkalmazkodó üzemmód”. Ez a robotprogramba beépíthető és be‑kikapcsolható üzemmód lehetővé teszi, hogy a robot mozgásvezérlést a mozgás előírt adatain kívül a külső erők is befolyásolják. Például a munkadarab rögzítésének hibáiból (a legegyszerűbb esetben, mondjuk egy forgó munkadarab „ütéséből”) adódó erőket a robot mozgásának korrekciójával egyenlíti ki. Hasznos funkció a szenzor nélküli ütközésdetektálás, amely lényegében a robot és a mozgásterében létező álló és mozgó tárgyak – akár egy másik robot – körül definiált „biztonsági zóna” folyamatos követését jelenti. Ezáltal a veszélyes szituációkra vezető mozgást még a fizikai ütközés bekövetkezése előtt meg lehet szakítani, és a robotot biztonságos pozícióba lehet vezérelni. További újdonság a multitasking – a több feladat egymástól teljesen független vezérlése. A robot mozgásvezérlési feladatain kívül akár 32 további mozgás (pl. konvejor, képszenzor stb.) is vezérelhető anélkül, hogy a robot mozgásvezérlését a feladatmegosztás megzavarná. Ez a ciklusidők, a költségek, az előkészítési idők csökkentésére komoly hatást gyakorló megoldásokat tesz lehetővé. Ezek közül a robot termelékenysé­gére talán a legnagyobb befolyással a ciklusidő rövidítése van – a sebes­ség-időfüggvények optimalizálása jelentősen növelheti a robotcella „áteresztőképes­ségét”. Lehetséges a merev mozgásvezérlő programon kívüli, a moz­gást valós időben meghatározó feltételek szerinti vezérlése is. Továbbá elvégezhető a mozgatott munkadarab és a robotkar saját tömegére ható gravitációs erő folyamatos kiszámítása is, mivel a tengelyek nyomatékának ennek megfelelő korrekciója nö­veli a mozgásvezérlés pontosságát.

Az F-sorozat leginkább kiemelkedő tulajdonságai

• Gyorsabb és nagyobb nyomatékú szervohajtásaival kategóriája leggyorsabb működésére képes, és ezzel rövidebb ciklusidőket tesz lehetővé.

• Jól kihasználja a teret maga körül.Megelőzi a kábelekkel való összeakadásokat – a szerszám elektromos, levegő- és vákuumcsatlakozásai a robottesten belül vezethetők.

• Megelőzi a kábelekkel való összeakadásokat – a szerszám elektromos, levegő- és vákuumcsatlakozásai a robottesten belül vezethetők.

Erőérzékelés

Egyre nagyobb a jelentősége a robotkar mozgásával szemben ébredő erő érzékelésének. Ennek segítségével például vizualizálható egy beillesztési folyamat közben a munkadarabra ható erők alakulása, amely a betanítási folyamat optimalizálását gyorsítja. Ennek támogatása a robotprogramozási nyelvekben is megjelenik. A robotszerszám és a munkadarab kölcsönhatásai során fellépő erőknek a térbeli eloszlása az ütközés vagy a befeszülés jele lehet, amelyek a mozgás korrekciójára használhatók fel. A rendezvényen részletesen bemutatott két robotcella egyike egy erőérzékelésen alapuló pályakövetést és egy pontos nyomóerő előállítását mutatta be (5. ábra).

5. ábra

Az ütközéselkerülés új módja

A közös térben mozgó robotok között ütközés léphet fel a programozási hibák miatti koordinálatlanság következtében. Hagyományosan ezeket csak a tényleges ütközés bekövetkezése után lehetett felismerni. Az IQ platformon jelenleg egyedülállónak számító módszer a robot körüli biztonsági zónák „virtuális ütközését” detektálja, ennek alapján pedig a robotok biztonságos helyzetbe vezérelhetők fizikai érintkezés nélkül is. A 6. ábrán két robotkar vizualizált modellje látható a körülöttük húzódó virtuális biztonsági zóna feltüntetésével.

6. ábra

Szinkronizált vezérlés

A pontos vezérlés lehetővé teszi azt is, hogy két együttműködő robotkar például olyan nagy hasznos terhet is mozgathasson, amely külön-külön bármelyikük teherbírását meghaladja. Ilyen esetekben az egyik robot programja vezérli a mozgáspályát, a másik az előbbi pozíciójához képesti relatív pozíciókülönbséget tartja állandó értéken.

Az RT-ToolBox2 támogatószoftver

A robotalkalmazás-fejlesztéshez jelentős segítséget jelent a 3D-megjelenítésen alapuló vizualizáció. Ez képes a munkadarab 3D-modelljét importálni, a felhasználó által tervezett szerszámot a robot modelljébe integrálni, megjeleníteni a robotmozgás pályáit, megjeleníteni azok Descartes-koordinátáit.

A karbantartási költségek csökkentése

A robot karbantartását nemcsak szerkezetük bonyolultsága teszi költséges elfoglaltsággá, hanem a karbantartási idő alatti termelés­kiesés is. Ezért jelent komoly megtakarítást a Mitsubishi karbantartás-előrejelző rendszere, amely nem névleges időhöz, hanem a tényleges igénybevételnek megfelelően számított időpontokhoz köti a szükséges karbantartási beavatkozások ütemezését (7. ábra).

7. ábra

A pozícióleolvasás rendszere

Hasznos szolgáltatás a robot pozícióadatainak „triggerelt” leolvasása (GPS – ami itt „kivételesen” nem a globális helymeghatározás, hanem a „Get Position System” fogalmát jelöli :-) ), amely egy külső digitális jel érzékelésekor rögzíti a robot pozícióját. A triggerjel érzékelésének ciklusideje 222 μs, amely még nagy sebességű mozgásnál is hiteles pozícióadatok rögzítését teszi lehetővé.

Az iQ-platform előnyei

Az iQ-platform, a Mitsubishi robotvezérlési koncepciója számos előnyt jelent a felhasználónak. 

RH-F-sorozat

Az RH-F-sorozat a Mitsubishi új, SCARA-elrendezésű robotcsaládja. A legújabb, nagy nyomatékú és gyors motor, és a nagy hatásfokú, nyomatéknövelő áttételek révén ez kategóriájának leggyorsabb mozgású robottípusa. Az RH-6FH-modell például a szabványos tesztciklust (2 kg terhelés 25 mm emelése, 300 mm továbbítása, 25 mm letevése) 0,29 s alatt teljesíti, amely 31%-kal gyorsabb legjobb versenytársaiénál. A Z-irányú mozgás sebessége 2400 mm/s, kétszeres javulást jelent. Látványosan javult a J1 működési terület is: ez ±127°-ról ±170°-ra növekedett. A többfunkciós gripperek, kamerák és egyéb tartozékok kábelezését/csövezését megkönnyíti a robottengely belsejében eddig rendelkezésre álló 20 mm átmérőjű kábelcsatorna 25 mm-re bővítése. Speciális környezeti feltételekhez is jobban alkalmazkodik az új sorozat: olajködálló, tisztatérben használható és vízálló típusok is megjelentek. A hosszú élettartamú áttételek, szíjak és kenőanyagok miatt karbantartást nem igényel. A hasznos teherre vonatkozó korlát automatikusan igazodik a környezeti hőmérséklethez. Az új sorozatnak a helyszínen bemutatott robotcellába épített két példánya a 8. ábrán látható.

8. ábra

Gyakorlati bemutató

A robottechnikai előadást számos alkalmazástechnikai video bemutatója zárta. Ezt követően a már említett két robotcella részletes elemzése és bemutatója jelentett hasznos, „első kézből” való tapasztalatot a jelenlevőknek (9. ábra).

9. ábra

Összefoglaló

Ezúttal hasznosabbnak véltük a magyar piacon talán a legkevesebb hagyománnyal rendelkező robottechnikai előadást részletesebben bemutatni, mint szétaprózni a lehetőségeket az e cikkben éppen csak megemlített többi szakmai ismertető között anélkül, hogy az utóbbiak jelentőségét leértékelnénk. Összességében – bízva abban, hogy véleményünk a meghívott szakemberekét is tükrözi – nagyvonalúan és jól szervezett, tartalmas szakmai előadások tanúi lehettünk, jól felkészült előadók tolmácsolásában.

Tóth Ferenc