Roboter kommen oftmals dann zum Einsatz, wenn monotone, eintönige und immer gleiche Tätigkeiten zu verrichten sind. Produktionsbereiche mit extrem variantenreicher Fertigung sind bisher schwer von Robotern zu unterstützen, da die nötigen Bewegungen von Produktionsauftrag zu Produktionsauftrag abweichen. Die klassische Robotik funktioniert an Fließbändern nach wie vor mit Teach-In-Verfahren, was bedeutet, dass ein Mensch dem Roboter vorher „zeigen“ muss, was die korrekte Bewegung ist und der Roboter wiederholt diese dann einfach auf Kommando. So der Stand bisher!

Werden viele verschiedene Varianten gefertigt, müssen dafür jeweils eigene Programme geteached werden. Ganz unsinnig schien ein Roboter bisher für Einzelteilfertigung, bei der jeder neue Auftrag eine andere Roboterbewegung verlangt.

Von Daten zu Bewegungsabläufen in der Einzelteilfertigung

Der Smart Production Ansatz: Gemeinsam mit Sherpa.Dresden entwickelten wir eine Software, die aus standardisierten CAD-Daten die für die Fertigung erforderlichen Bewegungen des Roboters berechnet und das entsprechende Programm automatisch erstellt. Ein CAD-2-Robot Converter sozusagen.

CAD2Robot: Von standardisierten CAD Daten (.wrl) zum fertigen Roboter-Script

CAD2Robot: Von standardisierten CAD Daten (.wrl) zum fertigen Roboter-Script. ©Sherpa.Dresden

Als Randbedingung stand, dass möglichst keine eigenen CAD-Formate erstellt werden sollen, sondern auf standardisierte CAD-Daten-Formate basierend, eine geschlossene Lösung entsteht. Das Programm soll auf Knopfdruck die CAD-Dateien (die Wahl fiel auf VRML .wrl und .wri) einlesen, alle für den Roboter relevanten Bauteile samt Daten (Größe, Nullpunkt, Position, Rotation, …) heraus parsen und daraus ein Montagereihenfolge bestimmen. Daraus generiert das CAD2Robot Programm vollautomatisch eine Bewegungsabfolge zur Produktion (Pick & Place) der Teile.

CAD-2-Robot Programm: Übersetzer zwischen den Welten

Beispielhaft wurde dies für einen Universal Robot UR10 in C# umgesetzt.

CAD2Robot Screenshot

CAD2Robot Programm Screenshot. ©MechLab Engineering

Das generierte Roboterprogramm kann nun direkt an den Roboter gesendet werden oder in Form einer .script File abgespeichert und dem Auftrag zugeordnet werden.

Demo einer automatisch generierten Bewegung

Nachfolgend ist eine Simulation der Bewegung zu sehen, welche in der Realität das Pick&Place von 3 Teilen vollführt.

Der Abholort (Pick) kann für jedes in der CAD-File befindliche Teil vorab konfiguriert werden (z.B. verschiedene Zuführautomaten für verschiedene Bauteile), die Ablageposition (Place) berechnet das CAD2Robot-Programm aus den CAD Daten.

Vom Prototyp in die Produktion

Die Software konnte prototypisch für die mechanische Produktion erprobt werden und wird künftig auch für den Einsatz in der Montage weiterentwickelt. Damit lassen sich in der Einzelfertigung Montageprozesse automatisieren. Mitarbeiter können künftig anspruchsvollere Aufgaben in direkter Zusammenarbeit mit Robotern ausführen.

C2R-Job-Done