Update DALEX Success Story: Optimierte Layouterstellung und erweiterte Roboterprogrammierung mit Visual Components

Der Spezialist für Schweißtechnik und Automatisierungslösungen DALEX setzt bereits seit 2015 auf Visual Components. Dabei hat sich der Einsatzbereich der 3D-Simulationsplattform stetig erweitert. Inzwischen setzt das Unternehmen Visual Components abteilungsübergreifend ein – begonnen bei der optimierten Layouterstellung im technischen Vertrieb über die Konstruktion bis zur erweiterten Roboterprogrammierung. Sieben Jahre nach Einführung zieht Björn Lahne, Elektrotechniker Elektrokonstruktion bei DALEX, auf dem DUALIS Inspiration Day 2022 ein eindeutiges Resümee. Wir haben die Highlights des Vortrages für Sie zusammengefasst.

Das Wichtigste in Kürze

Ausgangssituation/Einführungsgrund

• Steigende Kundenanforderungen hinsichtlich der Erstellung von Roboteranlagenlayouts und der Analyse des Roboterverhaltens

Anwendungsbereiche

• Abteilungsübergreifender Einsatz in den Bereichen technischer Vertrieb, Projektierung, Simulation und Konstruktion
• Erreichbarkeitsanalysen, Taktzeitanalysen mit dem KUKA RCS-Modell und Offline-Programmierung von Roboterzellen

Besonderheit

• Eigene Bibliothek mit mehr als 250 Komponenten und Maschinen

Benefits

• Passgenaue Angebote ohne Sicherheitszuschläge
• Erheblicher Zeit- und Kostenersparnis durch Fehlerreduzierung in der Konstruktion
• Beschleunigte Inbetriebnahmen von Roboterzellen

Von Erreichbarkeitsanalysen zur abteilungsübergreifenden Visual Components Nutzung

Alles begann im Jahr 2015 mit dem Erwerb einer Visual Components Professional Lizenz. Diese wurde damals hauptsächlich für Erreichbarkeitsanalysen eingesetzt. Ziel war es, bereits in der Konstruktionsphase mit Hilfe von Robotersimulation zu prüfen, ob der Roboter seine Ziele erreichen kann. Denn trotz noch so guter Planung ist häufig erst im realen Betrieb aufgefallen, dass der Roboter nicht überall hinkommt.

Seit 2019 greifen verschiedene Abteilungen bei DALEX auf Visual Components zu. So profitiert nun auch der technische Vertrieb von einer Nutzung, indem er noch etwas abstraktere Layouts erstellt und diese für erste Kundengespräche nutzt. Die Planung erfolgt dabei bereits mit der richtigen Anzahl an Roboteranlagen. Damit erhalten die Kunden eine erste und schon recht genaue Idee davon, wie die Roboterzelle im Live-Betrieb aussehen und funktionieren kann.

In der Projektierung werden die vom Vertrieb angelegten Layouts weiter ausgebaut und sollen helfen, den Kundenauftrag zu generieren. Nach Auftragserteilung übernehmen die Abteilungen Simulation und Konstruktion, um die Layouts noch detaillierter aufzubereiten und zu erproben. Dabei arbeiten Simulation und Konstruktion sehr eng zusammen.

Im folgenden Layout ist die Umsetzung einer ersten Idee einer Roboterzelle dargestellt, was in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden erfolgte. Dafür wurden Standardkomponenten aus dem Visual Components eCatalog zusammengeklickt.

In der Projektierung (Abteilungen Simulation und Konstruktion) wird das Layout unter Einbeziehung von CAD-Daten weiter verfeinert. Die Simulation weist in dieser Stufe einen sehr hohen Detaillierungsgrad auf.

Die Robotersimulation hilft zusätzlich, Taktzeiten zu ermitteln. Bei Simulationen mit KUKA-Robotern erfolgen die Taktzeitanalysen mit dem KUKA RCS-Modell. Damit ließen sich die Unterschiede zwischen Simulation und realem Betrieb deutlich minimieren. Lagen die Abweichungen zuvor noch bei 10 bis 15 Prozent, sind es bei Verwendung des KUKA RCS Moduls aktuell nur noch minimal 0,2 Sekunden. Diese minimalen Abweichungen lassen sich anschließend im realen Betrieb mit überschaubarem Aufwand nachjustieren. Das ist ein wesentlicher Vorteil für die Planung einer Roboterzelle, denn die Simulation gibt die Realität nahezu perfekt wieder.

Heute: Keine Roboteranlage ohne Simulation und eigene Komponentenbibliothek

Heute geht bei DALEX keine Roboteranlage ohne Simulation an den Kunden raus. Dabei entstehen immer öfter auch sehr detaillierte Simulation von Roboteranlagen mit Maschinenfunktionen, wie zum Beispiel eine Zuführung von Muttern, ein Handling bei mehreren Nestern oder die Maschinenbewegung beim Schweißen, weil es eben gerade dann auf die Details ankommt. Obwohl dieser Prozess sehr zeitaufwendig ist, möchte das Unternehmen nicht mehr darauf verzichten.

Seit Einführung wurden bei DALEX über 70 automatisierte Roboteranlagen mit Visual Components bearbeitet, umgesetzt und ausgeliefert. Diese umfassen Anlagengrößen von einem bis zu 13 Robotern der Hersteller Kuka, Fanuc, ABB, Yaskawa mit den Applikationen Kleben, Punktschweißen, Handling, Mag Schweißen und Laserschweißen.

Um die Roboterzellenprogrammierung zu beschleunigen, nutzt DALEX eine Bibliothek mit mehr als 250 Komponenten und Maschinen, deren Erstellung im Jahr 2021 in Eigenregie erfolgte. Dafür hat ein DALEX-Mitarbeiter die eigenen Maschinen modelliert, beweglich gemacht und in einer Bibliothek in Visual Components angelegt. Die Bibliothek wird seitdem stetig weiterentwickelt.

DALEX meistert viele Herausforderungen mit Robotersimulation und DUALIS-Unterstützung

DALEX baut Schweißanlagen und Sondermaschinen nach Kundenwunsch und testet diese in den eigenen Werkshallen. Kein Projekt gleicht dabei dem anderen. So kommen Anlagen verschiedenster Hersteller, Anlagen mit vielen Schweißpunkten und Schweißungen oder unterschiedlich viele Roboter in den Anlagen zum Einsatz. Zudem sollen die Roboter dabei die unterschiedlichsten Aufgaben ausführen und miteinander kooperieren.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass der Kunde bestimmte Taktzeiten fordert. Oft muss all das auf engstem Raum passieren. Robotersimulation hilft hier, passgenaue Angebote ohne Sicherheitszuschläge zu erstellen und Anlagen zu testen, bevor diese gebaut werden. Die Offline-Programmierung unterstützt dabei, Inbetriebnahmen von Roboterzellen zu beschleunigen, indem die erstellten Roboterprogramme auf den realen Roboter überführt werden.

Nicht selten spielt auch der Platzbedarf eine wichtige Rolle. Simulationen helfen, schnell zu überblicken, welche Prozesse anzupassen sind, wenn sich die verfügbare Fläche für eine Roboterzelle plötzlich verändert. Auch lassen sich mit Hilfe von Robotersimulation komplexe Prozesse wie z.B. Kombination verschiedener Schweißarten detailgetreu abbilden und erproben.

Mit der 3D-Simulationsplattform Visual Components und der über die Jahre aufgebauten Expertise im Bereich Robotersimulation und Offline-Programmierung von Roboterzellen ist DALEX für all diese Herausforderungen bestens aufgestellt. Und bei Bedarf steht DUALIS unterstützend zur Seite wie beispielsweise im Rahmen einer Schulung zum Process Modelling.

Robotersimulation und Offline-Programmierung verkürzt Projektdurchlaufzeiten

In seinem Vortrag auf dem DID 2022 führte Björn Lahne die Vorteile von Robotersimulation und Offline-Programmierung auch anhand eines Beispiels eines zeitoptimierten Projektes auf. Dabei waren 173 Schweißpunkte von 13 Robotern in 81 Sekunden zu realisieren. Auf begrenzter Fläche war zudem sicherzustellen, dass die Roboter nicht miteinander kollidieren. Indem alle Abläufe in der Simulation programmiert, aus Visual Components geladen und anschließend auf die realen Roboter übertragen wurden, konnte der Aufbau und die Inbetriebnahme der gesamten Anlage binnen von nur 3 Wochen erfolgen.

Besonders schätzt das Unternehmen, dass der Hersteller Visual Components die 3D-Simulationssoftware permanent weiterentwickelt und verbesserte oder erweiterte Funktionen zur Robotersimulation und Roboterprogrammierung bietet. Da Visual Components über herstellunabhängige Roboterfunktionen verfügt und im eCatalog mehr als 1.700 Roboter von über 70 Herstellern enthalten sind, ist DALEX inzwischen auch offen für alle großen Roboterhersteller.

Zusätzlich setzt das Unternehmen auch die in der Visual Components Community angeboten Post- und Pre-Prozessoren ein, um Roboterprogramme zu exportieren und in die reale Anlage zu übernehmen. So lassen sich in der Regel 80% der Roboterprogramme für den realen Roboter nachnutzen. Die restliche Programmierung muss nach wie vor direkt am Roboter erfolgen. Die zuvor erstellte Robotersimulation passt jedoch schon nahezu perfekt, so dass sich der Aufwand für das Nachteachen in Grenzen hält.

Seit der Integration der KUKA OLP Solution mit dem Visual Components Release 4.5 kann DALEX auf Zusatz-Software von KUKA verzichten. Mit der integrierten Lösung lässt sich die Safety Konfiguration direkt in Visual Components erstellen, einfach importieren, erweitern und wieder exportieren. Diese Safety Konfiguration beinhaltet virtuelle Schutzräume, Werkzeughüllen und gemeinsame Arbeitsbereiche (Roboter, Mitarbeiter), um eine Personensicherheit zu gewährleisten. Dies ist heutzutage bei keiner Anlage mehr wegzudenken.

Sie suchen nach einer Lösung, mit der Sie Ihre Roboter simulieren, offline programmieren und virtuell in Betrieb nehmen können? Nehmen Sie gern Kontakt zu uns auf. Wir beraten Sie kompetent und unverbindlich. Oder beantragen Sie Ihre persönliche Live-Demo. Gern gehen wir dabei auf Ihre ganz individuellen Anforderungen und Herausforderungen ein.

Phote Credits: Alle Bilder wurden uns von Dalex bereitgestellt.