AT16425U1

AT16425U1 - Verfahren zur Validierung von programmierten Ablaufsequenzen oder

Info

Publication number: AT16425U1
Application number: ATGM50221/2017U
Authority: AT
Original assignee: Wittmann Kunststoffgeraete
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2019-08-15
Also published as: US20210069899A1; WO2019113619A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) zur Validierung von programmierten Ablaufsequenzen und/oder Teachprogrammen (20) des Roboters (5) in einer Arbeitszelle (2), wobei der Roboter (5) vorzugsweise auf oder neben einer Verarbeitungsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschine (4), montiert ist und für die Entnahme, Handhabung, Manipulation oder Weiterbearbeitung von gerade produzierten Spritzgießteilen (3) ausgebildet. Die Robotsteuerung (17) ist zur Wiedergabe eines virtuellen Zwillings bzw. Robotmodell (21), insbesondere einer virtuellen Darstellung der Anlage bzw. Arbeitszelle (2), am Ausgabepunkt, insbesondere einem Display bzw. Touch-Screen (16), ausgebildet, wobei zumindest die Spritzgießmaschine als Teil der Arbeitszelle dargestellt ist, sowie weitere Produktionsmittel der Anlage bzw. Arbeitszelle (2), die vorzugsweise automatisch erkannt und dargestellt sind.

Description

Beschreibung

VERFAHREN ZUR VALIDIERUNG VON PROGRAMMIERTEN ABLAUFSEQUENZEN ODER TEACHPROGRAMMEN DES ROBOTERS IN EINER ARBEITSZELLE SOWIE EINEN ROBOTER UND/ODER ROBOTSTEUERUNG HIERFÜR

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Validierung von programmierten Ablaufsequenzen oder Teachprogrammen des Roboters in einer Arbeitszelle sowie einen Roboter und/oder Robotsteuerung hierfür, wie es in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 13 beschrieben ist.

[0002] Die Ablaufsequenzen von Industrierobotern werden typischerweise zuerst direkt mit Hilfe der Robotsteuerung programmiert oder an einem externen Rechner erstellt, wobei in diesem Fall in einem zweiten Schritt die physikalischen Positionen im Raum definiert werden müssen. Diese Definitionen können auch im Rahmen der Validierung der Ablaufsequenz erfolgen. Ebenso erfolgt die Validierung der Sequenz für den zukünftigen Automatikbetrieb nach Programmerstellung entweder gleich am physikalischen Roboter oder in zwei separaten Schritten. Im ersten Schritt wird der grundlegende Ablauf der Sequenz offline am externen Rechner verifiziert und in einem weiteren Schritt am physikalischen Roboter, um die Korrektheit der Positionen und Hardwarefunktionen zu überprüfen.

[0003] Nachteilig ist bei der Validierung direkt am Roboter, dass die Achsbewegungen am physikalischen Roboter ausgeführt werden müssen und somit Kollisionen mit Komponenten in der Arbeitszelle auftreten können, auch wenn die Validierung typischerweise mit verminderter Geschwindigkeit ausgeführt wird. Des Weiteren ist diese Validierung auf Programmpfade begrenzt, die durch aktuelle Betriebszustände vorgegeben werden. Bei der Offline-Validierung am externen Rechner hingegen ist die eingeschränkte Visualisierung der tatsächlichen Verhältnisse zu bemängeln, sowie die Anforderung an ein hohes Vorstellungsvermögen des Bedieners an den Gesamtablauf des Roboters im Kontext seiner Umgebung. Das führt nach Übertragung der Ablaufsequenz auf den physikalischen Roboter erneut zu einem erhöhten Kollisionsrisiko beim tatsächlichen Validieren am Objekt.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren und einen Roboter und/oder Robotsteuerung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der einerseits die zuvor beschriebenen Nachteile vermieden werden und andererseits die Bedienerfreundlichkeit der Anlagen, insbesondere für die Programmierung der Anlage, zu erhöhen.

[0005] Diese Aufgabe wird durch einen Roboter mit einer Robotsteuerung gemäß den Ansprüchen gelöst.

[0006] Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Robotsteuerung zur Wiedergabe eines virtuellen Zwillings, insbesondere einer virtuellen Darstellung der Anlage bzw. Arbeitszelle, am Ausgabepunkt, insbesondere einem Touch-Screen, ausgebildet ist, wobei zumindest die Spritzgießmaschine als Teil der Arbeitszelle dargestellt ist, sowie weitere Produktionsmittel der Anlage bzw. Arbeitszelle, die vorzugsweise automatisch erkannt und dargestellt werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, dass vor der realen Inbetriebnahme des Roboters die Sequenz und in weiterer Folge die Verfahrwege des Roboters unter zugrunde liegen des tatsächlichen vom Roboter auszuführenden Ablaufsequenz überprüft werden kann. Damit werden unvorhergesehene Kollisionen vermieden. Auch bei Programmänderungen, wo oftmals Sequenzen gelöscht oder eingefügt werden und zur Erhöhung der Anlagengeschwindigkeiten Anpassungen vorgenommen werden, können diese zuvor am virtuellen Modell überprüft werden. Ein wesentlicher Vorteil liegt auch darin, dass bei Fertigstellung einer Teilprogrammierung, dieser Programmteil bereits überprüft werden kann und nicht zuerst das gesamte Teach-In-Programm erstellt werden muss. Somit kann der Maschineneinsteller bzw. Programmierer schrittweise die Programmierung und Überprüfung vornehmen.

[0007] Es sind auch die Ausbildungen von Vorteil, bei denen in der Robotsteuerung, insbesondere in einem Speicher, virtuelle Modelle von Produktionsmittel der Arbeitszelle hinterlegt sind, insbesondere deren Form und Dimensionen. Dadurch wird erreicht, dass eine möglichst reale Darstellung des virtuellen Robotmodells erreicht wird.

[0008] Von Vorteil ist eine Ausbildung, bei der in den einzelnen erfassten Produktionsmitteln Daten für den Aufbau, insbesondere der Anordnung, der Form und der Funktion, sowie eine digitale Darstellung des Produktionsmittels gespeichert ist, die von der Robotsteuerung und/ oder dem Roboter über ein Verarbeitungsnetzwerk abfragbar sind. Dadurch ist es möglich, dass beim Austausch und Erneuerung eines Gerätes mit ev. geänderten Paramatern und/oder Abmessungen dies einfach berücksichtigt werden kann.

[0009] Bei einer Ausbildung ist von Vorteil, dass die Perspektive des dargestellten virtuellen Zwillings bzw. Robotmodells frei auswählbar ist, um ev. Fehlerquellen einfach aufzufinden oder zu überprüfen. Dadurch wird erreicht, dass der Bediener bzw. Maschineneinsteller jeden beliebigen Blickwinkel auf die Anlage einstellen kann und somit schwer zugängliche und einsichtige Bereich einfach visuell kontrollieren kann.

[0010] Vorteilhaft ist eine Ausbildung, bei der der virtuelle Roboter nach der Simulation diverser Befehle der Robotsteuerung immer wieder mit dem physikalischen Roboter koppelbar ist und daraufhin ein weiterer Simulationslauf mit anderen Zuständen ausführbar ist. Dadurch wird erreicht, dass sich die Simulation in unterschiedlichen Situationen wiederholt. Damit können unterschiedliche Programmpfade der Ablaufsequenz getestet werden.

[0011] Es ist eine Ausbildung von Vorteil, bei der die Robotsteuerung über einen Test-Button in den Simulationsmodus umschaltbar ist, in der Teile eines Robotprogramms bzw. Teachprogramms oder das vollständige Teachprogramm simuliert wird. Dadurch wird eine einfache Möglichkeit für die Überprüfung des Ablaufes am virtuellen Modell geschaffen.

[0012] Von Vorteil ist eine Ausbildung, bei der zum Unterscheiden des virtuellen Robotmodell vom realen Equipment, also den physikalischen Roboter, vorzugsweise ein leuchtender Rahmen auf dem Bildschirm der Robotsteuerung dargestellt ist. Dadurch wird erreicht, dass beim Ablauf der Simulation der Bediener auf einen Blick erkennen kann, dass es sich um die Simulation am virtuellen Modell handelt.

[0013] Bei einer Ausbildung ist von Vorteil, dass die Robotsteuerung im Handbetrieb und während eines Trockenlaufzyklus ihre Antikollisions-Kontrolle aktiviert. Dadurch wird zusätzlich zur vorangegangenen bzw. zur gerade stattfindenden Validierung der Ablaufsequenz mit Hilfe von Abstandssensoren, die an unterschiedlichen Stellen an den Robotarmen montiert sind, eine permanente Überwachung auf Kollision ausgeführt.

[0014] Bei einer Ausbildung ist von Vorteil, dass die Robotsteuerung die Abstandssensoren der Antikollisions-Kontrolle für die automatische Erfassung des Arbeitsraumes verwendet und somit nicht auf die Übertragung von Daten der Produktionsmittel für die Generierung des virtuellen Arbeitsraumes angewiesen ist. Der automatisch erfasste Arbeitsraum wird bei der Simulation für die Detektion von möglichen Kollisionszuständen verwendet.

[0015] Ein besondererVorteil einer Ausbildung liegt darin, dass die Validierung der vom echten Roboter auszuführenden Abläufe auf der Robotsteuerung jederzeit virtuell ermöglicht ist. Dadurch können vor der Inbetriebnahme der Anlage sämtliche Abläufe durchlaufen werden, sodass Kollisionen oder andere Fehler einfach aufgefunden werden können. Schäden an der realen Anlage werden dadurch vermieden.

[0016] Vorteilhaft ist eine Ausbildung, bei der die Robotsteuerung die tatsächlichen Konfigurationsdaten des Roboters ausliest und mit dem in der Robotsteuerung gespeicherten Teachprogramm verknüpft bzw. kombiniert. Somit wird erreicht, dass die Simulation immer mit den Werten bzw. Parametern der realen Komponenten vollzogen wird.

[0017] Von Vorteil ist eine Ausbildung, bei der die Robotsteuerung, insbesondere die Touch-Oberfläche, zur Unterstützung mit der Gestensteuerung, insbesondere das Wischen für Seitenwechsel und Zoomen mit zwei Fingern, ausgebildet ist. Dadurch wird die Bedienerfreundlichkeit wesentlich vereinfacht und erhöht.

[0018] Bei einer Ausbildung ist von Vorteil, dass bei Überschreiten definierter Grenzwerte die entsprechenden Komponenten mit Farbe, insbesondere mit Rot, im virtuellen Robotmodell dargestellt sind. Dadurch wird erreicht, dass der Bediener bzw. Maschineneinsteller sofort erkennen kann, wo Gefahren auftreten und diese Bereiche genauer untersuchen kann.

[0019] Weiters wird die Aufgabe der Erfindung auch durch ein Verfahren zur Validierung von programmierten Ablaufsequenzen oder Teachprogrammen eines Roboters vorzugsweise mit einer Robotsteuerung gelöst, bei dem in der Robotsteuerung und/oder im Roboter ein virtuelles Robotmodell, insbesondere ein digitaler Zwilling, der das Abbild des tatsächlichen Roboters und/oder der Anlage bzw. Arbeitszelle wiedergibt, dargestellt wird, wobei von der Robotsteuerung zur Erzeugung des virtuellen Anlagenmodells alle benötigten Daten von den verbundenen Komponenten, insbesondere dem Roboter, der Verarbeitungsmaschine, dem Werkzeug, usw., abgefragt und ausgelesen wird.

[0020] Vorteilhaft ist hierbei, dass auf einfache Art und Weise Schäden an einer realen Anlage vermieden werden können, da zuvor direkt an der Anlage eine entsprechende Simulation der Abläufe durchgeführt werden kann. Da die Simulation direkt an der Robotsteuerung der Anlage möglich ist, ist ein Vergleich mit dem realen Zustand einfach möglich.

[0021] Es sind aber auch die Maßnahmen von Vorteil, bei denen die Robotsteuerung in einen Simulationsmodus umgeschaltet wird, in dem sämtliche Abläufe unter Berücksichtigung der abgefragten Daten und des erstellten Programms bzw. Teachprogramms virtuell wiedergegeben werden. Dadurch wird erreicht, dass damit der Produktionsablauf beliebig oft wiederholt werden kann und beispielsweise jedes Mal aus einer anderen perspektivischen Ansicht mitverfolgt wird.

[0022] Von Vorteil sind die Maßnahmen, bei denen die Robotsteuerung hinterlegte Konfigurationsdaten vom physikalischen Roboter zur Erstellung des virtuellen Roboters heranzieht. Dadurch kann ein möglichst identes virtuelles Modell erzeugt werden.

[0023] Vorteilhaft sind aber auch die Maßnahmen, bei denen in dem einzelnen erfassten Produktionsmittel Daten für den Aufbau, insbesondere der Anordnung, der Form und der Funktion, sowie eine digitale Darstellung des Produktionsmittels gespeichert werden, die von der Robotsteuerung und/oder dem Roboter über ein Verarbeitungsnetzwerk abfragbar sind. Damit wird erreicht, dass bei einem Austausch eines Modells auf eine neuere geänderte Ausführung, die Robotsteuerung wiederum mit allen benötigten Daten versorgt wird, um eine Anpassung des virtuellen Robotmodells bzw. Zwillings vorzunehmen.

[0024] Bei den Maßnahmen ist von Vorteil, dass die dargestellte Perspektive des digitalen Zwillings zur besseren Erkennung bzw. Auffindung von Fehlabläufen beliebig verändert werden kann. Dadurch kann der Bediener auch in nicht einsehbare Bereiche der Anlage hineinzoomen und somit diese Bereiche kontrollieren.

[0025] Von Vorteil sind die Maßnahmen, bei der die Robotsteuerung und/oder der Roboter in einen Simulationsmodus umgeschaltet werden kann, in dem aufgrund von hinterlegten Kenngrößen die Simulation einer Verarbeitungsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschine, zum Erkennen folgenschwerer Fehler im Roboterprogramm vor der Inbetriebnahme der Verarbeitungsmaschine erfolgt.

[0026] Schließlich sind die Maßnahmen von Vorteil, bei denen der digitale Zwilling bzw. das virtuelle Robotmodell, insbesondere die Daten, auf eine externe Komponente, wie beispielsweise einem PC oder Laptop, übertragen werden können. Dadurch wird erreicht, dass die Daten auch offline überprüft werden können bzw. an den Hersteller übersendet werden, der anschließend hausintern die Programmierung der Anlage überprüfen und optimieren kann.

[0027] Grundsätzlich kann gesagt werden, dass durch die erfindungsgemäße Lösung sichergestellt werden kann, dass vor Produktionsstart sämtliche Fehlerquelle auf einfache Art und Weise erkannt und ausgeschlossen werden können.

[0028] Die Erfindung wird an Hand mehrerer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs beispielen näher erläutert.

[0029] Es zeigen: [0030] Fig. 1 ein Übersichtbild einer kunststoffverarbeitenden Industrieanlage, in vereinfachter, schematischer Darstellung; [0031] Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Teaching- bzw. Programmerstellung auf einer Robotsteuerung, in vereinfachter, schematischer Darstellung [0032] Fig. 3 eine schematische Darstellung eines virtuellen Robotmodells auf einer Robotsteuerung, in vereinfachter, schematischer Darstellung; [0033] Fig. 4 eine schematische Darstellung des Robotmodells in vergrößerter Perspektive und geänderter Position des Roboters, bei der der Greifer in die Werkzeuge zum Entnehmen des hergestellten Spritzgießteils eingefahren ist.

[0034] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlichen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die beschriebene Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Auch können Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen.

[0035] In Fig. 1 ist eine Industrieanlage 1, insbesondere eine Arbeitszelle 2 für Spritzgießanwendungen gezeigt, bei der die einzelnen Komponenten/Geräte zum Erzeugen eines oder mehrerer Produkte/Halbprodukte oder Spritzgießteile 3 in der Arbeitszelle 2 zusammen geschaltet sind. Als Verarbeitungsmaschine wird vorzugsweise eine Spritzgießmaschine 4, eingesetzt, der ein Roboter 5 bzw. Handhabungsautomat zum Entnehmen des hergestellten Spritzgießteils 3 zugeordnet ist, wobei das Spritzgießteil 3 von einer Entnahmevorrichtung 6, insbesondere einem Greifer ausgestattet mit Greifzangen oder Saugdüsen, aus einer sich öffnenden Spritzgussform 7 entnommen und auf eine Vorrichtung, insbesondere einem Transportband 8, abgelegt wird. Um ein Spritzgießteil 3 hersteilen zu können, wird Kunststoffgranulat 9 über ein Granulatfördergerät 10 und eventuell über ein Dosiergerät 11 der Verarbeitungsmaschine 4 zugeführt. Über ein Temperiergerät 13 und/oder Kühlgerät kann die Spritzgussform durch Zuführung eines Temperiermediums auf Betriebstemperatur gehalten werden bzw. entsprechend geheizt oder gekühlt werden, sodass eine optimale Verarbeitung des Kunststoffgranulates 9, welches zum Einspritzen in die Spritzgussform 7 plastifiziert werden muss, ermöglicht wird. Zusätzlich weist die Anlage eine Überwachungsvorrichtung 15, insbesondere ein Kamerasystem, auf, um eine automatische Qualitätskontrolle des erzeugten Produktes 3 durchführen zu können. Damit die einzelnen Geräte eingestellt bzw. programmiert werden können, weisen diese entsprechende Steuerelektronik auf, die über an den Geräten angeordneten Displays 16 oder einer Robotersteuerung 17 eingegeben und angezeigt werden. Der vollständigkeitshalber wird weiters erwähnt, dass sämtliche Geräte mit entsprechenden Leitungen, insbesondere Spannungsversorgung, Netzwerkleitungen, Flüssigkeitsversorgungsleitungen, Materialleitungen usw. verbunden sind, die in der gezeigten Darstellung der übersichtshalber nicht dargestellt wurden.

[0036] Gemäß der Fig. 2 bis 4 ist erfindungsgemäß ein Verfahren und ein Roboter 5 und/oder Robotsteuerung 17 beschrieben, bei dem eine Validierung von programmierten Ablaufsequenzen oder Teachprogrammen 20 des Roboters 5 bzw. Handhabungsautomaten vorzugsweise mit der Robotsteuerung 17 durchführbar ist. Dabei ist der Roboter 5 vorzugsweise auf oder neben der Verarbeitungsmaschine, insbesondere der Spritzgießmaschine 4, montiert und dient für die Entnahme, Handhabung, Manipulation oder Weiterbearbeitung von gerade produzierten Spritzgießteilen 3.

[0037] Die Robotsteuerung 17 ist zur Wiedergabe eines virtuellen Zwillings bzw. virtuellen Robotmodells 21 (gemäß Fig. 3), insbesondere einer virtuellen Darstellung der Anlage bzw. Arbeitszelle, am Ausgabepunkt, insbesondere einem Touch-Screen 22, ausgebildet, wobei vorzugsweise sämtliche Produktionsmittel der Anlage bzw. Arbeitszelle 2 dargestellt sind. Die Erstellung der virtuellen Gesamtansicht kann vorzugsweise automatisch erfolgen, wobei die benötigten Daten von der Robotsteuerung 17 aus den einzelnen Komponenten ausgelesen werden. Das virtuelle Robotmodell 21, der sogenannte „digitale Zwilling“ wird in jedem Fall automatisch aus der Konfigurationsdatei 27 der Robotsteuerung 17 erstellt. Hierbei ist es auch möglich, dass aufgrund von gespeicherten und ausgelesenen Kennungen bzw. Typenbezeichnungen der Geräte im Speicher der Robotsteuerung 17 entsprechende virtuelle Modelle, insbesondere deren Form und Dimensionen, hinterlegt sind oder dass in dem einzelnen erfassten Produktionsmittel Daten für den Aufbau, insbesondere der Anordnung, der Lage und der Funktion, sowie eine digitale Darstellung des Produktionsmittel gespeichert sind, die von der Robotsteuerung 17 und/oder dem Roboter 5 über ein Verarbeitungsnetzwerk abfragbar sind.

[0038] Die Robotsteuerung 17 ist dabei mit den neuesten Hardware- und Software-Technologien im Hinblick auf erhöhte Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit ausgestattet. Dadurch ist es möglich, dass auf der Robotsteuerung 17, standardmäßig ein digitaler Robot-Zwilling, also das virtuelle Robotmodell 21, zur Verfügung steht, der die Validierung der vom echten Roboter 5 auszuführenden Abläufe jederzeit virtuell ermöglicht und somit ohne Gefahr für Verarbeitungsmaschine und Roboter 5 die Abläufe vor der Inbetriebnahme überprüft werden können, wie dies anhand der Darstellungen von Fig. 3 und Fig. 4 zu ersehen ist, indem die Entnahmevorrichtung 6 des Roboters 5 von der Position oberhalb der Spritzgussform 7 der Spritzgießmaschine 4, gemäß Fig. 3 in die geöffnete Spritzgussform 7 der Spritzgießmaschine 4 eingefahren ist, gemäß Fig. 4.

[0039] Wesentlich ist hierbei, dass die Robotsteuerung 17 die tatsächlichen Vorgaben des gespeicherten Teachprogrammes 20 dem virtuellen Robotmodell 21 zur Verfügung stellt, sodass am virtuellen Robotmodell 21 der tatsächliche Ablauf dargestellt wird.

[0040] Die Robotsteuerung bietet einen Darstellungsbereich, beispielsweise von 10,1" im Porträtformat und verfügt über eine, dem aktuellen Tablet-Trend folgende kapazitive Touch-Oberfläche des Touch Screens 21. Dieser ermöglicht nun auch die Gestensteuerung, insbesondere das Wischen für Seitenwechsel und Zoomen mit zwei Fingern (wie dies in Fig. 4 geschehen ist), was die Bedienung der Robotsteuerung 17 noch intuitiver gestaltet. Vorzugsweise weist die Robotsteuerung 17 mehrere Mehrkern-Prozessoren, die eine optimale Aufgabenteilung ermöglichen und so die Leistungsfähigkeit verbessern, auf. Zeit- bzw. sicherheitsrelevante Prozesse können komplett von der Visualisierungsebene entkoppelt werden, um höchste Betriebssicherheit und die schnellstmögliche Reaktion auf kritische Ereignisse zu realisieren.

[0041] Basierend auf der Programmierung, also dem hinterlegten Teachprogramm 20, generiert die Robotsteuerung 17 eine virtuelle Arbeitszelle bzw. das Robotmodell 21, in deren Visualisierung gezoomt werden kann, wobei die Perspektive frei wählbar und jederzeit änderbar ist, d.h., dass bei einer Simulation also eines virtuellen Ablaufes der Maschineneinstellung jederzeit die Ansicht auf das dargestellte Robotmodell 21 verändern kann, um Bereich zu kontrollieren, die so nicht sichtbar sind. Auch kann in das dargestellte Modell hineingezoomt werden, sodass nur noch ein Teil des virtuellen Robotmodells 17 sichtbar ist, jedoch die Simulation weiter fortgeführt wird, sodass beim Verkleinern wieder alle Abläufe sichtbar werden.

[0042] Man kann also sagen, dass eine digitale Kopie, also ein digitaler Zwilling oder virtuelles Robotmodell 21, der tatsächlichen Arbeitszelle 2 bzw. des Roboters 5 in der Robotsteuerung 17 mitgeführt wird bzw. simuliert ist bzw. die Robotersteuerung 17 entsprechend zur Anzeige des virtuellen Robotmodells 21 ausgebildet ist. Dieses virtuelle Robotmodell 21 verfügt über dieselben Ausstattungsmerkmale und Charakteristika wie der real existierende Roboter 5, und erlaubt somit eine realitätsnahe Simulation der anwendungsspezifischen Abläufe.

[0043] Dabei ist es jederzeit möglich, dass Abläufe bei der Programmierung eines Teachpro-gramms 20 überprüft werden können, d.h., dass sobald entsprechende Teile eines Robotpro- gramms bzw. Teachprogramms 20 erstellt wurden, die Möglichkeit besteht, über das Test-Menü der Robotsteuerung 17, welches beispielsweise durch Aktivieren eines Button 23 aufrufbar ist, in den Simulationsmodus zu wechseln und die gerade eben erstellte Teilsequenz zu überprüfen. Um nun das virtuelle Robotmodell 21 am Touch-Screen eindeutig vom realen Equipment, also den physikalischen Roboter, zu unterscheiden, erscheint in diesem Modus vorzugsweise eine leuchtende Statuszeile 24 auf dem Bildschirm der Robotsteuerung 17, und zusätzlich erfährt der virtuelle Robotereine schemenhafte Darstellung.

[0044] Der Simulationsmodus erlaubt auch die Simulation der Spritzgießmaschine 4 anhand von hinterlegten Kenngrößen, die von der Robotsteuerung 17 abgefragt und beispielsweise aus einem Speicher in der Spritzgießmaschine 4 ausgelesen wird.

[0045] Selbstverständlich ist es möglich, dass auch weitere Komponenten simuliert bzw. deren Daten ausgelesen und virtuell umgesetzt werden können.

[0046] Der Simulationsmodus versetzt den Bediener bzw. Maschineneinsteller somit in die Lage, gegebenenfalls folgenschwere Fehler im Robotprogramm 20 sehr rasch aufzudecken, ohne bei einem real durchgeführten Testlauf ein Risiko eingehen zu müssen. Bewegungsabläufe von hoher Komplexität, die sich aus bis zu sechs gleichzeitigen Bewegungen zusammensetzen, wie etwa den Bewegungen sämtlicher Roboterachsen und zusätzlich weiterer Achsen, etwa von Drehachsen, und die zu einer Kollision des Roboters 5 mit der Schutzeinhausung 25 oder den Holmen 26 der Spritzgießmaschine 4 führen könnten, können somit einfach überprüft werden, sodass diese ihren programmiertechnischen „Schrecken“ verlieren. So lassen sich bei der Simulation auch Fehler in der Ablauflogik entdecken, sowie potenzielle Synchronisierungsprobleme bei überlagerten und simultan laufenden Funktionen.

[0047] Das virtuelle Robotmodell 21 steht in jedem Betriebsmodus für den gesamten Ablauf zur Verfügung, also auch im so genannten „Trockenbetrieb“ und im Hand- bzw. Stepp-Betrieb. Es ist auch möglich, dass die Robotsteuerung 17 im Handbetrieb und während eines Trockenlaufzyklus ihre Antikollisions-Kontrolle aktiviert. Diese meldet permanent die Stromaufnahme jedes einzelnen Antriebs. Bei zu großen Abweichungen vom Standardwert und somit einer höchstwahrscheinlichen Kollision des Roboters 5 mit anderen Komponenten in der Arbeitszelle 2, erfolgt eine sofortige Abschaltung der Antriebe. Dadurch sind die tatsächlichen Istwerte am virtuellen Robotmodell 21 zu den entsprechenden Teilen darstellbar bzw. werden angezeigt, d.h., dass beispielsweise bei einer kritischen Stromaufnahme eines Antriebes dieser im virtuellen Robotmodell 21 rot eingefärbt wird, sodass vom Bediener bzw. Maschineneinsteller erkennbar ist, wo die Grenzwerte überschritten oder problematisch sind. Dabei ist es möglich, dass entsprechende Bereiche für die Parameterwerte hinterlegt und gespeichert werden bzw. sind, sodass die entsprechenden Teile mit entsprechend dazugehörigen Farben eingefärbt werden, was die Bedienerfreundlichkeit wesentlich erhöht, d.h., dass bei Überschreiten definierter Grenzwerte, also den einstellbaren Parametern, die entsprechenden Komponenten mit Farbe, insbesondere mit Rot, im virtuellen Robotmodell 21 dargestellt sind oder eben nur die Werte angezeigt werden.

[0048] Der Ordnung halber wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsvarianten beschränkt ist, sondern auch weitere Ausbildungen beinhalten können.

Claims

Ansprüche

1. Roboter (5) mit einer Robotsteuerung (17) zur Validierung von programmierten Ablaufsequenzen und/oder Teachprogrammen (20) des Roboters (5) in einer Arbeitszelle (2), wobei der Roboter (5) vorzugsweise auf oder neben einer Verarbeitungsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschine (4), montiert ist und für die Entnahme, Handhabung, Manipulation oder Weiterbearbeitung von gerade produzierten Spritzgießteilen (3) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotsteuerung (17) zur Wiedergabe eines virtuellen Zwillings bzw. Robotmodell (21), insbesondere einer virtuellen Darstellung der Anlage bzw. Arbeitszelle (2), am Ausgabepunkt, insbesondere einem Display bzw. Touch-Screen (16), ausgebildet ist, wobei zumindest die Spritzgießmaschine als Teil der Arbeitszelle dargestellt ist, sowie weitere Produktionsmittel der Anlage bzw. Arbeitszelle (2), die vorzugsweise automatisch erkannt und dargestellt sind.
2. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Robotsteuerung (17), insbesondere in einem Speicher, virtuelle Modelle von Produktionsmitteln der Arbeitszelle hinterlegt sind, insbesondere deren Form und Dimensionen.
3. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem einzelnen erfassten Produktionsmittel Daten für den Aufbau, insbesondere der Anordnung, der Form und der Funktion, sowie eine digitale Darstellung des Produktionsmittels gespeichert ist, die von der Robotsteuerung (17) und/oder dem Roboter (5) über ein Verarbeitungsnetzwerk abfragbar sind.
4. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Perspektive des dargestellten virtuellen Zwillings bzw. Robotmodells (21) frei auswählbar ist, um ev. Fehlerquellen einfach aufzufinden oder zu überprüfen.
5. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der virtuelle Roboter nach der Simulation diverser Befehle der Robotsteuerung immer wieder mit dem physikalischen Roboter koppelbar ist und daraufhin ein weiterer Simulationslauf mit anderen Zuständen ausführbar ist.
6. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotsteuerung (17) über einen Test-Button in den Simulationsmodus umschaltbar ist, um Teile eines Robotprogramms bzw. Teachprogramms (20) oderdas vollständige Teachprogramm (20) zu simulieren.
7. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Unterscheiden des virtuellen Robotmodells (21) vom realen Equipment, also dem physikalischen Roboter (5), vorzugsweise ein leuchtender Rahmen (24) auf dem Display (16) der Robotsteuerung (17) dargestellt ist.
8. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotsteuerung (17) im Handbetrieb und während eines Trockenlaufzyklus ihre Antikollisions-Kontrolle aktiviert.
9. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotsteuerung (17) Abstandssensoren der Antikollisions-Kontrolle für die automatische Erfassung des Arbeitsraumes verwendet
10. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotsteuerung (17) tatsächliche Konfigurationsdaten des Roboters (5) ausliest und mit dem in der Robotsteuerung (17) gespeicherten Teachprogramm (20) verknüpft bzw. kombiniert.
11. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotsteuerung (17), insbesondere eine Touch-Oberfläche, zur Unterstützung mit einer Gestensteuerung, insbesondere ein Wischen für Seitenwechsel und Zoomen mit zwei Fingern, ausgebildet ist.
12. Roboter (5) und/oder Robotsteuerung (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten definierter Grenzwerte die entsprechenden Komponenten mit Farbe, insbesondere mit Rot, im virtuellen Robotmodell (17) dargestellt sind.
13. Verfahren zur Validierung von programmierten Ablaufsequenzen oder Teachprogrammen (20) eines Roboters (5) mit einer Robotsteuerung (17), der vorzugsweise auf oder neben einer Verarbeitungsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschine (4), montiert wird und für die Entnahme, Handhabung, Manipulation oder Weiterbearbeitung von gerade produzierten Spritzgießteilen (3) dient, dadurch gekennzeichnet, dass in der Robotsteuerung (17) und/oder im Roboter (5) ein virtuelles Robotmodell (21), insbesondere ein digitaler Zwilling, der das Abbild des tatsächlichen Roboters (5) und/oder der Anlage bzw. Arbeitszelle (2) wiedergibt, dargestellt wird, wobei von der Robotsteuerung (17) zur Erzeugung des virtuellen Anlagenmodells (21) alle benötigten Daten von den verbundenen Komponenten, insbesondere dem Roboter (5), der Verarbeitungsmaschine, dem Werkzeug, usw., abgefragt und ausgelesen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotsteuerung (17) in einen Simulationsmodus umgeschaltet wird, in dem sämtliche Abläufe unter Berücksichtigung der abgefragten Daten und des erstellten Programms bzw. Teachprogramms (20) virtuell wiedergegeben werden.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotsteuerung (17) hinterlegte Konfigurationsdaten vom physikalischen Roboter zur Erstellung des virtuellen Robotmodells (21) heranzieht.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in einem einzelnen erfassten Produktionsmittel Daten für den Aufbau, insbesondere der Anordnung, der Form und der Funktion, sowie eine digitale Darstellung des Produktionsmittels gespeichert werden, die von der Robotsteuerung (17) und/oder dem Roboter (5) über ein Verarbeitungsnetzwerk abgefragt werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die dargestellte Perspektive des digitalen Zwillings zur besseren Erkennung bzw. Auffindung von Fehlabläufen beliebig verändert werden kann.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der digitale Zwilling bzw. das virtuelle Robotmodell (21), insbesondere die Daten, auf eine externe Komponente, wie beispielsweise einem PC oder Laptop, übertragen werden können.