Fuzzy Logic und CAIRE – auf dem Weg zur Automatisierung des Lackierungsprozesses

Fuzzy Logic ermöglicht es Robotersystemen, mit seiner Softwareplattform Trajektorien in einer einzigen Bewegung und ohne spezifisches Training zu erlernen. Mithilfe einer tragbaren Lernvorrichtung können Bediener dem Roboter ihr professionelles Know-how vermitteln, indem sie einfach nur ihre Aufgabe ausführen. Die Aufgabe kann dann mit völliger Sicherheit so oft wie nötig wiederholt werden.

Das Team von Caire unterstützt seit 1987 Firmen bei der Konstruktion von Spezialmaschinen. Caire ist Experte in Mechanik und Master-Servosteuerungen für die Automatisierung, Computerwissenschaft, maschinelles Sehen und Robotik. Mit seinem Partner STI integriert Caire zahlreiche Prozesse, darunter das Auftragen von Produkten wie Farbe oder Lack.

David Mangin, Business-Manager bei Caire, erläutert: „Derzeit handelt es sich bei der Mehrzahl der Produktanwendungslinien, die wir erstellen oder modifizieren, um manuelle Linien, die unsere Kunden robotisieren möchten. Doch die Programmierung eines Roboters für kleine serienmäßige Produktionsaktivitäten mit großer Diversität umfasst zahlreiche Bewegungen. Das ist zeitaufwendig und erfordert die Beteiligung eines hoch qualifizierten Roboteringenieurs. Diese Schwierigkeit in Verbindung mit der Tatsache, dass qualifizierte Lackierer rar sind, behindert die Robotisierung.

Die wenigen Kunden von Caire, die Roboter in ihren Produktanwendungslininen einsetzen, sehen sich auch Programmierschwierigkeiten gegenüber. Angesichts der Anzahl und Diversität der zu verarbeitenden Komponenten erstellen diese Roboter „ungefähre“ oder grobe Trajektorien, die alle zu verarbeitenden Komponenten abdecken. Manche dieser Trajektorien werden dann neu programmiert, damit sie präziser sind. Daran arbeiten die Roboteringenieure mehrere Wochen. Trotz dieser Anpassungen stimmen die Trajektorien nicht immer hundertprozentig mit den Komponenten überein. Dies erfordert wiederum komplexe Anpassungen beim Luft- und Produktstrom. Für jede Anpassung muss die Produktionsanlage gestoppt werden.

Steuerung eines Roboters ohne Programmierung – eine einzigartige Softwarelösung

der Softwareplattform von FuzzyLogiclöst dieses Problem, indem es die Roboterprogrammierung eliminiert und dem Bediener ermöglicht, seine eigenen Trajektorien millimetergenau zu erstellen.

Ryan Lober, CEO von Fuzzy Logic, erklärt: „Mit  unserer Softwareplattform,  kann ganz einfach robotisiert werden, wo dies vorher unmöglich war. Der Roboter wird zu einem Präzisionswerkzeug in den Händen des Bedieners und erlaubt diesem, seine Aufgabe selbstständig zu automatisieren, ohne dass ein Spezialist erforderlich ist.

Die Plattform  funktioniert ganz einfach: Eine tragbare Lernvorrichtung, die von einem Bediener gehandhabt wird, vermittelt der Software eine Trajektorie. Die Software Fuzzy Studio bietet ein Überwachungssystem über einen digitalen Echtzeit-Zwilling der Roboterinstallation und berücksichtigt die Kollisionsüberwachung sowie die Durchführbarkeit der Trajektorien in der Umgebung des Roboters. Darüber hinaus werden Alarme eingerichtet, um den Bediener spontan zu warnen. Die Trajektorienerfassung verknüpft mehrere Prozessparameter wie das Auslösen der Lackierpistole und deren Durchflussrate. Der Bediener, der kein Roboterexperte ist, kann dann die Trajektorie und die Prozessparameter über die grafische Benutzeroberfläche modifizieren, auch nachdem dem Roboter die Trajektorie vermittelt wurde.

Anschließend wird der Zyklus unter Verwendung von Fuzzy Studio gestartet und der Roboter führt die Anwendung exakt so aus, wie der Bediener es gezeigt hat. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Roboter bewegt, wird direkt in der Software festgelegt und kann über die Lerngeschwindigkeit geändert werden. Der Zyklus wird vom Roboter selbstständig ausgeführt, ohne dass eine Überwachung durch den Bediener erforderlich ist. Für jede neue Reihe an zu verarbeitenden Komponenten wird der Vorgang einige Minuten später wiederholt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Modul unmittelbar verwendet werden kann, ohne wirkliche vorherige Schulung.

David Mangin fügt hinzu: „Während die Plattform  den Roboter ohne Vorbereitung steuert, arbeiten wir mit Fuzzy Logic daran, den Prozess zu sichern und eine Schnittstelle zwischen die platteform und dem ins System integrierte Sicherheits-PLCa herzustellen. Unsere Roboteringenieure haben damit begonnen, Austauschtabellen zu definieren, um externe Aktionen über die Plattform  zu steuern, wie das Auslösen von Zylindern, Motoren, Anwendungspistolen und Mengenregler, etc. Dieser Sicherheitsaspekt wird innerhalb eines normativen Rahmens entwickelt.

Ryan Lober fasst zusammen: „Die Möglichkeit, dass Lackierspezialisten einem Roboter zeigen, wie eine Anwendung ausgeführt wird, ist ein absoluter Game-Changer. Der Spezialist gibt sein Wissen intuitiv an den Roboter weiter, der dafür sorgt, dass die Aufgabe wiederholt wird. Der Roboter ermöglicht es den Experten, ihre Produktivität zu multiplizieren und dem Unternehmen, neue Ideen für Fertigungsprozesse anzugehen. Das nennt man Automatisierungsunabhängigkeit.“

In naher Zukunft werden in Zusammenarbeit mit Caire drei Projekte für ein großes Luft- und Raumfahrtunternehmen umgesetzt. Die Softwareplattform von fuzzy logiclix wird für die Produktauftragung bei Komponenten mit hoher Produktionsvariabilität eingesetzt. Die Linie soll im September 2023 installiert sein.

flr.io

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