Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Industrial IT pro robotizovaná pracoviště

číslo 8-9/2003

Industrial IT pro robotizovaná pracoviště

RobotStudio – programování off-line je jako mít průmyslový robot na PC

Nejlepší způsob, jak maximalizovat návratnost investice do robotizovaných systémů, je použít jejich programování off-line. Simulační a off-line programovací software ABB RobotStudio dovoluje programovat roboty na běžné platformě operačního systému Microsoft Windows a PC a realizovat veškeré úpravy aplikačního programu, které byli uživatelé zvyklí dělat na reálném zařízení, v simulačním prostředí. Do řídicího systému robotu jsou pak v době plánované odstávky pouze přeneseny předem připravené aplikační programy. Díky časové úspoře dochází k výraznému zvýšení celkové produktivity výrobního systému.

Obr. 1.

RobotStudio (obr. 1) používá repliky řídicích systémů reálných robotů ABB a může generovat programy robotů podle představ uživatele a technických propozic daného pracoviště. Virtuální řídicí systém využívá stejný software, jaký se používá k řízení reálného robotu, a generuje funkční programy v programovacím jazyce robotů RAPID. ABB jako jediný dodavatel přichází s konceptem virtuálního řídicího systému, který nabízí skutečné programování off-line.

Maximalizace návratnosti investic
Zavedením programování off-line se dosáhne velmi rychlé návratnosti investice do robotizovaného systému. Nabízí se zde široké možnosti, jak vyhodnocovat nová řešení robotizovaných systémů, a to ještě před jejich uvedením do provozu, nebo dokonce před vytvářením zamýšlené investice. RobotStudio nejen snižuje provozní náklady na robotizovaný systém, ale také omezuje náklady a rizika v průběhu projektování. Dovoluje konfigurovat robotizovaný systém ještě před jeho fyzickou instalací a výrazně tak zkracuje dobu potřebnou k uvedení do provozu. Předem odladěný systém umožňuje v předstihu vyškolit nebo přeškolit budoucí obsluhu nových a nově zaváděných zařízení či výrobních procesů. Dalších úspor se dosáhne přesunutím úkolu spravovat programy robotů, doposud zabezpečovaného kapacitami z výroby, do kanceláří technických pracovníků. Tím se uvolní dříve obsazené a pro programování drahé výrobní kapacity.

Obr. 2.

Programátoři robotů vytvářejí programy na PC a testují různé varianty v digitalizované „buňce robotu„, aby našli její optimální řešení (obr. 2). V okamžiku, kdy dojde ke změně naprogramované úlohy, je pro inženýry snadné přeprogramovat a doladit roboty ABB podle aktuálních požadavků. Možnost využívat modulární či předem připravené části programů má také pozitivní dopad na zvýšení produktivity práce.

Je velmi mnoho funkcí, které urychlují programování (obr. 3). Jako příklad lze uvést zrcadlení dráhy u osově symetrických výrobků nebo úpravu a posun souřadného systému robotu. Vše je v prostředí RobotStudio snadné a rychlé. Praxe ukazuje, že některé programy nebo projekty nelze bez použití tohoto programového nástroje vůbec realizovat.

Jednou z funkcí programu je také výpočet doby cyklu. To opět přináší snížení nákladů na testování prototypů, kratší odstávky a účelnější plánování výroby.

Díky importování souborů CAD pracuje RobotStudio s velmi přesnými daty. Programátoři tak mohou vytvořit optimálně přizpůsobený program, který v důsledku vede k vysoké kvalitě finálních výrobků.

Vizualizaci řešení v prostorovém zobrazení minimalizuje riziko kolizí. Programátor tak může svoje vlastní chyby, které by se jinak projevily až ve výrobní hale, objevit už na svém PC.

Obr. 3. Obr. 4.

Otevřenost systému
RobotStudio je otevřený systém a jeho propojení s Microsoft Office umožňuje využít obecně známé aplikace k rozšíření jeho vlastních funkcí. Stejně jako Microsoft Office, i RobotStudio obsahuje Visual Basic for Applications (VBA), což dává možnost vytvořit uživatelsky přizpůsobené funkce v podobě maker (obr. 4). Velmi jednoduché je např. exportování dat do Excelu. Prezentace vybraných dat z výroby v přehledné tabulkové formě a nebo v podobě grafů nabízí výrobním manažerům ve zvoleném okamžiku aktuální podklady pro včasná rozhodnutí či korekce výroby.

Obr. 5.

Další rozšíření funkcí
RobotStudio je k dispozici v anglické, německé a francouzské mutaci. Rozšiřující moduly softwaru poskytují uživatelskou podporu pro speciální procesy. Jsou to např. ArcWelding (obloukové svařování), SpotWelding (bodové svařování), Painting (lakování), Cutting (mechanické opracování, např. frézování nebo broušení). RobotStudio podporuje formáty CATIA (Computer-graphics Aided Three dimensional Interactive Application), IGES (Initial Graphics Exchange Specification), STEP (Standard for The Exchange of Product data management) a mnoha dalších formátů CAD. Obsahuje také průvodce pro jednoduché vytváření nástrojů robotu, simulaci vstupně-výstupních (I/O) signálů, editor jazyka RAPID (obr. 5) a generování konfiguračních souborů.

RobotStudio je v současnosti uznávaný, úspěšný a stále se rozšiřující nástroj, který přináší do automatizované průmyslové výroby zvýšení produktivity a zlepšení kvality.

WebWare

WebWare™ je první průmyslově integrované softwarové řešení pro robotizované systémy ABB, které je zaměřeno na potřeby výroby i obchodu. Je to souhrnná platforma ABB pro lokální i dálkové monitorování výrobních dat a správu souborů, vytváření statistik, řízení výroby a získávání diagnostických informací při použití standardního internetového prohlížeče. WebWare poskytuje nové nástroje pro lepší přístup ke správě a řízení výrobního procesu a usnadňuje vedení společnosti řešení velkého množství každodenních úkolů.

Obr. 6.

Rodina produktů WebWare se skládá ze dvou programových balíků, WebWare Server a WebWare SDK (Software Developer Kit). WebWare Server je na výrobu orientované řešení pro monitorování procesů, správu souborů, sběr statistik procesů a diagnostiku. WebWare SDK je sada softwarových nástrojů pro návrh a vývoj aplikací, obsluhujících zařízení na úrovni výroby, v prostředí uživatelského PC.

Monitorování výroby
Jedinečným rysem softwaru WebWare Server je způsob, jakým jsou prezentovány informace. Sledované oblasti jsou implementovány do řady dynamických webových stránek. Zcela tak odpadá rozšiřování a rozvoj stávajícího vizualizačního systému prostřednictvím proprietálních uživatelských rozhraní. Oprávněný uživatel vybavený standardním webovým prohlížečem může spravovat WebWare Server bez potřeby aplikačního školení (obr. 6). Navíc není přístup k datům zúžen pouze na lokální počítačovou síť – autorizovaní uživatelé mohou sledovat výrobní data z libovolného místa a v libovolném čase.

WebWare Server průběžně sleduje stav všech připojených řídicích systémů robotů a zprávy o aktualizaci stavu systému vysílá uživatelům. Aktualizovaná data jsou shromažďována ve společné databázi. Přímá podpora databáze navíc dovoluje číst a zapisovat statistiky procesů z vlastního programu robotu. Data mohou být sbírána z jedné pracovní buňky, výrobní linky nebo mohou být sloučena napříč celou výrobou. Uživatelé mohou přímými dotazy analyzovat uložená data, získávat hlášení spojená s procesními daty nebo si data nahrát pro pozdější analýzu.

Obr. 7.

Správa souborů
Komunikační síť nástroje WebWare Server vytváří infrastrukturu pro systém správy souborů výroby. Schopnost provádět bezobslužné, plánované zálohování je vhodná pro zajištění ochrany kritických částí programů, sledování změn programů a detekování nežádoucích změn (obr. 7). Při vytváření plánu zálohování uživatel jednoduše vybere soubory a zvolí zálohovací harmonogram. Volitelné nastavení umožňuje zálohovat celý disk řídicího systému robotu a zrcadlit RAM-disk.

WebWare Server též podporuje lokální a dálkový přístup do archivu záloh, obnovení archivovaných souborů robotu nebo použití zrcadlení RAM-disku pro výměnu souborů s roboty ve výrobě.

Dálková diagnostika
WebWare Server zkracuje dobu, kterou operátoři potřebují pro získání spolehlivých diagnostických informací. Nastane-li porucha, je zde možnost porovnat zálohovaná data uložená na serveru s aktuálními daty v řídicím systému robotu a tak rychle najít a odstranit případné chyby. Klíčovými informacemi jsou také instalovaná verze softwaru, aktuální stav I/O signálů anebo data obsažená v systémových hlášeních.

WebWare Server průběžně sleduje stav všech připojených řídicích systémů robotů, sbírá data, systémové alarmy a hlášení o událostech. Všechna informační hlášení, která byla vybavena před vznikem chyby systému a během ní, jsou zachycena a uložena v databázi serveru. Tato data mohou být přístupná lokálním i vzdáleným uživatelům (obr. 8). Server umožňuje centrálně podporovat distribuované instalace a data jsou stále dostupná i v případě, že je výrobní systém v odstávce.

Obr. 8.

Řízení výroby
WebWare SDK se v kombinaci s dalšími programovacími nástroji používá pro vytvoření prostředí operátorské stanice ve výrobě, včetně návrhu přehledného uživatelské rozhraní HMI (Human Machine Interface, obr. 9). WebWare SDK je pojítkem mezi výrobními a administrativními informačními systémy.

Aplikace vyvinutá s WebWare SDK může pracovat ve spojení s WebWare Serverem a ukládat data přímo do databáze tohoto serveru. Veškerá data jsou pak dostupná na všech operátorských stanicích.

WebWare SDK obsahuje sadu komponent ActiveX a OPC Server pro snadný návrh operátorského pracoviště, které komunikuje s robotem ABB a dalšími výrobními zařízeními. Komponenty ActiveX umožňují rychlý vývoj aplikací pro Microsoft Windows bez potřeby studovat nižší vrstvy komunikačního protokolu. OPC (OLE for Process Control) Server je softwarová komponenta plug and play, kterou mohou integrátoři i výrobci snadno začlenit do spolupracující sítě automatizačních a administrativních informačních systémů.

Softwarová řešení Web-Ware získávají mezi obchodními partnery ABB stále větší oblibu. Příkladem může být aplikace tohoto nástroje ve výrobním závodě SAAB Automobile AB, kde je nyní k WebWare Serveru připojeno 357 robotů ABB.

Ing. Petr Škraňka, ABB, s. r. o.,
Automation Technologies

ABB s. r. o.
Sokolovská 84-86
186 00 Praha 8
tel.: 234 322 111
fax: 234 322 313
http://www.abb.com/cz

Inzerce zpět