Siemens PLM Software NX CAM Robotics - avasis€¦ · Siemens PLM Software NX CAM Robotics...

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Zusammenfassung In vielen Bereichen der Fertigungs- industrie nimmt der Einsatz von Robotern rasant zu. Getrieben wird dieser Wandel von zwei Trends: Zum einen erlauben eine höhere Genauigkeit, Wiederhol- barkeit und Traglast den Einsatz von Robotern für immer mehr Bearbeitungs- schritte. Zum anderen ist es schwieriger geworden, qualifizierte Mitarbeiter zu finden, die bereit sind, für eine längere Zeit schwere, sich immer wiederholende Tätigkeiten unter rauen Umgebungs- bedingungen durchzuführen. Früher wurden Roboter zum Heben, Positionieren und Schweißen eingesetzt. Moderne Roboter werden mit Fräs-, Schleif- und anderen Bearbeitungswerk- zeugen bestückt und können so entgra- ten, schneiden, trimmen, polieren, schleifen, kleben usw. Dazu müssen die Roboter kontinuierlich hoch präzise Bewegungen durchführen wie das Bear- beiten z. B. von Flächen-Mustern und das Entfernen von Restmaterial. Solche www.siemens.com/nx Bewegungsabläufe für Roboter manuell oder mit typischen Roboter-Tools zu pro- grammieren, ist eine enorme Heraus- forderung. Siemens PLM Software hat seine bewährte Tecnomatix-Software für moderne Robotik-Lösungen in die NX CAM Software integriert und so die NX CAM Robotics-Lösung geschaffen. Da hiermit die gewohnten CNC-Programmier- methoden von NX CAM genutzt werden, lassen sich Roboter ganz einfach wie eine Werkzeugmaschine für Schneide-, Trimm- und Poliervorgänge etc. programmieren. Mit NX CAM Robotics lassen sich Bearbei- tungsprogramme für Industrieroboter entwickeln, simulieren, validieren, optimieren und offline erstellen. Diese Lösung verbessert die Effizienz und Qualität von hochpräzisen Mehrachsbe- wegungen von Robotern. Mit der intuiti- ven 3D-Umgebung der NX-Software wird die Einfachheit der CNC-Programmierung mit der Fähigkeit kombiniert, komplexe Roboter-Bearbeitungsprozesse exakt zu erstellen, zu steuern und zu simulieren. Siemens PLM Software NX CAM Robotics Roboter-gesteuerte Bearbeitungsprozesse planen, prüfen und optimieren – wie mit einer realen Werkzeugmaschine Vorteile Schnelles Erstellen komplexer NC-Programme Kürzeres Einrichten durch integrierte grafische Simulation Einfach zu erstellende Roboter-spezifische Programme Schnelle Reaktion auf Konstruktionsänderungen durch assoziative NC-Wege Keine Datenübertragung durch eine einzige CAx- Plattform Flexibilität durch Erstellen eigener Robotik-Regeln Effektive Programmierung durch Prozessautomatisierung

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ZusammenfassungIn vielen Bereichen der Fertigungs-industrie nimmt der Einsatz von Robotern rasant zu. Getrieben wird dieser Wandel von zwei Trends: Zum einen erlauben eine höhere Genauigkeit, Wiederhol-barkeit und Traglast den Einsatz von Robotern für immer mehr Bearbeitungs-schritte. Zum anderen ist es schwieriger geworden, qualifizierte Mitarbeiter zu finden, die bereit sind, für eine längere Zeit schwere, sich immer wiederholende Tätigkeiten unter rauen Umgebungs -bedingungen durchzuführen.

Früher wurden Roboter zum Heben, Posi tionieren und Schweißen eingesetzt. Moderne Roboter werden mit Fräs-, Schleif- und anderen Bearbeitungswerk-zeugen bestückt und können so entgra-ten, schneiden, trimmen, polieren, schleifen, kleben usw. Dazu müssen die Roboter kontinuierlich hoch präzise Bewegungen durchführen wie das Bear-beiten z. B. von Flächen-Mustern und das Entfernen von Rest material. Solche

www.siemens.com/nx

Bewegungsabläufe für Roboter manuell oder mit typischen Roboter- Tools zu pro-grammieren, ist eine enorme Heraus-forderung. Siemens PLM Software hat seine bewährte Tecnomatix- Software für moderne Robotik- Lösungen in die NX CAM Software integriert und so die NX CAM Robotics-Lösung geschaffen. Da hiermit die gewohnten CNC-Programmier-methoden von NX CAM ge nutzt werden, lassen sich Roboter ganz einfach wie eine Werkzeugmaschine für Schneide-, Trimm- und Polier vor gänge etc. programmieren.

Mit NX CAM Robotics lassen sich Bearbei-tungsprogramme für Industrie roboter entwickeln, simulieren, validieren, opti mieren und offline erstellen. Diese Lösung verbessert die Effizienz und Quali tät von hochpräzisen Mehrachsbe-wegungen von Robotern. Mit der intuiti-ven 3D-Umgebung der NX-Software wird die Einfachheit der CNC-Programmierung mit der Fähigkeit kombiniert, komplexe Roboter-Bearbeitungsprozesse exakt zu erstellen, zu steuern und zu simulieren.

Siemens PLM Software

NX CAM Robotics Roboter-gesteuerte Bearbeitungsprozesse planen, prüfen und optimieren – wie mit einer realen Werkzeugmaschine

Vorteile• Schnelles Erstellen komplexer

NC-Programme

• Kürzeres Einrichten durch integrierte grafische Simulation

• Einfach zu erstellende Roboter-spezifische Programme

• Schnelle Reaktion auf Konstruktionsänderungen durch assoziative NC-Wege

• Keine Datenübertragung durch eine einzige CAx- Plattform

• Flexibilität durch Erstellen eigener Robotik-Regeln

• Effektive Programmierung durch Prozessautomatisierung

RoboterdefinitionMit dem NX CAM Machine Tool Builder können jetzt zusätzlich Roboter-Kinematik- Ketten definiert werden, was die Inte-gration von Robotern als CNC-Maschinen in NX CAM ermöglicht. Dies ist die Grund-lage für die Simulation der Roboterbe-wegungen und sorgt für den korrekten Output für die Steuerung.

Die NX CAM Beispiel-Bibliothek enthält häufig verwendete Robotermodelle, die leicht mit dem NX CAM Machine Tool Builder angepasst werden können.

Werkzeugwege für den RoboterMit NX CAM Robotics werden die robusten Verfahren von NX CAM genutzt, um den Werkzeugweg zu definieren. Mit dieser Bewegung lässt sich die Schneide- oder Schleifeinrichtung so am Werkstück ent-lang bewegen, wie es der Arbeitsvorgang erfordert. Ergänzend zu diesem „Basis- Verfahrweg“ gewährleisten Robotik- Regeln zusätzliche Bewegungsfreiheitsgrade (>5 Bewegungsachsen) sowie mögliche Singularitäten. Der Anwender defi niert Präferenzen mittels einfacher Regeln zur Ausrichtung des Kopfes relativ zum Arbeits weg, z. B. fester Vektor, tangential zum Werkzeugweg oder tangential Zick-Zack. Die Konfiguration des Roboters stellt zusätzliche Regeln bereit, die helfen, seine Bewegungen zu steuern und vorhersehbare Orientierungen entlang der Bewegungsrichtung sowie die Anfangs- und Endlage einzunehmen.

Merkmale• Unterstützt Roboter vieler

Hersteller

• 6-achsiger Knickarm- Roboter, inklusive externer Achsen wie Positionierer und Schienen

• Kinematische 3D-Roboter-Modelle mit Definition von Köpfen, Haltern, Positionie-rern, Schienen und anderen Roboter-Peripherien

• Statische und dynamische Berechnung von Kollisi-onen, Erreichbarkeit und Singularitäten

• Regelbasierte Steuerung von Werkzeugorientie-rung, Roboterkonfiguration, Anfangs- und Endlage, Roboterbewegung entlang der Schiene, Positionierer-verhalten und OLP-Befehlen

• Einheitliches, intuitive Benutzeroberfläche für die NX CAD, NX CAM und NX CAM Robotics-Programmie-rung

• Durch Templates für die Prozessautomatisierung können NC-Pfade schnell nach vorgegebenen Regeln erstellt werden

Erweiterte RobotereinstellungenEiner der großen Vorteile des Einsatzes von Robotern für die Bearbeitung sind die großen Arbeitsräume, die sie abdecken können. Darüber hinaus können sie flexi-bel für unzugängliche Bereiche eingesetzt werden.

Um die Bearbeitung komplexer Formen mit problematischen Reichweiten zu unter-stützen, wird häufig ein Positionierer ein-gesetzt. NX CAM Robotics unterstützt diese Anwendungsfälle, indem es den Roboter mit dem Positionierer synchroni-siert und sein Bewegungsmuster steuert. Ein Positionierer kann in einem konstan-ten Winkel positioniert und diesen für die Dauer des gesamten Prozesses beibehalten oder ständig rotieren, um den Werkzeug-winkel während des gesamten Vorgangs beizubehalten.

Wenn große oder lange Teile bearbeitet werden, kann ein Roboter entlang einer Schiene geführt werden, um seinen Arbeitsraum mittels dieser zusätzlichen Achse noch weiter zu vergrößern. NX CAM Robotics ermöglicht dem Roboter, sich entlang der Schiene zu einer bestimmten Position zu bewegen, von der aus er den gesamten Werkzeugweg erreichen kann, oder kontinuierlich hin- und herzufah-ren, damit alle Positionen erreicht werden können.

Validierung der Roboter-PfadeSämtliche bewährten NX CAM Validie-rungswerkzeuge können für die Überprü-fung der Roboter-Pfade genutzt werden. Die Verifizierung des Materialabtrags kann während der Maschinensimulation ange-zeigt werden. Die Kollisionserkennung und Kontrolle der Werkzeugbewegungen kann dazu genutzt werden, Kollisionen zwischen Roboter, Werkzeug, Befestigungsvorrich-tung und Werkstück zu erkennen. Erreich-barkeitsprobleme wie unzugängliche Stel-len entlang des Wegs und Robotergelen-ke, die ihre Grenzwerte erreicht haben, werden gemeldet und können analysiert werden.

Auch spezielle Robotik-Probleme wie kinematische Singularitäten können auto-matisch erkannt und gemeldet werden. Roboterwerkzeugspuren können im Verlauf der Simulation angezeigt werden. Diese modernen Validierungswerkzeuge

NX CAM Robotics

NX

Sechs- und siebenachsige Roboterkonfigurationen können definiert und in NX verwendet werden, z. B. Roboter auf Schienen und Werkstückpositionierer.

gewährleisten qualitativ hochwertige Programme, die von Robotern zuverlässig ausgeführt werden können, Einrichtezeiten verkürzen und Fertigungsprobleme minimieren.

Offline-ProgrammierungMit NX CAM Robotics kann der Anwender je nach Bewegungstyp Offline-Program-mierbefehle (OLP) hinzufügen, um Unter-nehmensstandards exakt einzuhalten und zu gewährleisten, dass die Befehle selbst bei Teile- und Prozessänderungen berück-sichtigt werden. OLP-Befehle können bei verschiedenen Schritten eingesetzt wer-den, z. B.: Beginn der Bewegung, Ende der Bewegung, Ende jeder Annäherungs-bewegung, Beginn jeder Rückzugsbewe-gung, Beginn einer Querbewegung, zwi-schen Bearbeitungsbereichen, innerhalb von Bereichen und bei der ersten und letz-ten Annäherungs- und Rückzugsbewe-gung. Das System unterstützt das Custo-mizing per UI (User Interface). So können Unternehmen eigene Dialoge erstellen und OLP- Befehle und Bewegungsparame-ter erfassen, ohne dass dazu eine komple-xe Roboter-Sprachsyntax erlernt werden muss.

Post-ProzessorenProduktionsreifer Output, der nicht mehr manuell angepasst werden muss, verkürzt nicht nur den Planungszyklus, sondern erhöht auch die Produktivität. Der stan-dard mäßige Post-Prozessor von NX CAM generiert aus den Werkzeugwegen das Robotik-Programm. Vordefinierte Post- Prozessoren für Kuka (KRL), ABB ( Rapid), Fanuc (RJ TPE) und Sinumerik 840D- Controller von Siemens können direkt

genutzt werden, um Programme für ge-bräuchliche Controller zu generieren. Der neue NX CAM Post Configurator ermög-licht das Anpassen und die Feinabstim-mung dieser Post-Prozessoren an weitere Anforderungen, Unternehmensstandards und Vorgaben.

Einheitliche NX-PlattformMit der integrierten Robotik-Programmie-rung in NX stehen Ihnen dieselben Vortei-le für Assoziativität und Baugruppen zur Verfügung wie bei allen anderen NX-An-wendungen auch – wie CAM (Computer Aided Manufacturing). Die Bewegungspro-grammierung des Trimm-, Schneide- oder Schleifwerkzeugs kann über dieselben an-wenderfreundlichen Techniken erfolgen, die auch CAM-Programmierern das Leben leichter machen.

Und die Werkzeugwege werden assoziativ aktualisiert, um eventuelle Konstruktions-änderungen zu erfassen. Der standardmä-ßige Einsatz von NX für die CAD- (Computer Aided Design), CAM- und Robotik-Program-mierung vereinfacht den Softwareeinkauf, erleichtert die Installation und senkt den Schulungsaufwand. Die Unterstützung ei-ner einzigen Produktplattform eines Markt-führers entlastet Ihre IT-Mitarbeiter und reduziert die Anzahl von Schnittstellen.

Komplett verwaltete UmgebungDie NX CAM Robotics-Lösung kann kom-plett mit dem Daten- und Prozessmanage-mentsystem Teamcenter verwaltet wer-den. So können Sie sicher sein, dass Sie die richtigen Produktstände entsprechend den jeweiligen Überarbeitungen mit den aktuellen Werkzeugen und definierten Befestigungsvorrichtungen produzieren.

NX

KontaktSiemens PLM SoftwareDeutschland +49 221 20802-0 Österreich +43 732 37755-0 Schweiz +41 44 75572-72

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Können Roboter wirklich CNC- Bearbeitungszentren ersetzen?Die CNC-Bearbeitung war lange Zeit die Domäne spezialisierter Werkzeugmaschinen. Bohrwer-ke, Karussell-Drehmaschinen (VTLs), fünfachsige Schwenk-tische und sogar Langdreh-maschinen kennen Spezial-konfigurationen, die ein ganz bestimmtes NC-Bearbeitungs-problem lösen sollen. Dies wird durch eine möglichst hohe Effi-zienz der Maschinenstruktur für eine bestimmte Fertigungs- Anwendung realisiert, aller-dings bleibt der Arbeitsraum immer eine feste Einschrän-kung. Die Aufrüstung dieser Maschinen für große Arbeits-räume ist teuer, weil die jeweili-ge Maschinen-Struktur ebenfalls auf gerüstet werden muss.

Roboterzellen hingegen sind erheblich kostengünstiger, wenn es darum geht, große, mehr-achsige Arbeitsräume abzude-cken. Für eine Vielzahl von Be-arbeitungsfunktionen mit ge-ringer Kraft wie Schneiden und Schleifen, Entgraten, Polieren, Kleben, Lichtschnitt etc. kann der Arbeits raum ganz einfach mit Roboterarmen erweitert werden. Sie haben eine große Reichweite und sind so dreh-bar, dass sie für jede beliebige Werkzeugachse geeignet sind.

Mit NX CAM Robotics können Sie ganz einfach Schneide-, Trimm- oder Schleifbewegungen erzeugen und den Roboter simulieren, der die Rolle der Werkzeugmaschine übernimmt.