Automatisering av konstruktionsprocessen

Företaget ABB Automation GmbH är mycket framgångsrikt inom produktverksamheten och även inom utvalda applikationslösningar med robotar. Inom elektrokonstruktion hör ABB till de första som satsade på EPLAN Electric P8 – med stor framgång. Migrationen av EPLAN 5.70 till P8 lyckades och företaget är mycket nöjt, vilket en erfarenhetsrapport från verksamhetsområdet ”Robot Automation & Products” visar.

Själva roboten är ingen automatiseringslösning. Användaren, som vill automatisera omfattande, behöver ett komplett system, där roboten endast är en – dock en viktig – komponent. Till detta system hör bl.a. en oftast individuellt utvecklad och komplex gripare, den nödvändiga säkerhetstekniken och ofta även extra positionerare. Dessutom måste den automatiserade arbetsplatsen integreras i helhetsprocessen. Detta gäller på ”hårdvaru”-sidan, där man behöver motsvarande transport- och hanteringsteknik, och även för programvaran. Här är det ofta nödvändigt med ingrepp i styrningen för angränsande maskiner, för att integrera roboten optimalt i produktionsprocessen. Applikationslösningar ”kring roboten”
Exakt detta är uppdragsområdet för ABB Automation GmbH i Friedberg/Hessen. Här utvecklas – grundat på det omfattande ABB-robotprogrammet – individuella lösningar för systemverksamheten och funktionspaket för en definierad användning. Företaget är uppdelat i flera verksamhetsområden; avdelningen ”Robot Automation & Products” (RAP) med ca 120 medarbetare utvecklar och tillverkar bl.a. kompletta robotenheter för underleverantörer till bilindustrin och andra industriområden.  I ett typiskt användningsexempel tar t.ex. robotar rådelar ur en maskin, avgradar och bearbetar dem, och övertar sedan även packeteringen och paletteringen. Utveckling med rörelse
Även vid engineering av dessa systemlösningar är roboten första utgångspunkt. Till skillnad mot de flesta andra konstruktörerna inom maskinteknik utgår ingenjörerna inom ABB-verksamhetsområdet RAP dock inte från statistiska ritningar, utan från rörliga modeller. Key-User Marc Haarmeyer, elektro-engineering: ”Vi utgår från en 3D-modell, som virtualiserar maskinernas och robotarnas rörelseförlopp komplett.” De enskilda robottyperna finns som modul i biblioteket för detta simuleringsprogram; de motsvarande omgivningsvillkoren matas in individuellt. Även tidsberoende faktorer som genomströmningseffekt och takttider kan simuleras entydigt på detta sätt. ABB använder här bl.a. det egna verktyget ”RobotStudio” grundat på en virtuell robotstyrning.Elektro-engineering med EPLAN Electric P8: Övertygar direkt
Till uppgifterna för elektro-engineering hör planering och dokumentation av hela elektrotekniken och elektroniken inklusive robotprogrammeringen och PLC-programmeringen för periferin. Då arbetar man tätt ihop med kollegor från andra avdelningar. Marc Haarmeyer: ”Den mekaniska och elektriska konstruktionsavdelningen fastställer nyckeldatan gemensamt med en projektmanager och diskuterar arbetets framsteg regelbundet.” När EPLAN Software & Service presenterade EPLAN-plattformen tillsammans med CAE-systemet EPLAN Electric P8, fanns det inga tvivel att elektrokonstruktörerna tidigt ville använda detta system: Kombinationen av grafik- och objektorientering, och även den komfortabla användarytan och navigatorerna som underlättar arbetet övertygade de ansvariga direkt. Mallprojekt konverterade från EPLAN 5.70
Migrationen måste dock förberedas noggrant. Eftersom det i konstruktionsvardagen alltid finns projekt med standardmoduler som t.ex. vissa gripare, sparade konstruktörerna tidigare, dvs. i EPLAN 5.70, dessa moduler som blad. Marc Haarmeyer, Key-User för avdelningen: ”På detta sätt stod mallprojekt till förfogande med ett knapptryck t.ex. för svetsrobotar. Detta underlättar arbetet avsevärt.”  För att kunna transferera dessa moduler från EPLAN 5.70 till den nya EPLAN-plattformen, måste de enskilda bladen dock uppfylla vissa förutsättningar, som EPLAN och ABB har definierat gemensamt i det första steget. Därefter konverterades databeståndet och sedan dess utnyttjar elektro-engineering fördelarna som EPLAN Electric P8 ger. Marc Haarmeyer: ”Konstruktörerna förnimmar t.ex. kretsschemanavigatorn som en mycket stor hjälp, som man vid detaljarbeten på plintar och andra komponenter kan använda för att slippa återkommande arbeten. Denna hantering som liknar Windows är mycket enklare och samtidigt står fler möjligheter för en automatisk generering till förfogande: Stycklistor och beställningslistor kan t.ex. genereras snabbt och framför allt åtskiljt. På så sätt är stycklistan på kretsschemat uppdelad för varje komponent och inköpsavdelningen får en sammanfattad beställningslista i anslutning till konstruktionen. Navigatorerna och blockbearbetningen påskyndar projektarbetet ytterligare. Denna automatisering av engineering är för oss framtiden för CAE.” Genomgående arbete 
När sedan även de svenska kollegorna till utvecklarna i Friedberg genomför modifieringen från EPLAN 21 till EPLAN Electric P8, kommer fördelarna att vara ännu mer uppenbara. För då kan elektrokretsschemana för roboten och applikationen utvecklas i ett system. Redan nu drar man fördel av genomgående engineering mellan mekanisk konstruktion och elektrokonstruktion. För MCAD-kollegorna använder Autodesk Inventor, alltså det system som även EPLAN erbjuder och stödjer. Marc Haarmeyer: ”Detta passar utmärkt – båda områden arbetar nästan på en och samma plattform.” Även andra avdelningar i Friedberg med en egen elektrokonstruktion förbereder introduktionen av EPLAN Electric P8, t.ex. verksamhetsområdet ”Paint” som utvecklar robotstödda systemlösningar för lackeringsapplikationer. Den virtuella prototypen uppstår
Parallellt till framstegen inom projekt på ECAD- och MCAD-nivå hålls den projektspecifika simuleringen uppdaterad. T.ex. spelar man över robotprogrammeringen till simuleringsprogramvaran, så snart den är skriven. Sedan kan man på datorn verklighetstroget observera robotenhetens eller –linjens virtuella arbetsförlopp och tidigt verifiera om systemet uppfyller den i leveransbestämmelserna krävda effekten, långt innan idrifttagningen. Med denna virtuella prototyp skyndar man på utvecklingen och demonstrerar även projektets framsteg för kunden.På väg mot en mekatronisk konstruktion
Som nästa steg inom automatiseringen av konstruktionsprocessen står för Marc Haarmeyer och hans kollegor användningen av pneumatiken med EPLAN Fluid och användningen av kretsschemamakron med definierade värdesatser på agendan. Inom kort vill man även använda EPLAN Engineering Center, som tillåter en ännu högre automatiseringsgrad. Då kommer även elektrokonstruktion och mekanisk konstruktion att arbeta ännu tätare ihop, eftersom de konstruerar med samma moduler och med en gemensam databas.På Automatica: Aktuella trender inom robottekniken
ABB Robotics hör till de världsledande robottillverkarna och kommer inte bara att presentera nya robotgenerationer, utan även aktuella trender inom robottekniken, på Automatica. Till detta hör t.ex. nya säkerhetskoncept: I framtiden kommer människor och robotar allt oftare att jobba ”hand i hand” och utan skyddsbarriär. Även samarbetet mellan robotar är redan ett faktum: För den automatiserade tillverkningen av solcellsmoduler har ABB Automation t.ex. förverkligat lösningar, där fyra robotar samtidigt löder en modul. Trenden är även att mer och mer använda sensorer med målsättningen att optimera bearbetningsprocesserna: ABB har med ”Force Control” presenterat ett system som mäter de krafter som uppstår på verktyget under robotstödda bearbetningssteg som fräsning och som styr roboten motsvarande.

Två ”stora trender” inom hela automatiseringstekniken är mekatroniken, dvs. den kraftiga kopplingen mellan mekanik och elektronik, och automatiseringen av utvecklings- och konstruktionsprocesserna. ABB Automation följer dessa trender genom att använda EPLAN-plattformen och simuleringsprogramvaran.