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- Words: 2,091
- Pages: 5
Industries
Dando forma al futuro BendWizard: herramienta para la programación off-line de sistemas de robots Paolo Conca
El ajuste de un robot para fabricar armarios o carcasas metálicas para ordenadores de sobremesa es una operación con gran complejidad potencial. Por ejemplo, podrían ser necesarios dos expertos, uno para el estudio de viabilidad y otro para la programación real del robot. Es fácil de entender que la necesidad de expertos, con el tiempo de trabajo que esta implica, limite en general la utilidad de la automatización destinada únicamente a la fabricación a gran escala. Los talleres de producción de componentes en lotes de hasta 50 unidades dependen de operarios semicualificados o no tienen el estímulo necesario para invertir en automatización y beneficiarse de las muchas ventajas que ofrece la misma. Lo que se necesita es una herramienta de software asequible a operarios sin grandes conocimientos de robótica o con una baja formación en sistemas CAD; una herramienta que permita programar y simular fácilmente off-line una célula de trabajo desde un ordenador personal.
F
Flexibilidad de producción: este objetivo estratégico, fundamental para las modernas empresas de fabricación, ha situado la asistencia robotizada de las máquinas plegadoras en el punto de mira de los talleres de piezas de chapa, ya que presenta grandes ventajas frente al tratamiento manual, entre ellas mejor calidad de resultados, más eficacia y seguridad, menor cantidad de recortes y una gran repetibilidad. Con seguridad crecerá el
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interés por este objetivo, aunque el avance del mismo está siendo frenado por una limitación: la programación de una nueva pieza por medios tradicionales es compleja y lleva bastante tiempo, lo que provoca paradas de la producción. Por eso, la robotización tiene menos atractivo para la producción en pequeños lotes. Los talleres pequeños necesitan claramente una herramienta de software que elimine la complejidad y ahorre tiempo mediante una combi-
nación de programación off-line y simulación de la célula de trabajo, con una interfaz fácil de utilizar. Una herramienta de programación única en su clase
ABB ha desarrollado BendWizard con todas las características mencionadas para ofrecer a las empresas del metal que producen piezas en pequeños y grandes lotes todas las ventajas de la automatización ABB Revista 2/2002
BendWizard proporciona al operario un modelo virtual preciso de la célula de trabajo con la que va a trabajar.
avanzada, añadiendo por lo tanto un valor real a sus operaciones. Con la enorme reducción de los tiempos de parada del robot y la viabilidad económica de la producción de lotes de hasta 50 piezas, BendWizard hace que las inversiones en modernos sistemas de automatización sean de gran interés para los pequeños talleres. BendWizard es un gran avance para la producción robotizada por medio de plegadoras. Los tres años que ha durado el desarrollo han permitido incorporar la experiencia y el conocimiento de procedimientos de plegado que ABB ha venido acumulando durante la última década. La última versión de BendWizard proporciona a los socios preferentes de ABB, concretamente a los usuarios de plegadoras de chapa, una herramienta de software única en su género para programar la totalidad de la célula de producción. Además de simplificar la programación, BendWizard ofrece un nivel nuevo de integración entre robot y plegadora, convirtiéndose en la herramienta ideal para la programación off-line de una ‘nueva’ máquina totalmente integrada: la célula robotizada de plegado de chapa. BendWizard y FlexBender
ABB ha estandarizado sus soluciones para las aplicaciones de plegado. Se trata de una serie de paquetes funcionales, basados en diferentes modelos de robot, para tamaños diversos de chapa y de plegadora. Con BendWizard, ABB presenta un producto de software desarrollado específicamente para programar fácil y rápidamente el conjunto de la línea FlexBender. BendWizard incorpora gráficos 3D, basados en la modelización de sólidos tridimensionales, que permiten al operario moverse fácilmente en el interior de la célula virtual ABB Revista 2/2002
y comprobar todos los detalles de cada una de las fases del ciclo de plegado, de modo que puede validar totalmente el procedimiento en su oficina técnica antes de ir al taller. Por tanto, no se producen paradas de la producción y el tiempo de puesta en marcha se reduce a cero. Programación con BendWizard
La interfaz gráfica de BendWizard y su riqueza funcional permiten a los operarios de máquinas programar y simular el robot aunque tengan pocos conocimientos de
robótica y de software. El usuario no percibe nada de la complejidad técnica del robot. Toda la programación se efectúa con la misma secuencia empleada hasta ahora: comenzando por el plano de la chapa metálica y pasando a continuación a la secuencia de plegado. El usuario puede ver durante todo el tiempo la imagen tridimensional de la forma final. El código del programa es totalmente transparente para el usuario durante todo el tiempo de escritura. El usuario comienza la programación de una nueva pieza importando el plano 25
Industries
Los planos de la pieza pueden ser importados desde archivos
Modelo tridimensional para el estudio de viabilidad de un
.dxf o .iges, o definidos mediante funciones CAD integradas en
trabajo de plegado, comprobando el radio de acción y las
BendWizard.
posibles interferencias.
DXF/IGES de la misma. Después genera el ajuste virtual de la plegadora con las distintas herramientas. La secuencia de plegado se define interactivamente mediante simulación del funcionamiento del robot y del ciclo de la plegadora. A medida que ejecuta el ciclo de plegado, el sistema comprueba automáticamente en cada fase la viabilidad de los objetivos establecidos para el robot, la zona de trabajo y las posibilidades de interferencia. Si se detecta algún problema, el usuario dispone de varias herramientas para realizar las modificaciones que puedan ser necesarias. Una vez que el sistema ha comprobado el ciclo es posible convertir el proceso en un formato compatible con el lenguaje del robot y con el archivo descargado en el controlador del mismo. Cuando se trabaja con plegadoras de socios preferentes de ABB, el programa de la pieza se genera también directamente. Tras una rápida comprobación final en la célula de trabajo ya se puede iniciar la producción. La documentación se prepara también más fácilmente. Todos los datos procesa26
dos por BendWizard pueden ser convertidos en informes en formato HTML. Cuatro entornos de programación
El software BendWizard, estructurado secuencialmente, comprende cuatro entornos de programación diferentes: n Configuración y ajuste de la célula de trabajo: definición de la configuración por selección y posicionamiento de los componentes del sistema. Se dispone de librerías para todos los modelos de robot, módulos del sistema y modelos de plegadoras. n Definición de la pieza: la definición geométrica de la pieza se programa importando el plano DXF/IGES o creando el plano con el sistema CAD incorporado. n Definición del ajuste de la célula de trabajo: definición del ajuste de la plegadora con el conjunto de herramientas necesarias, de las pinzas del robot y de los demás módulos regulables incluidos en el sistema robótico. n Definición de la secuencia de plegado: la generación del programa de la pieza.
Una plataforma
Una de las grandes ventajas de BendWizard es su plataforma RobotStudio [1], la plataforma estándar de ABB para la simulación y programación de robots. RobotStudio garantiza altos niveles de calidad y fiabilidad y utiliza la innovadora tecnología de controladores virtuales para que el mismo sistema de control pueda ser utilizado para el robot desde un ordenador personal. El controlador virtual se comunica con BendWizard para simular de forma precisa el comportamiento del robot en términos de movimiento, radio de acción, interferencias y diagnóstico, etc. Gracias a las ventajas estratégicas que ofrece la plataforma estándar de ABB, BendWizard garantiza que las actualizaciones funcionales estén enlazadas a las actualizaciones de los robots de ABB. La garantía de compatibilidad con RobotStudio fue fundamental para el desarrollo del software BendWizard. Un buen compañero de trabajo
Trabajar con BendWizard no puede ser más fácil. Si ya se dispone de la pieza ABB Revista 2/2002
Las librerías de BendWizard disponen de una amplia variedad de plegadoras, robots y periféricos para definir cada uno de los tipos de célula de trabajo.
Arriba: La integración de diferentes entornos BendWizard permite realizar modificaciones que resuelven los problemas de interferencias o de radio de acción. Abajo: Para realizar el ajuste de la plegadora pueden utilizarse planos de herramientas estándar tomados de las correspondientes librerías.
representada en un entorno CAD, el operario no tendrá más que importar el plano –generalmente un archivo .iges o .dxf– y podrá examinar la geometría de la pieza. Si las piezas han de ser diseñadas a partir de cero, BendWizard dispone de funciones CAD para definir la forma de las mismas. Antes de comprobar la viabilidad de la pieza será necesario visualizar ésta. El plano importado puede visualizarse de dos maneras: una vista bidimensional de la pieza en forma de chapa plana y una vista tridimensional de la chapa plegada, que permite al usuario modificar en tiempo real los ángulos de plegado. El paso siguiente es ajustar los compo-
nentes de la célula de trabajo. El operario de la plegadora importa los perfiles de los punzones y matrices desde las correspondientes librerías y a continuación define la longitud y posición de cada uno de los juegos de herramientas. Dependiendo de las dimensiones de la chapa y de su geometría, existe la posibilidad de ajustar las pinzas y situar correctamente las ventosas, e incluso los electroimanes, durante la secuencia de plegado. La entrega incluye un entorno similar para el ajuste del equipo de volteo, necesario cuando se desea aplicar un contraplegado a la pieza. Programación
Desplazándose en el entorno de programación, el usuario observa un modelo tridimensional de la célula de trabajo con todos los equipos periféricos, equipados con todo lo necesario y perfectamente posicionados. La programación del sistema se lleva a cabo de forma interactiva; el software guía al operario por las distintas fases del trabajo del robot: ABB Revista 2/2002
n Carga de la chapa desde el sistema
de alimentación n Control de doble espesor (para com-
probar que las pinzas del robot han tomado una sola chapa) n Centrado n Secuencia de plegado n Volteo y paletizado Una vez comprobado todo el ciclo, la secuencia de plegado puede ser descargada en la célula de trabajo. La producción puede comenzar inmediatamente después de haber recibido la comprobación final procedente del taller.
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Industries
BendWizard se adapta perfectamente a la arquitectura IndustrialIT de ABB. Interfaces abiertas, conectadas con las herramientas CAD/CAM, permiten recuperar de un servidor común los datos de producción y transmitirlos directamente al taller. Este enlace directo, integrado verticalmente entre el entorno de producción y la oficina de CAD, permite, por ejemplo, enviar automáticamente al robot las modificaciones de los planos del producto.
Office
caciones del fu
Backbone o red troncal
Integración total e IndustrialIT
Bendwizard dispone de forma estándar de interfaces de programas de aplicación para los lenguajes de programación del controlador, que permiten a los usuarios de plegadoras de los asociados preferentes de ABB utilizar una sola herramienta de programación para toda la célula de producción. Además de reducir la necesaria programación, la capacidad de BendWizard para generar un programa de pieza permite alcanzar un nivel de integración entre robot y plegadora no alcanzado hasta ahora. Esto convierte a BendWizard en la herramienta de programación off-line ideal para una ‘nueva’ máquina totalmente integrada: la célula de plegado robotizada. El éxito de estas interfaces ha sido refrendado por los fabricantes de plegado-
ras, que han desarrollado y patentado posprocesadores conectables a los API de BendWizard, delegando por tanto en esta potente herramienta de software las tareas de programación de sus propias máquinas. BendWizard dispone también de interfaces abiertas para herramientas CAD/CAM (por ejemplo las herramientas desdobladoras) para la fabricación de piezas metálicas, que permiten recuperar los datos de producción de un servidor común para transmitirlos inmediatamente al taller, es decir, a la prensa y al robot. BendWizard, además, marca un hito en la programación integrada off-line para el sector del metal y se adapta perfectamente a la nueva arquitectura IndustrialIT de ABB [2]. Funcionando conjuntamente con otras herramientas basadas en la misma platafor-
ma, establece un enlace directo, integrado verticalmente, entre el entorno de producción y la oficina de CAD. Por ejemplo, las modificaciones en los planos del producto pueden ser transmitidas inmediatamente al entorno de producción. Esta y otras ventajas garantizan para BendWizard un papel clave en el futuro de este sector.
Autor Paolo Conca ABB IT-20099 Sesto San Giovanni (MI) Italia Fax: +39 02 2414 3096 [email protected]
Bibliografía [1] U. Sallsten: Industrial IT para aplicaciones robóticas. Revista ABB 3/2001, 28–31. [2] El ABC de Industrial IT. Revista ABB 1/2002, 6–13.
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ABB Revista 2/2002
Dando forma al futuro BendWizard: herramienta para la programación off-line de sistemas de robots Paolo Conca
El ajuste de un robot para fabricar armarios o carcasas metálicas para ordenadores de sobremesa es una operación con gran complejidad potencial. Por ejemplo, podrían ser necesarios dos expertos, uno para el estudio de viabilidad y otro para la programación real del robot. Es fácil de entender que la necesidad de expertos, con el tiempo de trabajo que esta implica, limite en general la utilidad de la automatización destinada únicamente a la fabricación a gran escala. Los talleres de producción de componentes en lotes de hasta 50 unidades dependen de operarios semicualificados o no tienen el estímulo necesario para invertir en automatización y beneficiarse de las muchas ventajas que ofrece la misma. Lo que se necesita es una herramienta de software asequible a operarios sin grandes conocimientos de robótica o con una baja formación en sistemas CAD; una herramienta que permita programar y simular fácilmente off-line una célula de trabajo desde un ordenador personal.
F
Flexibilidad de producción: este objetivo estratégico, fundamental para las modernas empresas de fabricación, ha situado la asistencia robotizada de las máquinas plegadoras en el punto de mira de los talleres de piezas de chapa, ya que presenta grandes ventajas frente al tratamiento manual, entre ellas mejor calidad de resultados, más eficacia y seguridad, menor cantidad de recortes y una gran repetibilidad. Con seguridad crecerá el
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interés por este objetivo, aunque el avance del mismo está siendo frenado por una limitación: la programación de una nueva pieza por medios tradicionales es compleja y lleva bastante tiempo, lo que provoca paradas de la producción. Por eso, la robotización tiene menos atractivo para la producción en pequeños lotes. Los talleres pequeños necesitan claramente una herramienta de software que elimine la complejidad y ahorre tiempo mediante una combi-
nación de programación off-line y simulación de la célula de trabajo, con una interfaz fácil de utilizar. Una herramienta de programación única en su clase
ABB ha desarrollado BendWizard con todas las características mencionadas para ofrecer a las empresas del metal que producen piezas en pequeños y grandes lotes todas las ventajas de la automatización ABB Revista 2/2002
BendWizard proporciona al operario un modelo virtual preciso de la célula de trabajo con la que va a trabajar.
avanzada, añadiendo por lo tanto un valor real a sus operaciones. Con la enorme reducción de los tiempos de parada del robot y la viabilidad económica de la producción de lotes de hasta 50 piezas, BendWizard hace que las inversiones en modernos sistemas de automatización sean de gran interés para los pequeños talleres. BendWizard es un gran avance para la producción robotizada por medio de plegadoras. Los tres años que ha durado el desarrollo han permitido incorporar la experiencia y el conocimiento de procedimientos de plegado que ABB ha venido acumulando durante la última década. La última versión de BendWizard proporciona a los socios preferentes de ABB, concretamente a los usuarios de plegadoras de chapa, una herramienta de software única en su género para programar la totalidad de la célula de producción. Además de simplificar la programación, BendWizard ofrece un nivel nuevo de integración entre robot y plegadora, convirtiéndose en la herramienta ideal para la programación off-line de una ‘nueva’ máquina totalmente integrada: la célula robotizada de plegado de chapa. BendWizard y FlexBender
ABB ha estandarizado sus soluciones para las aplicaciones de plegado. Se trata de una serie de paquetes funcionales, basados en diferentes modelos de robot, para tamaños diversos de chapa y de plegadora. Con BendWizard, ABB presenta un producto de software desarrollado específicamente para programar fácil y rápidamente el conjunto de la línea FlexBender. BendWizard incorpora gráficos 3D, basados en la modelización de sólidos tridimensionales, que permiten al operario moverse fácilmente en el interior de la célula virtual ABB Revista 2/2002
y comprobar todos los detalles de cada una de las fases del ciclo de plegado, de modo que puede validar totalmente el procedimiento en su oficina técnica antes de ir al taller. Por tanto, no se producen paradas de la producción y el tiempo de puesta en marcha se reduce a cero. Programación con BendWizard
La interfaz gráfica de BendWizard y su riqueza funcional permiten a los operarios de máquinas programar y simular el robot aunque tengan pocos conocimientos de
robótica y de software. El usuario no percibe nada de la complejidad técnica del robot. Toda la programación se efectúa con la misma secuencia empleada hasta ahora: comenzando por el plano de la chapa metálica y pasando a continuación a la secuencia de plegado. El usuario puede ver durante todo el tiempo la imagen tridimensional de la forma final. El código del programa es totalmente transparente para el usuario durante todo el tiempo de escritura. El usuario comienza la programación de una nueva pieza importando el plano 25
Industries
Los planos de la pieza pueden ser importados desde archivos
Modelo tridimensional para el estudio de viabilidad de un
.dxf o .iges, o definidos mediante funciones CAD integradas en
trabajo de plegado, comprobando el radio de acción y las
BendWizard.
posibles interferencias.
DXF/IGES de la misma. Después genera el ajuste virtual de la plegadora con las distintas herramientas. La secuencia de plegado se define interactivamente mediante simulación del funcionamiento del robot y del ciclo de la plegadora. A medida que ejecuta el ciclo de plegado, el sistema comprueba automáticamente en cada fase la viabilidad de los objetivos establecidos para el robot, la zona de trabajo y las posibilidades de interferencia. Si se detecta algún problema, el usuario dispone de varias herramientas para realizar las modificaciones que puedan ser necesarias. Una vez que el sistema ha comprobado el ciclo es posible convertir el proceso en un formato compatible con el lenguaje del robot y con el archivo descargado en el controlador del mismo. Cuando se trabaja con plegadoras de socios preferentes de ABB, el programa de la pieza se genera también directamente. Tras una rápida comprobación final en la célula de trabajo ya se puede iniciar la producción. La documentación se prepara también más fácilmente. Todos los datos procesa26
dos por BendWizard pueden ser convertidos en informes en formato HTML. Cuatro entornos de programación
El software BendWizard, estructurado secuencialmente, comprende cuatro entornos de programación diferentes: n Configuración y ajuste de la célula de trabajo: definición de la configuración por selección y posicionamiento de los componentes del sistema. Se dispone de librerías para todos los modelos de robot, módulos del sistema y modelos de plegadoras. n Definición de la pieza: la definición geométrica de la pieza se programa importando el plano DXF/IGES o creando el plano con el sistema CAD incorporado. n Definición del ajuste de la célula de trabajo: definición del ajuste de la plegadora con el conjunto de herramientas necesarias, de las pinzas del robot y de los demás módulos regulables incluidos en el sistema robótico. n Definición de la secuencia de plegado: la generación del programa de la pieza.
Una plataforma
Una de las grandes ventajas de BendWizard es su plataforma RobotStudio [1], la plataforma estándar de ABB para la simulación y programación de robots. RobotStudio garantiza altos niveles de calidad y fiabilidad y utiliza la innovadora tecnología de controladores virtuales para que el mismo sistema de control pueda ser utilizado para el robot desde un ordenador personal. El controlador virtual se comunica con BendWizard para simular de forma precisa el comportamiento del robot en términos de movimiento, radio de acción, interferencias y diagnóstico, etc. Gracias a las ventajas estratégicas que ofrece la plataforma estándar de ABB, BendWizard garantiza que las actualizaciones funcionales estén enlazadas a las actualizaciones de los robots de ABB. La garantía de compatibilidad con RobotStudio fue fundamental para el desarrollo del software BendWizard. Un buen compañero de trabajo
Trabajar con BendWizard no puede ser más fácil. Si ya se dispone de la pieza ABB Revista 2/2002
Las librerías de BendWizard disponen de una amplia variedad de plegadoras, robots y periféricos para definir cada uno de los tipos de célula de trabajo.
Arriba: La integración de diferentes entornos BendWizard permite realizar modificaciones que resuelven los problemas de interferencias o de radio de acción. Abajo: Para realizar el ajuste de la plegadora pueden utilizarse planos de herramientas estándar tomados de las correspondientes librerías.
representada en un entorno CAD, el operario no tendrá más que importar el plano –generalmente un archivo .iges o .dxf– y podrá examinar la geometría de la pieza. Si las piezas han de ser diseñadas a partir de cero, BendWizard dispone de funciones CAD para definir la forma de las mismas. Antes de comprobar la viabilidad de la pieza será necesario visualizar ésta. El plano importado puede visualizarse de dos maneras: una vista bidimensional de la pieza en forma de chapa plana y una vista tridimensional de la chapa plegada, que permite al usuario modificar en tiempo real los ángulos de plegado. El paso siguiente es ajustar los compo-
nentes de la célula de trabajo. El operario de la plegadora importa los perfiles de los punzones y matrices desde las correspondientes librerías y a continuación define la longitud y posición de cada uno de los juegos de herramientas. Dependiendo de las dimensiones de la chapa y de su geometría, existe la posibilidad de ajustar las pinzas y situar correctamente las ventosas, e incluso los electroimanes, durante la secuencia de plegado. La entrega incluye un entorno similar para el ajuste del equipo de volteo, necesario cuando se desea aplicar un contraplegado a la pieza. Programación
Desplazándose en el entorno de programación, el usuario observa un modelo tridimensional de la célula de trabajo con todos los equipos periféricos, equipados con todo lo necesario y perfectamente posicionados. La programación del sistema se lleva a cabo de forma interactiva; el software guía al operario por las distintas fases del trabajo del robot: ABB Revista 2/2002
n Carga de la chapa desde el sistema
de alimentación n Control de doble espesor (para com-
probar que las pinzas del robot han tomado una sola chapa) n Centrado n Secuencia de plegado n Volteo y paletizado Una vez comprobado todo el ciclo, la secuencia de plegado puede ser descargada en la célula de trabajo. La producción puede comenzar inmediatamente después de haber recibido la comprobación final procedente del taller.
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Industries
BendWizard se adapta perfectamente a la arquitectura IndustrialIT de ABB. Interfaces abiertas, conectadas con las herramientas CAD/CAM, permiten recuperar de un servidor común los datos de producción y transmitirlos directamente al taller. Este enlace directo, integrado verticalmente entre el entorno de producción y la oficina de CAD, permite, por ejemplo, enviar automáticamente al robot las modificaciones de los planos del producto.
Office
caciones del fu
Backbone o red troncal
Integración total e IndustrialIT
Bendwizard dispone de forma estándar de interfaces de programas de aplicación para los lenguajes de programación del controlador, que permiten a los usuarios de plegadoras de los asociados preferentes de ABB utilizar una sola herramienta de programación para toda la célula de producción. Además de reducir la necesaria programación, la capacidad de BendWizard para generar un programa de pieza permite alcanzar un nivel de integración entre robot y plegadora no alcanzado hasta ahora. Esto convierte a BendWizard en la herramienta de programación off-line ideal para una ‘nueva’ máquina totalmente integrada: la célula de plegado robotizada. El éxito de estas interfaces ha sido refrendado por los fabricantes de plegado-
ras, que han desarrollado y patentado posprocesadores conectables a los API de BendWizard, delegando por tanto en esta potente herramienta de software las tareas de programación de sus propias máquinas. BendWizard dispone también de interfaces abiertas para herramientas CAD/CAM (por ejemplo las herramientas desdobladoras) para la fabricación de piezas metálicas, que permiten recuperar los datos de producción de un servidor común para transmitirlos inmediatamente al taller, es decir, a la prensa y al robot. BendWizard, además, marca un hito en la programación integrada off-line para el sector del metal y se adapta perfectamente a la nueva arquitectura IndustrialIT de ABB [2]. Funcionando conjuntamente con otras herramientas basadas en la misma platafor-
ma, establece un enlace directo, integrado verticalmente, entre el entorno de producción y la oficina de CAD. Por ejemplo, las modificaciones en los planos del producto pueden ser transmitidas inmediatamente al entorno de producción. Esta y otras ventajas garantizan para BendWizard un papel clave en el futuro de este sector.
Autor Paolo Conca ABB IT-20099 Sesto San Giovanni (MI) Italia Fax: +39 02 2414 3096 [email protected]
Bibliografía [1] U. Sallsten: Industrial IT para aplicaciones robóticas. Revista ABB 3/2001, 28–31. [2] El ABC de Industrial IT. Revista ABB 1/2002, 6–13.
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