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Dokument_1. - OPUS

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8. arJooe dwuns luoedd 5 Durand Uwyd emeng Abb 47 Funktionsablaufplan Subroutinen E H 13 Anhang 103 13 3 5 2b Neuer Quellcode 5 5 2 gt 5 5 g Ki a Abb 49 Neue Teachpunkte bersicht 2 8 uebetqe usToy SNE YOSTISSTEMYOS UOA TTeqneg sne Trogneg uesstemyosqyung ueqzqes FNL usToy SNE JNE UOA Trerneg sne TTeqneg uesstemyosyyung 2 YOISTJSSF MYODS gne TTeqneg
9. 13 Anhang 95 2002 LO WOA OVA 02 TYNOIS Eales 0109 ys uuypueun 11 2 LZ 0Z TWNOIS 69 SATA 30 9 SZ0 518 35972 02 TYNOIS 2181515 0109 Buruna 1192 GC EC 212 002 WNOIS 19 INTA 30 9 520 Sia 3872 Cape 02 8 191615 0109 7770 GC rt 12 0 WNOIS 65 ANTWA 30 9 5201 518 35 0 2294 13534 7772 02 TVNOIS 0191818 0109 ompedpiam TIYO 007 LZ OZ TWNOIS STA 30 9 201 8 8 3590 10193035 02 193915 63815 0109 7772 17702 L LIYAAL 159 30 9 520 ug 8 3872 6930 5 02 TYNOIS 881815 0109 7770 592 252 7012 02 TWNOIS ANTWA 40 9 sz0 HS8 3S 9 Dos 13 Anhang 20560 uueg SO LO WOA ASTAY 0Z TYN9IS eiis 0109 plamoyomp ed 7775 ST PZ EZ 17702 TWNOIS 19 AN
10. TTeaneg 60 UT 80 sne L0 90 4 G0 Tromeg po yostTysstemyos lt 0 Z0 T 3eTTedpesn 10 ueqepeqyung usbunTTegsutspunag 00 105 13 5 92474252151 butsn SueJue 0109 0 4 gt TTedpssn pun u one AdAL TsuedysesL f u IZ 9339Ted SUTSY IST 0109 USPUSMISA uuep edpssn 6 357 915 AI
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12. aq qeang SAYMTY 02 ADVENIOY CO SO ZZ uueg SAYMATY 001 03348 JA OWT Ldsoo 7772 au nd JAOWT SAVMTY _ DE 03348 aug Wr ag geanz NZ _ XO TWNOIS 2 LIVAAS TYNOIS Z 3WOH SAYMTY 02 001 03398 qeang JAOWT Im oft TYNOIS ige JAOWT SAYMTY 02 03345 geanz LIVAAS 0 TYNOIS TYNOIS Z3WOH SAYMTY 001 03348 jneang SAYMTY OL ADWUNIOY SAYMTY 09 03385 Umgang 18101 LIVAS 4134180 TYNOIS uneg JAOWT 02 03395 Umgang 09 03385 SAYMTY sneang _ TWNOIS Dua LIVAAS 4U3Z0 TYNOIS INET UB UM TYNOIS 40 LIYAAS aqneyo TWNOIS OL assay schw ehemaliger Quellcode HMI 93 Boudry soop n de psoop gsoop zsoop Loop ysiuuy uny Dun 01 ped ajou ped pa oi md ped ped ui 550 aew auo ped ped
13. lapan uayouyas4aA usuuedspus uaa Bunqyaiuoxuueds papan Lagiawups uauueds pun usyay apapun Bun yjayspurg pes uayaig uaqayue aqneH uayuas 0 uauueds 8 Spay Sigi aqneH SPRAY aqneH jne re 2 be 02 62 87 9 92 F oz DI 8 Sb th EL 47 bb OL Borer OOe 5 eeeeeeeeeeeeeeeee e e EE 6 ehemaliger Quellcode Bitmuster Es folgt der ehemaliger Quellcode mit EasyPort Anbindung 13 Anhang D e RRR a TR oooooooooooo0o0000 8 See Cd e gt eececereree up Wu
14. 19121 13 Anhang 82 13 2 3b Wochen bersicht Mo 17 06 Di 18 06 Mi 19 06 Do 20 06 Mo 24 06 Do 27 06 Fr 28 06 Mo 01 07 Di 02 07 Mi 03 07 Do 04 07 Fr 05 07 Di 09 07 Mi 10 07 Do 11 07 Fr 12 07 Mo 15 07 Di 16 07 Mi 17 07 Do 18 07 Fr 19 07 Di 23 07 Do 25 07 Fr 26 07 Mo 29 07 Di 30 07 Do 01 08 Mo 05 08 Di 06 08 Mi 07 08 Do 08 08 Fr 09 08 Mo 12 08 Di 13 08 Mi 14 08 Do 15 08 Sa 17 08 Mo 19 08 Di 20 08 Mi 21 08 Fr 23 08 Sa 24 08 Mi 28 08 Do 29 08 Fr 30 08 Sa 31 08 So 01 09 Mo 02 09 Mi 04 09 Do 05 09 Fr 06 09 Sa 07 09 Di 10 09 Mi 11 09 Fr 13 09 Sa 14 09 So 15 09 Mo 16 09 Di 17 09 Do 19 09 Fr 20 09 Mo 23 09 Di 24 09 Mi 25 09 Fr 27 09 Mi 02 10 Fr 04 10 Mi 23 10 Telefonat mit Morgenthaler Herr Sch chlin best tigung das Schwei d se Z Achse schneiden muss Gebhard Tel Karras Tel Wegen Greiferflansch offset der Schwei d se Bendit Webinterface mit Serieller Schnittstelle RS232 realsiert Kai Sch fer war bei K Robotix Test Webinterface Javascript Seite optimiert somit Eingabe von Befehlen und Ausgabe von KC Win ok Schulung Gespr che mit Herrn Hammer Schulklasse bei K Robotix Vorstellung der Zelle Greifer Flansch bei BiBa Abgegeben Internetzugang K robotix mit Nordcom EWE Fahrt n DENKENDORF Struktur der Diplarbeit erarbeitet Meeting
15. apund Dune o iA N ueyeyosula Duueuue gt 4 bie A Quoxys 0 Iyemsneuspaled A A d Abb 46 Funktionsablaufplan Subroutinen A D PL BES ZY Lz 2060 0 ZZ smueW 01533 uejdsuonyuny LZ ayajed jne 9 g e ameg 02 Nr sne 6 meg Yosissiamyos 9 Q e ameg A1 sne 4 9 ap 6 0318 19 sne g e OL
16. 0109 uuep gt 9749784 357 NAHI 1 915 AI 0109 USPUSMISA uuep 2 edpssn 357 915 AI OLOD AI zted 0109 usuutbeq eq jeTed ueyons AI Tred 0109 usuurseq ueyons AI KEK KK KKK KKK HK 111916 JTW ssnu 1 429315 08 dog 118215 5 Buny swuy 2002 60 10 15 4 1930 S 2 eTetdsteg Tyemsny pun Anz SH HE OSE SE SE SE
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18. 36 EE e 2 222 HH 38 5 Grundlagen des nennen nenne nnmn 39 5 1 Lei ue ee eee ene i eee eee 39 5 2 eegener ee 39 5 2 1 6 ee Een 39 5 2 40 5 3 41 5 4 Auswirkung von Parameter nderungen auf die Schwei naht 43 5 4 1 Einfluss der Schwei stromst rke 43 5 4 2 Einfluss der 43 5 4 3 Einfluss der Schwei geschwindigkeit 44 544 Einfluss des Kontaktrohrabstandes 44 545 Einfluss der Drahtgeschwindigkeit 45 5 4 6 Einfluss des Gasgemisches 2 2 an Hin Brille 45 Inhaltsverzeichnis 6 9 10 11 12 13 5 4 7 Einfluss der nenn 45 55 Kontr lle der Schwei naht 2 2 ee 46 Der Weg zur 47 Gel DaS ae a a a 47 E en TC ue EE 47 6 3 Ee EE 48 6 3 1 Der Bewegungsabl auf
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20. snyrem 1 49TTed axung 3104 2 sne susuyaujuy nz Sutgnoyans G S Avada Sri LIVMS uessetTyos RK nn KH HH 4 1 TWNDIS xTF TWNOIS 2002 60 0 15 2 uo 5 TIVO pun unz 5 LEE KH Jne STA stq EEEE EEEE
21. u 60 ou ul aineg 80 eneg 20 uasslemyosuyeg 90 II 90 II 0 yosyssiomyas g e neg 60 9 Iyemsneuspsjed 10 00 0 Abb 45 Funktionsablaufplan main 102 13 Anhang Pip MS 50 10 20 60 70 sg ueuynoy qns aqe snye 01534 uejdsuonyuny yosny Joan sne sne u puny ue Arepua N gt aza
22. uueg SO 10 WOA spomTaNDisTezsstanyograqreuropdiq TA FIFO aed LIYAAS 401 SHL 774918 3WOH gean SAYMTY OZ SAVMOW 001 03348 SWOH 1 WHY 814 JAOWT INILNOYENS TYO sdsooj9 TWO auc pnd JAOWT SAWMTY AOYHNOOY DE 03395 gean SAYAATY OZ SAYMOY 00 03348 01 2 14 ag pndag INILNOHENS 1088 OL 09 150012 TYO EVENT a Ende 3AOWI AOWUNDOY DE 03348 aug ONIGTAM OLNIHOYOL IAOW qeang NZ ut LIVAAS X40 TWNOIS OMLLYYd OL 2 3WOH TY 02 SAYANTY 001 03345 WOU AWAY Waly geanz INE AUG 1 30 09 197 Hao 73915 3AOWT 06 03395 OMLLY d OLNI INO LYYd geanz Uewe AWM LON SI OHIO TOM 01 34015 UD TYNOIS SWOH JHL OL 3NOLYYd IAOW 3WOH
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24. TWNOIS 3WOH Jon ogcr 0272 901 29 201 988 2572 pr NI r ayan dso 357 01048 OYSWIL 503345 LNIOF SY gt We 19064 faqneyo TYNSIS 910 Mundssiamysg Ordsoop SAYAATY DZ SAYAATY 001 03345 3WOH OL cade 49 LIVAAS GD WWNOIS 0 TWNOIS ISP 0 PL 09 19 L SZ0S8 Sre 2 5062916 WWNOIS KM 01088 043WIL 603348 LNIOF SY _ _ TYNOIS aqneyo TYNOIS Y3NYNa NN yo TYNOIS Mundssiamysg 2919 Oedsoop 759029 SAWMTY DE 03345 Coins 40 LYS 01 910 TYNOIS Joer OF FEB 792 8682 896 09 92 19 Tlie 01048 OYSWIL 603345 LNIOF SY TYNOIS 100 005 61 60 0002 ZZNJMOALY 0 7 ELLE LO 518 51 ON piundssiamyag 0245002 3759009 2002 5020 01533 snyiew Aq 0 SO M n CH
25. 179 LI OZ ES PZL 256 Ip eeg org XM 01048 OY3WIL PNOY 603395 SY 1970 6070 17962 LLEGO reg re XM 0934 603395 LNIOP SM t STEZ V 19702 60701 LSETLL EGO reg rie XM 0Y3WIL 603345 9Y CU CH uueg 101 13 Anhang 13 3 5 2a Funktionsablaufpl ne des neuen Quellcodes NOS 41 52 20 60 20 ueugnoy qns Vamos Begueleg Jony 01884 uejdsuonyuny sne ujau uayeyossne v a Bunupsonz undag Bunuyoaseg uayeyossne Dune ZS 1 uepueyon N aneu er Ges uewe 1291494 5 k L sne Ee EE A A a Y apjundgiemyog EDLER Zus 5 yosnglemyog ai 4 225 gt
26. 2 1 3 7 2 4 SNE EE TL 7 SL Motyvai O er nr Dee EI Er ol ae ee oe 7 22 _Gemeinschaftsprodukt Lernsystem 7 2 3 Vorbereitungen der 8 2 3 1 Der en ee etre Aiea eee es 8 24 e Ee Te TEE 9 25 Schwei roboter in der 10 26 Schwei und Roboterausbildung in Deutschland 10 3 Das Lernsystem 12 3 1 12 32 Alleinstellungsmerkmale am 13 3 3 Schnittstellen 482240 ee ea einen hen 14 3 4 en 15 3 4 1 6 Achsen Industrie 16 342 EE E EE 17 3 4 3 Schwei stromquelle 19 344 ET EE Tele 20 3 4 5 5 mit 21 3 46 Ae 22 3 44 OD Eoee ne eda EL a he
27. 6 3045 INIOA uebeT sey SAYUMIY 01 _AOWUNOOW ps 0 0 Ag TS LAIHS LNIOd 7 SAYMIY ds 65 2 3085 HAOFTUONSOOT Zant G ds zs INIO 00 FTW OT ds 15 3045 LNIOA HAOFTUONSOOT FTW 7 02 ds 423 TOOL T 3 Jyundsstemyss Zz 5 Zenit Jung uequn 5 IJ g Y 67 4 576 4 Jyundsstemyas z iz uot 4tTsog ssnTyoszeajeuoleg 4ST T
28. 62 7 5 1 Aufspielen von User 2 63 7 5 2 initiieren vorgegebener Routinen 63 7 53 Programm KC Win alles ist 64 7 5 4 Unterroutinen ersetzten Re anne 64 7 6 Unterst tzung durch Servicepersonal an der realen Anlage 65 ZC Mehmutzen durch E Learning 42 2 65 7 8 2 67 lt 68 8 1 Ausblicke zur 68 82 Ausblicke zum 69 8 3 Ausblicke zum Thema 70 84 Ausblicke zum E Learning rn ee nern in nn 72 R I e UL EE 74 75 EI e UE 77 Quellenverzeichnis u22 2 ss nass 78 1 Zusammenfassung 1 1 Zusammenfassung 1 1 Kurzfassung zur Darstellung im Internet Thema Optimierung einer Roboter Schwei zelle als Basis eines E Learning Systems Diplomand Markus Bellenberg Betreuender Professor Prof Dr Andreas Gebhardt FH Aachen Korreferent Prof Dr Ulrich Karras FESTO Didactic GmbH amp
29. DE 03395 Umgang jnean 02 SAYMATY 001 03348 E gzyaupang JAOWT Z_gzyaupang 9zyaupang JAOWT yaio TYNOIS 2 19101 Dabo TYNSIS waa szyaupang JAOWT 1 2 LIVAS TYNOIS 13 Anhang _ pzyaipang JAOWT 18160 LIVAS TYNOIS NZ LIVAAS 194915 ezyaupang JAOWT ezyaupang JAOWT DE 03398 ar Zyaipl 1 Zyaupo WWNOIS 2 119348 TYNOIS ya panz 40 eut LIYMAS aqneyo 198915 AWOH SAYMTY 02 AO 001 03398 qeang JAOWT 2 19161 413160 TYNOIS BEI 2408 DE 09345 qeang 846 _ TNO Ing ua 20 3WOH aq qeang SAYMTY OZ ADYUNIOY 001 03348 JAOWT 64500121192 aq pnd JAOWT SAYMTY DE 03348 aig CU CU STTBZIAANIG uueg we ON 1 3WOH 50 49qNd alg geanz SAVM TW 02 001 03348 alg
30. Tee LaTWd IHL WO OMLLYHYd 57 29 CU CH urea 100 13 Anhang SO LO WOA spomTeNisTezsstaayosraqreuropdiq gaang NS FIFO PT 8094 SN WELL INET mt TWNOIS z Z 3WOH aq C eend w 02 SAYAY 001 03348 SWOH OL WHY end JAOWT ANILNOYENS TIYO gdsoop 11 2 wende SAYMTY DE 03895 End w eend mz aug 02 SAYMTY 001 03345 ENOILISOd 01 HOYOL 3AOW znd JAOWT ANILNOY ONITTAM TIYO 2450013 TIo _ JAOWT SAYMTV AOWHNIOY DE 03398 znd qeang OZ SAYMIY 00 03845 ZNOILISOd OL JAOW JAOWT INILNOYENS ONIGTSM TIYO 45009 7770 _ ind JAOWT 2 022 DE 03348 INOILISOd OLNI HOHOL ag qeang TYNOIS OWL 334HL HLM YSHLIOOL 0 SO
31. Teen 23 3 4 8 Verbltzungsschutzverglasung 24 3 4 9 Schwei rauchfilterabsauganlage 24 3 4 10 E Learning Anbindung Bessere se be 25 3 5 lt Ist Zustand und rer an dee EA 26 3 5 1 2 26 3 52 Weg nd ur 27 3 6 Zusammenfassung glei 29 4 Der 30 4 1 Robotersteuerting 30 42 Multifunktionspanel 30 4 3 Grundl agen zum Robofter 31 4 3 1 Einrichten von Werkzeugen 31 4 3 2 Freiheitsgrade ie 32 4 3 3 Beweg ngsVverfahren ea Han SB Grieves 32 4 34 enge ernennen fine 33 4 3 5 Geschwindwindigkeiten 34 4 3 6 oe 35 44 Anbindung an das
32. ua yepon did uoylemypsuyeg pjundgiamyog Joan 919 Bass uem 401 Jean Sr A A voyem 401 voyem punduyeyuy A Opiemae is 7 wJpiemgods s 1 N 1 Abb 48 Funktionsablaufplan Subroutinen I L vie BUSS 20 00 2060 0 H 3 ueugnoy qns snye 01534 uaylemyosiajoqoy uejdsuonyuny 414 eiss eeu 4941016 491g Jon 2 d 7 gt N zei N sie 51481 yoeu uyaq UBIO 1941019 eau Jeqn Jee r ueqeu jeuyos 91 294319 Du pundpyejuy uayeupyonunz S 8 414
33. 1 55 er BIEL Quy 0109 ANY Jauuidsunnd 7772 90720 0 IVNOIS 4 STA NYNL3Y 550 1772 62 2 12 02 IVNOIS 98 30 9 5201 5 8 3572 521 02 19 915 L LIYAAL ZV LLZ GE 26 929 98278 12 998799 82071 YI4dI49 ONINNIdS OL 1999 40 SIN33498 JHL NHL OH TYNDIS Qaae OL 09 _ 3WOH 330 81 4344149 401 LYHL OSHS Jne 8334 490 301 440 _XyO TYNOIS SI 4344149 43407 LYHLAO3HD jne LIVAAS 0 TYNOIS SI LYHLAOIHO oft LIVAAS Hao 73915 SI N33498 1 1 493H9 go UA N33495 77109 aqneyo WNOIS OL 1139 A9YOM 3405 CU CH uueg 98 13 Anhang 20000 SO LO WOA 130 01 2824 z JWOH SAYMTY 001 03385 jneang OL 09 03395 NOLLISOd 3WOH OL HOVE 5 uneang
34. spooTenDisTezsstanyosraqreuropdiq waurarg FIFO TT NYNL3Y TTY 81 4344149 LYHL OH JE 18161 LAS N3d0 TVNOIS Avaya EIER 128 127978 99 820 LE Z WOH SAYMTY OZ AOWHNIOV SAYMTY 00 03398 NOLLY LS ONIGTAM JHL WOH Waly qeang 2 18161 LAS JHL dildo 418160 794918 SI 4344149 Y3MO7 LHL OSH LIVAS quazo TY NOIS Lad den VO Avaya z ge SAVY SAYMTY 0 03348 OLNI OMLLYYd qeang SWOH Z3WOH sneang SAVMTY OZ SAYMTY 00 03388 INE 19161 Led 40 09197 9160 1915 ausgang JAOWT 4344149 ONINNIdS OL 1498 IAOW 40 LIVAS 81 JHL LYHLXOJHO 7915 Z3WOH sneang DZ SAYAATY 00 03395 NOILISOd 3WOH JHL 01 14 IHL 05 0 0 18101 3149 WNOIS 7348 zune 3AOWT 5 AOWUNDOV 06 03348 avd IHL quneang ne 18161 SI 4344149 JHL 3985 Zeie weg Jneang 19 48 SIN3349S JHL LYHL 34015
35. 2 NYO4LYId ONIGTAM JHL NO JHL dildo 20 WNOIS JWOH SAYMA TY DZ 00 03345 NYO4LYId WO geanz out LIMS JHL 30 09 131 73915 IGe 02 03395 NOILYLS ONIGT3M JHL OLLYYd IHL OL 3AOW gean 20 TYNOIS NOILYLS JHL 01 1993 JHL OL IAOW Jne 84389 40 ONITTAM 1 3905 DAYN 73915 NOILYLS ONIGTAM JHL OL ANO LYYd 53 Oplamoyauoped 0044 0 SO 6 uueg 13 Anhang SO 10 WOA wavrarg a a FIFO UE qdo TYNOIS EEE pE 410 q U EE SLOL jun ze gL zug 150 9001 40 Ney 91 150 FLOL NZ au 08 FL 009 150 E UEIS 150 ZLOL NzZ 82 UE 400 LLOL 2 LL 4jaq 0101 nZzymp 92 01 6001 2091 SZ 6 u 8001 21 zyaupl pZ 8 18 1001 29840 EZ 9 aqneyo 900 2 18161 ZZ G 500 18101 001 ad 02 zyap 2001 0197991 BL Z zyalpo 1001 5 qd BL
36. pattern weaving touch sensing Vorbesetzen von Schwei parametern in der Schwei parameterdatenbank Nummer einer Schwei kondition zwischen 1 20 Geschwindigkeit des Roboters in cm min Schwei strom in Ampere Leitspannung 1 WISET schweissnr speed schweissnr speed W2SET endkraternr t WLIST WLIST 2 SAVE ARC file aw Punktschwei en JAS lt 1 LAS pos2 Beispiel w2set 15 0 5 70 4 7 LAS pos3 15 Drahtvorschub in cm min Leitspannung 2 Umrechnung bei EWM Ger t 20m min 10V endkraternr Nummer einer Kraterf llkondition zwischen 1 20 Schwei strom in Ampere Leitspannung 1 Drahtvorschub in cm min Leitspannung 2 Umrechnung bei EWM Ger t 20m min 10V Ausgabe Schwei parameter von W1SET Ausgabe der Schwei parameter von W2SET Speichern der Daten in Dateiname file aw Schwei punkt pos7 Joint interpoliert Schwei punkt an pos2 Linear interpoliert Kraterkondition15 0 5sec 70A 4 7V 20m min 10V Schwei punkt an pos3 13 Anhang 131 Bahnschwei en wlset 11 95 90 5 Kondition 11 95 90 Amp 5 20 m min 10V wlset 12 95 90 5 Kondition 12 95 90 Amp 5 20 m min 10V JWS 1 Schwei bahn bis Punkt pos joint WS WeldStart LWS pos2 11 Schwei bahn bis Punkt pos2 linear WC
37. 1u seiten na ee essen re haben 48 6 3 2 49 6 4 KreisbahischweiRnaht uereg 53 65 Aufgetretene Probleme 54 6 6 Veranderbare Parameter der Robotersteuerung 56 67 Zusammenfassung 56 E Learning 57 7 17 57 7 2 59 7 2 1 Compiler und 60 7 22 Kollisionserkennung als Vorstufe zum schadensfreien 60 7 3 Anbindung an die RoboterschweiRZelle 2 60 T4 Nenne TEE 61 7 4 1 Webcam begrenzt die 61 7 4 2 Zeitverz gerungen durch das WWW 61 7 4 3 berwachung von Kommunikationsabbriiche n 61 1 44 NOTAUS F nktion 62 7 4 5 Sicherheit von 62 7 4 6 Multiuser Zugriffsverwaltung 62 7 5 4 9 engeren terre
38. 43 25 Einfluss Kontaktrohrabstand auf Strom Einbrandtiefe SLV 01 44 26 Bahnschwei en Kreisbahnschwei en IKAwapg 48 27 Schliffbild Schutzgaseinfluss IL uND O 50 28 Einschwei versuch 1 Blechdicke 3mm 50 29 Einschwei versuch 2 51 30 Einschwei versuch SchweiRgeschwindigkeit 51 31 Einschwei versuch 4 52 32 Einschwei versuch 5 Gasmengenzufubr 52 33 Einschwei versuch 53 34 einer Kehlnaht ernennen ee 53 35 Kreisbahnschwei naht 54 36 Kreisinterpolation u a aachen iu Ina en 54 37 COSIMIR Robotersimulation Here 59 38 Dreier Palettenhalter in einem Bauteil 68 3I DEFSIG W rkspace ana nn HI ae 70 40 Schaltplan pneumatisch 83 Schaltplan 5 na 84 42 Schaltplan Anbindung EWM Gchweiloer t 84 43 Rohlings Palette bema t 89 44 Ehemalige Teachpunkte bericht 91 46 Funktionsablaufplan Subroutinen 101 45 Funkti nsablaufplan main nee 101 48 Funktionsablaufplan Subrou
39. Wood 2 S Avaa p u do LIVMS IYN IS psusdo 2 LIWMS xTF O TYN IS 002 60 10 01544 aoany 330 S TIYO pun USUJFSO sutjnoyqns nn 5 sqen ue Zoch uepunyes u usgeyue ue ut Pret 232391 stq 2 5 sep JOL nz Tesyoom HR KKK KKH KKK HH 220 WWIDONE
40. 966768 967791 09978 867700 8607472 66 70 7 prom yore 9 TES OLT 821 051 290 722 9 8 60 78202 una yore 186768 667927 90 7411 1627062 9567896 676 221 z wu x usgqebuy 2 IXUNId SSTOMUSS nz gs 4 nz INT nz es 2 nz zs 2 2 nz Is S ut 4 9 5 ATW nz yoreeq ut Htpueng S usqo ATW Treqgneg 7 1 UT nz uany 6 Jne 9 nz 4 Jne nz prom 65 0 0 Ad
41. ATL934409 SI LYYd JHL 1 nz 18101 JHL TWNOIS une D je 02 03345 neang 09 03395 SSAOW SAYMTY 30 831438 Lid 01 JHL LYYd 812471102 Qauopedoy mood ji spaau 09 0 paadg 09 paads oy Ods SAYMTY 02 00 03385 NOILISOd SWOH JHL OL Lied HUN SAW 9900 Uwe 74918 2 18161 L d TFNOIS _ Waa pe 1 JAW SAYANTY SAYMTY 02 03348 NOLLYLS OL geanz 19101 1 1 8 SHL SIE SO LO WOA wavrarg E PI IO 2284 40 LIVAAS SI 285 LYHL 3805 IWW yaipang TY DZ 001 03345 6 ONILWLOY MO 1 JAOWT nz Iva Im 2 4344149 9NILYLOY WOH4 LYYd 3SWI134 TVNOIS NZ 181
42. END IF bedingung THE WHILE bedingung END DO UNTIL bedingung DO FOR i startwert TO endwert END CASE zahlx OF VALUE VALUE VALUE ANY END a b Marke2 setzten ein Wort gefolgt von Gehe zu marke2 Verzweigung wenn bedingung wahr ist andernfalls wird folgender Code ausgef hrt Solange bedingung wahr ist Schleife ausf hren Solange bedingung wahr ist wiederholen Z hlschleife von startwert bis endwert STEP schrittweite Verzweigung wenn Wert zahlx gleich Wert a gleich Wert b gleich Wert andernfalls 13 Anhang Externe Signale IF SIG a SIGNAL o_center SIGNAL o_center PULSE o_gripper n SWAIT i_center_opened SWAIT 1005 AND 1007 TWAIT PROMPT Eingabe x il abc x OPEN CLOSE 130 wenn Eingang a gesetzt dann Ausgang setzten o_center Ausgang l schen o_center Ausgang f r n Sekunden setzten Eingang i_center_opened abwarten Warten bis beide Eing nge gesetzt Sekunden warten Wert von Benutzer abfragen in x speichern Text abc und Wert von x ausgeben Greifer ffnen Greifer definiert mit HSET CLAMP Greifer ffnen Greifer definiert mit HSET CLAMP 13 4 3 6 1b Besondere AS Schwei befehle Weiterf hrende Befehle siehe 90209 1012DEA ARC WELD AS LANGUAGE MANUAL Kawasaki
43. Lernsystem Roboterschwei en 28 und dem Wort pick deutsch aufnehmen bzw place deutsch ablegen am Ende des Namens gekennzeichnet Das Hauptprogramm ruft diese Subroutinen nacheinander auf Ausschnitt CALL s_pallet_pick 1 Bauteil a b von Palette holen CALL s_weld_place 1 Bauteil a b auf Schwei tisch ablegen CALL s_fix_on Bauteil a b Fixierungen ein Sequenz 1 CALL s_spotweld 1 Bauteil a b Punktschwei en CALL s_spotweld 2 CALL s_spotweld n CALL s_weld_pick 2 Bauteil a b in Mitte greifen CALL s_turn_place 1 Bauteil a b Drehgreifer legen Sequenz 2 CALL s_pallet_pick 2 von Palette holen CALL s_weld_place 3 Bauteil auf Schwei tisch ablegen Ein sich wiederholendes pick n place ist sofort erkennbar Die Zahlen in Klammern spiegeln hier die verwendeten Greifpositionen am Bauteil bzw Schwei punkte 1 bis n wieder Der Quellcode wurde ausf hrlich dokumentiert Die verwendeten Befehle wiederholen sich Beschreibung der Befehle siehe Anhang 13 4 3 6 1 Ein wesentlicher Teil der thematischen Realisierungsbem hungen dieser Arbeit konzent rierte sich darauf dass die Roboterschwei zelle vom Internet aus in Form eines E Learning Systems bedienbar werden w rde Die Anbindung an das Internet wurde wie beschrieben Kap 3 4 10 technisch neu erstellt und dabei geschwindigkeitsoptimiert Die direkte Verbindung des E Learning Systems ohne di
44. gne 0 SAYMTY 06 03395 yneang Jneang LATWd ONLLYWLS OL SAYMATY OZ AOWHNOOW SAYANTY 001 03348 CC JAOWT JAOWT ONLLYLOY 30 LNO 1 gzyaapang JAOWT me 4344149 ONILVLOY L d 30 09 137 Duett TVNOIS E 1816 TYNOIS u Lued IHL OL 17 JAOWT Lad NYA 2yaupo TWNOIS MOVE 2 14 Lad IHL NYNL WHY amp JAOWT mme en Wa Led 8 3134 Dee WNOIS 2 ONILWLOY NI JHL dert TYNOIS 2 TTezys pang OLNI Led 1 JAOWT L AOYHNOOY SAYMTY 06 03348 1 we Dueno TWNOIS Uewe 138 ONINYAL IHL LWHLSYNS Ziel TwNOIS yaupang Uwe 51 N33408 Weg 16 ONINYAL JHL OL 1 4 0 SO uueg SO 10 WOA
45. Verfahren Bei einer PTP Bewegung werden die zur Anfangslage und zur Endlage geh renden Gelenkwinkel w hrend der Bewegung interpoliert Abb 60 PTP Bewegung IRF 00 PTP Bewegungen werden f r einfache Bewegungsaufgaben bei denen keine vordefinierte Bewegungsbahn abgefahren werden muss eingesetzt Beispiele Be und Entladen Best cken Punktschwei en Wichtige Eigenschaften der PTP Bewegung sind F r jede Achse wird ein Geschwindigkeitsprofil errechnet dessen Integral genau den Differenzwinkel zwischen Anfangs und Endstellung ergibt Die Bewegungsbahn des TCP im Raum ist bei PTP Bewegungen nicht von Interesse da die achsbasierte Interpolation insbesondere bei Bewegung mehrerer Achsen zu schwer beschreibbaren Kurven des TCP f hrt Es besteht kein unmittelbarer Funktionszusammenhang zwischen den kartesischen Lagen w hrend der Bewegung 13 Anhang 126 PTP Bewegungen lassen sich f r beliebige auch Kinematiken ausf hren da eine R ckw rtstransformation nicht ben tigt wird Die Bewegung der einzelnen Achsen kann nacheinander gleichzeitig mit maximaler Geschwindigkeit jeder einzelnen Achse oder gleichzeitig mit maximaler Geschwindigkeit der langsamsten Achse erfolgen Im letzten Fall beginnt und endet die Bewegung aller Achsen also gleichzeitig Man spricht daher von einer Synchro PTP Bewegung Die Kollisionsfreiheit kann meist durch berfahren eines zus
46. pian o auo ped auo ped o ugu wy ii Ydd ii ugu wy ugu wy 7 ou mecyen 7 7 191212 Boudry 01244 624E 234245 gayeys SE Boudry zayeys 122 anes ur 151 anes ue 1 1 anea ue ur wy 51 anea anea wu anea wy 16 anea ur ur LO anea 15 anje um uT 5592014 uap salg 4209 Jam Side Gi 09 paads xeyy dd SEI uo ede YAPUAIGELEA 5 5 Cp PUNCH 25 25 mundguyas 1 pundgsuyas sne uayaup 4 uauuedsyue Bunyppuiouueds UP NOS Sunyauoleg sne Bunppwiosuueds Guupsuoleg pun
47. 1 0 0000 mm 0 0000 mm 0 0000 mm 0 0001 mm 0 0003 mm 0 0005 mm 0 0008 mm 0 0012 mm 0 0016 mm 0 0021 mm 0 0000 mm 0 0000 mm 0 0001 mm 0 0003 mm 0 0006 mm 0 0010 mm 0 0016 mm 0 0023 mm 0 0032 mm 0 0041 mm 0 0065 mm 0 0093 mm 0 0127 mm 0 0166 mm 0 0210 mm 0 0259 mm Die korrekte Ausrichtung des Roboters kann in der Praxis wie folgt vorgenommen werden Anbringen eines Metalldrahtes am Greifer als spitzer Referenzpunkt Zweckm ig B roklammer mit Klebestreifen fixieren jedoch nicht das Ende des Schwei drahtes nutzen da der Schwei draht sich beim Bewegen im Schlauch paket dreht und die Spitze somit nicht an einem Punkt stehen bleibt Verfahren im Basis Koordinatensystem bis der Metalldraht nahezu eine Referenz kante ber hrt z B die Vorderseite der Grundplatte Langsames Abfahren in der Basis Y Achse ber eine m glichst lange Strecke Bleibt der Abstand gleich a gegen 0 so ist die Ausrichtung gut b folglich infinitesimal klein Der Verwendete Abstand von 170mm liegt bei Greifaufgaben den Paletten vor 13 Anhang 128 13 4 3 6 1a Befehle der AS Programmiersprache Es kann aus Platzgr ndung an dieser Stelle nur die Syntax der wesentlichen AS Befehle kurz beschrieben werden Programmierern anderer Sprachen soll dies eine schnelle Vokabelkunde bieten Weitere Befehle und ausf hrliche Beschreibungen sind dem Handbuch CONTROLLER DER SERIE REFERENZHANDBUCH DER AS
48. AUOATSIITN JSF du usuysu sqen eyyundsstemyos 7 suusnp JSF Yu Tremneg 6 PAUNA Mu TION ASV 22 0 0 AG LNIOd 32319596 0 0 0 Jne weqysAsusjeutTpooy stseg anz 6 0 0 LAIHS E PTOM LNIOd 2 7 0 0 prom yore LAIHS Z LINIOd pram M 0 0 0 LNIOd d zeny 34235 u 423 TOOL 423 uesstemyos 34935 M a UTA D d w gg NZ du ung ueqebute uses 2920 H uequn 2 6 UOT ATSOg 7 asddra dol TOOL estemstetdsteg uzeyoteds unz 4 usToy UT g Y 7
49. 8 Ausblicke W hrend der Besch ftigung mit dem Gesamtthema stellten sich berlegungen und Erkenntnisse ein die ber die Grenzen der Diplomarbeit f hrten Hiervon soll im Folgenden berichtet werden Zum Teil f hren diese Vorschl ge zu kleineren Verbesserungen der Roboter Schwei zelle Einige berlegungen sind jedoch auch von grunds tzlicher Art und f hren ber den derzeitigen Realisierungsstand hinaus 8 1 Ausblicke zur Gesamtanlage Der NOTAUS Knopf der Teachbox und der Robotersteuerung stoppen derzeit nur Roboterbewegungen Das Schwei ger t ist nicht mit eingebunden und muss separat ausgeschaltet werden vgl Kap 4 4 Dies gen gt nicht den einschl gigen VDE Bestimmungen die fordern dass der Gesamtprozess auf schnellst m gliche Weise stillgesetzt und soweit sicher energiefrei geschaltet werden muss Die NOTAUS Funktion sollte umgehend richtig implementiert werden Die drei verwendeten Paletten liegen derzeit auf drei separaten Palettenhaltern auf vgl Kap 3 4 6 Dies hat den entscheidenden Nachteil dass alle Palettenhalter einzeln auf der Grundplatte ausgerichtet werden m ssen und die Abst nde unter den Paletten nicht zwangsl ufig gleich sind Ein neuer Palettenhalter siehe Abb 38 k nnte hier Abhilfe schaffen indem er alle drei Paletten aufnehmen w rde Sinnvoller weise m sste zus tzlich zur Verschraubung noch eine Nut bzw ein Stift in die F hrungsschienen der Basisplatte eingreifen u
50. 99 H PIT asddrab 423 TOOL ui Jne eqyung 111 13 Anhang Punkte 13 3 5 2c Neuer Quellcode Abbildungen der Teach oer en 00706 D I 967911 099 8EI T8E pZ wu 2 WM wu z BEZ GPE A x lt 007 7 lt 00070 A x 423 lt Abb 50 Neue Teachpunkte Beschreibung 186768 00706 667 9 1 90L LLI LEZ OEZ wu z 00 06 00 06 0671 uu 2 9567896 6767 EZI x lt 0077 lt 00070 A x 423 lt 112 13 Anhang 667911 108 8 000 0 LZO 98 14878 4887197 wu z ww x lt 097741 00070 00070 wu z wu A x do lt Teubts lt ul lt 579 00706 879 80 782 907700 76978 ww
51. Wad NIYIN Queu Z3WOH SAM OZ AOVENDOV 001 03895 1 FIOHM HLIM NOLLISOd OL qeang JAOWT me Uewe dt WOLLOG JHL 39 2134 TWNOIS 18165 LIVAAS JHL dio TYNOIS 2425 142 SAYMTY 22 SAYAY DE 08845 NOLLISOd OLNI WHY IAOW qeang 18161 Uwe TYNOIS NOILYLS ONIGTAM JHL WO d FIOHM 21 4 0 SO 6 urea CU CH uueg 97 20072002 LO WOA sposyanQisfezsstamyograqreuroydrc umag z JWOH SAYMA TY 02 22 SAYMTY 001 03385 NOILYLS ONIGTAM JHL WAN IAOW qeang out LIVAAS TYNOIS nz 44320 WNOIS wuel ONICTSM den KO z ge JAOWT SAM TY 02 03395 NOILISOd OLNI DEST jne LIVAAS 0 TYNOIS ne 1 1 34Y SHAddIHS 15 ONIGTAM 34 18 IMYW KUO TYNOIS NOILYLS NIGTAM JHL LY Y3HL390LSL4Yd IHL 10
52. der Drahtrolle u a_ k nnen gerschl gig mit 20 bis 40 von ty angesetzt werden Sie h ngen besonders von der Spritzerbildung und damit von der Tab 9 Schwei parametertabelle DVS 72 13 137 13 7 E Learning Anschluss EasyPort F r die E Learning Umgebung wurde als Schnittstelle der FESTO EasyPort verwendet Dieses Ger t wurde von dem Server Computer per serieller 9 Pol Sub D Schnittstelle an gesteuert und wandelte die Bitmuster in 24V Signale um welche wiederum ber ein Centronics Schnittestellkabel an den Schaltschrank der Schwei anlage und von dort per Flachbandkabeln an die Robotersteuerung weitergeleitet wurden Z hlt man die Ver bindungskomponenten so kommt man auf drei Kabelverbindungen mit ihren jeweils zwei Steckerenden einem D A A D Wandler EasyPort und einem Centronix Flachband Adapter in Summe 8 Schnittstellen Dazu kommt eine softwareseitige Einbindung welche in Anhang 13 3 5 1ff abgebildet ist und ein Bitmuster verwendet Dies waren weitere Schnittstellen Kawasaki EasyPort U GUI www Server Controller FESTO EasyPort plugin liefert u a ROMAN IP HTML Seiten ggf Userverwalung Schwei Roboter Schwei ger t ROMAN Server 0 Start Bit Java Schnittstelle 1 7 Internet Client ben tigt Browser Java JavaScript Abb 65 Verbindung per FESTO EasyPort und Bitcodierung ehemalig 13 7 3b E Learning A
53. uolsod L 0 L 0 L 0 L 0 L 0 L 0 L 0 L Bunyayspuru 4sjogoy 1340404 0 L L 0 0 L L 0 0 L L 0 0 L l 0 0 r 92 en em Gunuysieze g RK 52 Sen em 8 awe 20 Ap yITIYyIOY LEO 94 SO LO WOA spooTenisTezsstaayooraqreuropdiq gaang SO LO WOA uavrarg N PI JO aed LIYAAS 7 915 STAVE Pid 11729 22 1729780 Leiser 102 1986 XM 01045 NIY 603395 SY 5 Dun TYNOIS Mundssiamy9g 181513 OLdsoop 37509009 aqneyo TWNOIS ON 1250 02 802 09 98 69 ier 16 906 286 6 XM 01048 OYSWIL 603345 LNIOF SY TYNOIS 50 UE 150 35709 aqneyo 5 Lvs Mundssiamyasg sapuan y TYNOIS 06450012 _ 40 LIVAAS
54. 1003 1004 1005 i_gripper_opened 1006 i_gripper_closed 1007 i_turn_onright 1008 i_turn_onleft i_turn_opened i_turn_closed i_center_opened i_center_closed i_fx_opened i_hood_opened i_hood_closed i_no_collision i_pallet1_ok i_pallet2_ok i_pallet3_ok i_arc_ck EEEKEIEEKEEKEEKERG Tab 3 Schaltplan E A Belegung Seite 1 2 85 13 Anhang 86 13 3 4 1 6 Achsen Roboter Technische Daten des Kawasaki FSO3N siehe Anhang 13 4b Technische Daten der Robotersteuerung siehe Anhang 13 4 1b Multifunktionspanel siehe Anhang 13 4 2 Arbeitsbereich des FSO3N siehe Anhang 13 4 3 2b 13 3 4 2a Technische Daten Greifer FESTO Dreipunktgreifer HGD 16 A 174819 FESTO2 Funktionsweise doppeltwirkend Betriebsdruck 2 bar 8 bar Produktgewicht 0 11 kg Nenn Greifkraft 30 N Schlie en 40 N ffnen Nennzeit 5 ms ffnen Schlie en Wiederholgenauigkeit 0 02 mm 2x Ausgange Greifer AUF ZU FESTO N herungsschalter SME 8 K LED 24 150855 FESTO2 Betriebsspannung 10 30 24V Schaltstrom Leistung max 500 mA 10 W Schutzart IP67 K Beschreibung der TCPs siehe Anhang 13 4 3 16 13 3 4 2b Technische Daten Schwei brenner Binzel MIG MAG Schwei brenner ROBO 24 luftgek hlt Brennerhals in gerader Ausf hrung incl Schlauchpaket mit integriertem Ausblasschlauch und Zentralstecker zum maschinenseitigen Anschluss Brennerhals wurde speziell f r das
55. 2 8 bar Produktgewicht 0 174 kg Nenn Greifkraft 108 N Schlie en 120 N ffnen Nennzeit 60 ms Schlie en 44 ms ffnen 2x Ausg nge Drehgreifer AUF ZU FESTO N herungsschalter SME 8 K LED 24 150855 FESTO2 Betriebsspannung 10 30 24V Schaltstrom Leistung max 500 mA max 10 W Schutzart IP67 K Technische Daten FESTO Schwenk Modul siehe 13 3 4 5 13 3 4 8 Technische Daten Verblitzungsschutzverglasung 2x Ausg nge Drehgreifer AUF ZU FESTO N herungsschalter SME 8 K LED 24 150855 FEST02 5 0 13 3 4 9 Technische Daten Schwei rauchfilterabsauganlage optional TEKA CAREMASTER BIA gepr ft mechanische Filteranlage Typ SF BIA Klasse W 3 Ventilator 2 500 m3 h Motor 1 1kW 400V 50Hz Schwei W3 Unlegierte St hle legierte St hle mit Legierungsbestandteilen rauchklasse von z B Nickel und Chrom hochlegierte St hle mit x gt 30 Nickelbasislegierungen Preis ca 2 500 Stand 2002 Fahrbare Hochleistungsschwei rauchfilter f r industrielle Absaugprobleme insbesondere f r das Absaugen von Rauchen die beim thermischen Bearbeiten von Edelmetallen entstehen Ausger stet mit einem Vorfilter Taschenfiltern mit hoher Filterfl che sowie einer Schwebstofffilterendstufe in der Lage ist feinste Bakterien und Mikroben zu filtern Incl Filter berwachung Dichtsitzhebeeinrichtung Betriebsstundenz hler Quelle www tekanet de 91 13 Anhang 13 3 5 1
56. 7 pun 1 uequn UOT ATSOg suuenp stp 4 6 166 5 Jne syyundJrsag JTW usweusgyund 4 ezqtds zs 4xeqT Tend ueyotez 4 23 Inu u uu oy pun S D qeuyotezuuseyeb a ua fuU purs dol f 0 0 O 0 0 5 TMU INIOd seqzemsuesstm 4 06 06 06 6 PL PST O SNWHL 2eddT26 INIOd dol 0 0 9977477 0 0 5 prom dol 200280702 snyzem gz asddra do TOOL TIYO Tetdsteg 4 0 sbuse sny 4 026718 446726 742970 18678 7 7 98726 266710 966706 8070217
57. Co Denkendorf Abgabedatum 23 Oktober 2002 Die kompakte Roboter Schwei zelle Lernsystem Roboterschwei en ist ein Gemeinschafts produkt der Firmen FESTO Didactic GmbH amp Co Denkendorf sowie Kawasaki Robotics Neuss mit der K Robotix GmbH Bremen und AKON CAD Services Bremen Ziel war die technische berarbeitung und Optimierung des vorliegenden Prototypen um eine Basis f r ein E Learning System Internet unterst tztes Lernen zu schaffen Zu diesem Zweck wurde das Programm der Robotersteuerung neu erstellt notwendige mechanische nderungen an Roboterequipment und Materialf rderung vorgenommen sowie eine neue Internet Anbindung geschaffen Wesentliche Ergebnisse der Arbeit sind Erzeugen roboterbasierter kreisinterpolierter Bahnschwei n hte Kommunikation des Lernsystems via Internet e Lernorientierte Steuerungssoftware Die Diplomarbeit liegt dem betreuenden Professor als CD vor 1 Zusammenfassung 2 1 2 Abstract englische Zusammenfassung Subject Optimization of a Robot welding Station as the Basis for an E Learning System Student Markus Bellenberg Faculty Advisor Prof Dr Andreas Gebhardt FH Aachen Co Advisor Prof Dr Ulrich Karras FESTO Didactic GmbH amp Co Denkendorf Completion Date October 23 2002 Presently the scope of German didactic training does not include the specific trade of Robot Welding Specialist All robot manufacturers offer applications training to professional ind
58. Lernsystem Roberschwei en von Binzel gek rzt Technische Daten nach EN 50 078 Belastung 180 A 150 A Mischgas 80 ED Draht 2 0 8 1 0 mm 13 Anhang 87 13 3 4 2c Technische Daten Kollisionsabschaltdose Sommer automatic Crash Schutz CS 80 SOMMO2 Handlingsgewicht max 6 kg empfohlen Wiederholgenauigkeitt 0 05 axial radial Belastung 460 Mr 20 0Nm 8 5Nm Kap 3 4 2 Abb 10 Betriebsdruck 0 5 6 bar Ausma e Durchmesser 79mm H he 56mm Flansch 50 H7 Gewicht 0 4 kg 13 3 4 3a Technische Daten Stromquelle 1 Technische Daten 1 1 TRITON 260 TRITON 260 Einstellbereich Schwei strom spannung WIG E Hand MIGMAG max Schwei strom bei MIG MAG 20 C Umgebungstemperatur 50 ED 240A 60 ED 220A 100 ED 170A 40 C Umgebungstemperatur 25 ED 260A 240A 35 ED 230A 210A 60 ED 170A 160A 100 ED 130A 120A Lastspiel 10min 60 ED 46 min Schwei en 4min Pause Leerlaufspannung 93V Netzspannung Toleranzen Frequenz 50 60 Hz Netzsicherung Schmelzsicherung tr ge 3x 16 Netzanschlu leitung 4x 1 5mm max Anschlu leistung 10 8KV A empf Generatorleistung 14 6 Wirkungsgrad 0 99 89 Isolationsklasse Schutzart 23 Umgebungstemperatur 10 C bis 40 C Ger tek hlung Brennerk hlung L fter Gas Werkst ckleitung 35mm Ma e L B H mm 560 x 245 x 365 Gewicht 24 5 gebaut nach Norm VDE 054
59. PC steht f r ParallelContr Programm errlog zeigt die letzten Fehler samt Datum an hold h lt die Roboterbewegung an software hold nicht HOLD Schalter continue f hrt die mit hold angehaltene Bewegung weiter ED test Startet den Editier Modus f r Programm test lt return gt beendet den Editier Modus wieder s 3 lt return gt springt zu Zeile 3 d 7 lt return gt l scht die folgenden 7 Zeilen text lt return gt Uberschreibt aktuelle Zeile mit text Folgende Befehle k nnen optional mit einschr nkenden Parametern genutzt werden L Befehl nur auf Locations Punktetabellen beziehen P Befehl nur auf Programme beziehen R Befehl nur auf Reale Variablen beziehen u a siehe z B HELP SAVE DIR zeigt den Inhalt des Speichers der Robotersteuerung an LIST test Programmlisting von Programm list incl aller verwendeten Variablen Punkte und aufgerufenen Unterprogramme EXE test f hrt Programm test direkt aus nur wenn Motor an in RUN modus LOAD file pg laden der Datei file pg von der lokalen Computer Festplatte SAVE file as gesamtes Backup des Roboters Einstellungen PRG von Roboter auf lokale Festplatte kopieren 13 Anhang 132 13 4 3 6 2 Die Blocksprache Der folgende Bildschirm Abb 62 zeigt ein Beispielbildschirm des Teach Panels f r die Blocksprache Die sich farblich unterscheidenden Schaltfl chen geben dem Bediener einen geeigneten berblick ber die m
60. Technical details of the main components can be found in the appendix chapter 13 1 Zusammenfassung 4 1 3 Zusammenfassung Die derzeitige Ausbildungslage in Deutschland bietet keine Ausbildung zum kombinierten Roboterschwei fachmann Eine Pr fung und Zertifizierung wie in anderen Industriesparten notwendig z B qualifizierter Schwei werkmeister existiert nicht Bediener von Robotern sind oft Autodidakten Es bestehen Ans tze zur Ausbildung als Schwei Fachmann mit Roboterkenntnissen und Roboter Fachmann mit Schwei kenntnissen jedoch werden z Zt weder von den staatlich anerkannten Schwei technischen Lehr und Versuchsanstalten SLV noch von den jeweiligen Roboterherstellern fl chendenkend die ben tigten kombinierten Ausbildungen zum Roboterschwei fachmann angeboten Die Mehrzahl der in Deutschland eingesetzten Schwei Roboter wird in der Automobil industrie verwendet Die auf die dortigen Belange sehr genau abgestimmten Ausbildungen werden oft hausintern und oder von eigens daf r unter Vertrag genommenen Instituten durchgef hrt Nur ein geringer Teil der klein und mittelst ndischen Unternehmen besitzen Roboter Hier ist eine Marktl cke f r den Robotereinsatz auszumachen da sich Kleinserienfertigungen technisch bestens und gewinnbringend daf r eignen w rden Im Vergleich zu anderen Industriestaaten werden in Deutschland Roboter unterdurchschnittlich verwendet vgl Japan Weiterf hrendes siehe Kap 2 4ff Der derze
61. With this in mind a compact robot welding station known as Learning Environment for Robot Welding German Lernsystem Roboterschwei en was developed It is the result of a cooperative effort between three German companies FESTO Didactic GmbH amp Co Denkendorf Kawasaki Robotics Neuss combined with K Robotix GmbH Bremen and AKON CAD Services Bremen FESTO Didactic and Kawasaki realized the necessity for such a learning environment at the end of 2000 FESTO Didactic created the concept and AKON was awarded the construction contract 1 Zusammenfassung 3 The first version of the learning environment was completed in February 2001 and presented at the Hanover Industrial fair Hannover Messe Industrie in April 2001 as part of a full production line After the fair the welding station was transferred to K Robotix as a stand alone system Small mechanical changes where made by AKON thereafter The main goal of this final thesis was the revision and optimization of the given prototype as a basis for an E Learning environment All components of the system including specific technical aspects are discussed in order to create the basis for future training documentation Similarly the programs for the robot motion sequences and welding processes were renewed in order to create well structured clear and properly documented software that is suitable for use in a formal training program Mechanical changes to the combined gripper welding
62. Zust ndigkeiten und Betreuer Arbeitsthema und zeit mg E gd Meetings 2er Abgleich 4er Meeting hStatusbericht an FH FESTO K R by Statusbesprechung Freitagsmails K Roboter Funktionalit t und Umgebung qy Funktionalit ten programmtechnisch Schnittstelle zum Schwei ger t Kawasaki kontaktieren i des Controllers e learning 1 05 4ebung RProg Ausz ge Funktionalit ten Sensoren elektrisch 1 pneumatisch Greifer amp Schwei erwerkzeug Beschreibung Funktionalit ten Q Teachbox Teachbox tenblatt von Roboter erstellen 2 Analyse der Schwei zelle 2 Rohlingskomponenten Komponenten in husreich St ckz Besorgen gy Beschreibung Komponenten Funktionalit t Ablaufsteuerung des Schwei vorgangs Wichtige Eckdaten Schwei zelle Schwei parameter Versuche Grundfunktionen Schwei en A Grund Qualit tsparameter Schwei Qy Zusatzfunktionen Qualit tsschwei e Ae E learning Programm Pl ne Grafiken Funktionspl ne Flu diagramme Programme Schwei funktionen Alleinstellungsmerkmale am Markt Didaktische Grund berlegungen D kasitetstekter grob estiegen Inhaltsverzeichnis Glossar Quellenangaben e i zusammenschreiben Dh aE Graken fertigsteten m SR a a HProgrammabl ufe dokumentieren detailliert og festlegen 2
63. bergabergabeparameter bekannt sind Offset bei 170mm bereits mehrere mm Roboter scheint nicht 100 Ausgerichtet wieder einmal verschoben zu sein Gespr ch mit Kawasaki Neuss Herr Schweer lokale Variablen bergabeparameter Ext Komunikation Einrichten von TCP wenn es nach 2 Tagen nichts bringt ist ggf das Zeroring nicht ok 2mm ist dann schon Kapitel 6 amp Anhang aus Cosimir und Kawasaki Beschreibungen Einkauf 4 Abschaltdose angeschlossen Sensorkabel pnp sensor relais druckminderer ventilisel Isolation von Brennerhalterung nicht gegeben gt Buchse muss direkt an D se Schweikarte von Kawa Neuss abgeholt Fahrt nach Morgentaler Brennerhalterung bei BiBa MORGENTHALER Schwei ausbildung von Herrn Sch chlin AS Weld Commands 2 Tag bei Morgenthaler Kauf von Stromd se Gasd se und Sichtschutzhaube Pick amp place Problem endlich behoben Peter Gerken Palletten auf 1 100 ausgerichtet Pick and Place Schwei test bisher ohne gute Einstellungen Draht l uft 2sec nach gt alles aus ansinitialisiern Kapitel 6 Korrektur bearbeitet PTP Linear Bewegung noch unklar definiert berblick versch l affen Unterlagen sortieren und verschieden Versionen beseitigen LED an Abschaltdose angeschlossen Who is Who in Automatisierungstechnik Daniels FESTO US Besuch in D besprochen Bahn Wiederholgenauigkeit Unterlagen sortieren steuern Kapitel 6 weiter Anhang zu 6 Kaptiel 5 u a aus DVS Peters erstellt
64. ens erweitert Der Roboter bernimmt die Steuerung jeglicher Aktionen und kann auf alle Signale der Aktoren und Sensoren ber seine Ein Ausgange zugreifen Die elektrischen Signale werden dabei meist durch eine zentral angebrachte FESTO Ventil insel Abb 6 in pneumatische Signale umgewandelt Abb 6 FESTO Ventilinsel FEsTO2 Detaillierte Angaben zum Roboter finden sich in Kapitel 4 die zugeh rigen technische Spezifikationen im entsprechenden Anhang 13 3 4 1 3 Lernsystem Roboterschwei en 17 3 4 2 Greifersystem Abb 7 AKON Greifersystem Das Greifersystem Abb 7 ist an der u eren Spitze 6 Achse des Roboters angeflanscht und besteht konstruktiv aus einer Kollisionsabschaltdose 1 die zwischen Greifersystem und 6 Achse liegt aus dem Greifer 2 selbst dem Schwei brenner 3 und einem Winkel 4 der beide gegeneinander rechtwinklig versetzt und den Brenner in einer 45 Position zum Schwei gut h lt Das Greifersystem nimmt damit sowohl die Handlingsaufgaben als auch die Schwei aufgaben war Abb 8 FESTO Greifer Abb 9 Binzel Schwei brenner Querschnitt Dins02 Der Greifer Abb 8 ist ein Dreifinger Pneumatikgreifer der Firma FESTO Er wird ber zwei Luftschl uche A mit der zentralen FESTO Ventilinsel verbunden und kann so vom Roboter direkt angesteuert werden ber zwei Magnetsensoren B FESTO Reed Kontakte werden die Zust nde Greifer AUF bzw Greifer ZU elektrisch an
65. erzeugen Dies ist f r die Mechanik des Roboters schonend und der h ufige Gebrauch von hold somit vertretbar Eine Einbindung das E Learning System ist insofern als lohnenswert zu betrachten als dass damit dem Bediener die M glichkeit er ffnet wird Bewegungsabl ufe in Teilschritten zu vollziehen und den Prozess an beliebiger Stelle anzuhalten Die Einbindung dieser Befehle ist softwareseitig einfach zu realisieren und bereits erprobt worden Die Einbindung der Robotersimulationssoftware COSIMIR in das E Learning System und die bertragung von simulierten Bewegungsprogrammen auf den realen Roboter muss weiter optimiert werden An erster Stelle st nde dabei die Erstellung eines entsprechenden Compilers womit die Kawasaki Programmiersprache AS in COSIMIR aufgenommen werden k nnte vgl Kapitel 7 2 1 In Kapitel 7 5 4 wurden die in dieser Arbeit neu geschaffene Bedienerplattform beschrieben und berlegungen zum Online Austausch von Roboter Anwender programmen angestellt Die weittestgehende Konzeption eines solchen Austausches im Lernsystem Roboterschwei zelle besteht konsequenter Weise darin den gesamten Befehls vorrat der Kawasaki Konsolenanwendung KC Win freizugeben und eine beliebige auch falsche Reihenfolge der anzufahrenden Teachpunkte zuzulassen Die damit verbundenen Risiken sowie die Risiken die das Internet systembedingt wie weiter 8 Ausblicke 73 oben beschrieben vgl 7 4 in sich tr g
66. ndung des Schwei prozesses wird erleichtert unruhiger instabiler Schutzgaslichtbogen sehr z hfl ssige Stahlschmelze f hrt zu schlechtem Nahtbild Kohlenstoff aktives Gas MAG dioxyd Lichtbogenstabilisierung durch extreme W rmefreisetzung sicherer Einbrand h here Schwei geschw mit steigendem Gehalt entsteht h here Spritzerbildung Ar Mischgas aus 18 CO Rest Argon ist ein technischer Kompromiss Gemisch zwischen den Vorteilen und Nachteil der 0 Gase und daher auch im Lernsystem Roboterschwei en verwendet worden 5 4 7 Einfluss der Schwei brennerstellung Die Brennerstellung ver ndert sowohl die Einbrandtiefe als auch die Nahtbreite Die Wahl der Brennerstellung ist u a abh ngig von der Schwei position der Fugenform und der Materialdicke Durch stechendes Schwei en Schwei draht sticht mit etwa 45 in Bewe gungsrichtung in die Naht wird die Naht flacher und breiter Dagegen wird sie beim schlep penden Schwei en Schwei draht wird mit etwa 45 in Bewegungs Gegenrichtung aus gerichtet durch den entstehenden Schmelzbad und W rmestau tiefer mit teilweise starker berh hung SLV 01 stechendes Schwei en liefert flachere und breitere Naht 5 Grundlagen des Schwei ens 5 5 Kontrolle der Schwei naht Folgende Kontrollverfahren haben sich in der Praxis bew hrt 1 Zerst rungsfreie Werkstoffpr fung ZfP Ultraschallpr fung R ntgen Ob
67. rde der Kunststoffzylinder durch das Metallzylindergeh use ersetzt werden 3 Lernsystem Roboterschwei en 13 1 u Abb 2 MPS Kunststoffzylinder FEST02 Abb 3 Metallzylindergeh use AKONO2 Das FESTO Lernsystem Roboterschwei en ist auf einer Grundplatte FESTO Profilplatte der Gr e 700mm x 1100mm aufgebaut Bauh he 2250mm Gewicht etwa 200kg Auf dieser recht kleinen Fl che sind im Wesentlichen ein Roboter und einige Handhabungs systeme angebracht Das System stellt eine kompakte und komplett einsatzbereite Schwei roboterzelle dar welche u a die in Abb 3 abgebildeten Rohlingskomponenten Basisplatte A Mittelgeh use Bajonettverschluss C zu dem og Metallzylindergehause zusam menf gt Der F geprozess beinhaltet sowohl Punkt als auch Bahnschwei en mit dem derzeitigen Metall Inert Gas Verfahren MAG Andere Schwei verfahren und Schwei quellen sind in Zukunft geplant siehe Kap 8 Das Punktschwei en wird zum Heften der Rohlingskomponenten verwendet um sicher zustellen dass bei dem darauf folgenden Bahnschwei vorgang kein Verrutschen der Kom ponenten gegen einander stattfinden kann Kapitel 6 geht auf diese Thematik genauer ein 3 2 Alleinstellungsmerkmale am Markt Eine Internetrecherche hierzu ergab Eine derart kompakte Zelle wird andernorts derzeit im Internet nicht beschrieben Einziger interessanterer Fund unter dem Suchbegriff Schwei zelle kompakt ist das
68. tzlichen Hilfspunktes P2 der zwischen P1 und P3 liegt erreicht werden IRF 00 13 4 3 5a Wiederholgenauigkeit Die Wiederholgenauigkeit bezeichnet wie genau ein Roboter eine mittels Lernverfahren eingegebene Position Teachpunkt wieder erreicht Je nach Gr e des Arbeitsraumes liegt diese bei einem Bruchteil eines Millimeters Die Wiederholgenauigkeit spielt immer dann eine Rolle wenn mit einem Roboterprogramm immer wieder dieselbe Position angefahren werden muss z B um ein Teil abzulegen IRF 00 Laut Kawasaki liegt diese beim Roboter 503 bei 0 05mm 13 4 3 5b Absolute Positioniergenauigkeit Die Absolute Positioniergenauigkeit beschreibt wie genau ein Greifer der ber R ckw rts kinematik Bestimmung der Gelenkwinkel als Funktion der Lage des Endeffektors gesteuert wird eine programmierte Position erreicht Die Positioniergenauigkeit spielt immer dann eine Rolle wenn eine Position angefahren wird die vorher nicht eingelernt wurde z B eine aus CAD Daten berechnete Position IRF 00 Laut Kawasaki liegt diese beim Roboter FS03 0 05mm 13 Anhang 13 4 3 5c Einfluss der Roboterausrichtungsgenauigkeit P1 r 170 Abb 61 Roboterausrichtungsgenauigkeit Versuch 1 Abb 61 linke Skizze Roboterposition um verdreht ideal 0 Roboter 100 parallel auf Grundplatte ausjustiert Verdrehung am Roboter P1 wird angefahren und geteacht Ausgehend von 001 88 0 mm P1 w
69. use B und Bajonettverschluss C Abb 3 m ssen den Paletten vorab manuell zugef gt werden Dabei erwartet der Roboter jeweils die Rohlinge der Basisplatten und Mittelgeh use bereits vormontiert auf der ersten linken und die der Bajonettverschl sse auf der zweiten rechten Position einer jeden Palette Jeder Palettentr ger wurde im Zuge der Diplomarbeit mit einem Sensor versehen welcher meldet ob eine Palette vorhanden ist oder nicht Die Signale palette1ok palette2ok und palette3ok werden im Programmablauf abgefragt Die maximale Reichweite des Roboterarmes reicht aus um Paletten auch von einem optional anbindbaren F rdersystem zu bernehmen Dies erm glicht die Einbindung des Lernsystems in eine Gesamtanlage Die Abma e der Paletten und Positionen finden sich in Anhang 13 3 4 6 3 Lernsystem Roboterschwei en 23 3 47 Drehgreifer Abb 17 Drehgreifer mit Greifer Abb 18 Drehgreifer Der FESTO Drehgreifer Abb 17 18 wird zum Wenden bzw Zwischenlagern der Bauteile benutzt Er ist mit seiner Basis fest mit der Grundplatte der Schwei zelle verbunden Er verf gt ber einzeln ansteuerbare pneumatische Aktoren f r die Klemm und Dreh bewegung welche ebenfalls an der Ventilinsel angeschlossen sind Die vier induktiven Endlagensensoren Drehzylinder ist links Drehzylinder ist rechts Greifer Drehzylinder ist auf und Greifer Drehzylinder ist zu sind in dem Schaltschrank verdrahtet und wirk
70. z ww A 6 lt 06 7 007 5 00070 7 A x asddra d lt 113 CS yoeeq lt ps lt 13 Anhang LLI LYE 0707027 A x 25 UDeo lt 117 952 6007666 wut A Is lt 000 0 000 0 wu A wu x 403 lt Teu ts lt Teubts 13 Anhang 114 13 4a Geschichte des Roboters Der Roboter ist der Inbegriff der Automatisierung Der Begriff Roboter selbst tauchte zum ersten Mal 1917 in einer Kurzgeschichte von Karel Capek mit dem Titel Opilec auf und erfuhr 1920 durch dessen ber hmtes Theaterst ck Rossum s Universalroboter gro e Publizit t Das Wort robota stammt aus dem Tschechischen und bedeutet Plackerei oder Zwangsarbeit Die Geburtsstunde echter Roboter datiert auf das Jahr 1954 zur ck als ein Patent mit dem Titel programmierter Artikeltransport von einem amerikanischen Ingenieur namens Joseph Engelberger angemeldet wurde Wie beim Begriff Automatisierung so f hrte auch das Wort Industrieroboter im Laufe der Zeit zu einer Vielzahl unterschiedlicher Begriffsdefinitionen Hier soll die folgende Definition zu Grunde gelegt werden Industrieroboter sind universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen deren Bewegungen hinsichtlic
71. 03395 qneang 1 46 Live TYNOIS Jneang 40 Lvs aqneyo TYNOIS ya panz DE 001 03348 JAOWT 18101 1 TYNOIS 2 LIVAAS zys p 1 TYNOIS BCE JAOWT SAYAY DE 09345 UayeYysssa ade US ON JOAaq OY aye 1 LIYAAS TYNOIS yaio 7915 yaupang 40 0 195915 3WOH SAYMTY 02 001 03345 0970 qeang nz oft 143150 TWNOIS waa 35 02 03398 qeang E oft 1 TYNOIS LIVMAS _ LMS 0 TYNOIS 3WOH eend 02 ANTON 001 03398 JAOWT 45001211 2 ag JAOWT DE 03395 end eend alg 02 0 001 03348 24500121192 waa znd DE 03398
72. 2 2 2 2 2 2 2 H un L 1 Uta AOF ueqeu ut 124 STA usJ1emge ATexHtputTmyosey usysap 1 yoeu us yeF ueqeu 451 nz Tesyoom BEI KKK KK Avada uang 070470 T LAIHS AAOWT uang LIVMS 4 TYUNDIS LIVMS TwNSIS _ Xaaa 5 FAOWI Avada ds 5 uang LIVMS O TUNDIS LIWMS zeddtz6 o TWwNSIS 06 uotatsod uang saoge zur uany 2002 60 0 1
73. Denkendorf siehe Protokoll Unterlagen von Linde Gase ber MIG MAG Schweissen kommen Flansch fertig Organisatorische FESTO Struktur in einzelne Dateien unterteilen Roboter Flansch von BiBa alte Position einrichten f r Demo Do Karras auf DVS Vortrag aufmerksam DVS Pr sentation vor ca 40 K Robotix Mitstreitern Unterlegscheibe von BiBa Greifer TCP einrichten Greifer und Brenner TCP Tests erfolgreiche entpalletierung ist m glich mit JM palette TRANS x y z Telefonat mit Morgentaler Herr Sch chlin Tips zu Bahnschwei en gegeben JT6 nutzen schnellgenug verfahren Blocksprache verwenden Schwei parameter wurden kurz genannt 60cm min 90A 5V Erreichbarkeitsuntersuchung Verschiebung der Komponente auf der Grundplatte Ergebniss da das Bahnschwi en m glichst ber die JT6 Achse gesteuert werden sollte Geschwindigkeit muss der Roboterflansch Parallel zur Grundplatte gehalten werden Roboter und Drehwender wurden leicht Word Grobstruktur mit Inhaltsangabe Cosimir Educational Online Hilfe durchgearbeitet amp zitiert Roboter Flansch war nicht wie in Zeichnung abgebildet sondern 3mm kleiner manuelle Messung der Abst nde und ebenfalls Auslesen aus der Zeichnung und berechnen der Verschiebungsvektoren f r Greifer Eingrenzung Robotergrundlagen sind Vorraussetzung max erw hnen Ausdruck von ARC Weld AS Bewehlen Document 90203 1032 folgende AS Befehle testen Pick amp place Problem das noch keine
74. SIGNAL Opencover SIGNAL OpenPusher SIGNAL Tense SIGNAL OpenTG SIGNAL 5 SIGNAL StartCleaner 462 0 158 0 41 9 30 0180 RAN 4620 920 426 0 0 180RA AN 4520 158 0 520 300 1808 TGPositiont AL Gestoppt 4205 00 45 08 Copyright 1992 2000 EFR IRF GERMANY Abb 37 COSIMIR Robotersimulation COSIMIR bieten die komplette Funktionalit t der in der Robotersteuerung zur Verf gung stehenden M glichkeiten Es wird daher nicht nur Roboterbewegungen sondern ebenfalls die komplette Steuerung aller externen Aktoren z B Drehgreifer vorgenommen die Zust nde externer Sensoren z B Greifer ist AUF k nnen ebenfalls in Programmen abgefragte werden Im Idealfall wird die Programmierung in der roboterspezifischen Programmiersprache vorgenommen Damit w re eine direkte bertragung der simulierten Bewegungsabl ufe auf die reale Robotersteuerung m glich Gr nde daf r dass hier zum Zeitpunkt der Fertigstellung dieser Diplomarbeit kein Idealfall vorlag werden im Folgenden genannt 7 E Learning System 60 7 2 1 Compiler und Programmiersprachenunterschiede Um die von der Robotersteuerung verwendete Programmiersprache hier Kawasaki AS verwende zu k nnen muss diese in COSIMIR integriert sein Dies wird mittels eines Compilers realisiert Der Compiler bersetzt die in Textform angegebenen AS Roboter befehle in eine COSIMIR lesbare Form IRDATA um letztendlich die Simulation anzeigen zu k nn
75. SPRACHE von Kawasaki zu entnehmen Weiter Hilfe durch Eingabe von HELP befehlsname Die Kawasaki Nomenklatur erlaubt eine maximale Wortl nge von 15 Buchstaben bei Variablen und Programmnamen wobei keine Zahlen zu Anfang und nur wenige Sonder zeichen gestattet sind Zeichen die einem selten auch folgen sind Kommentare und werden von der Steuerung ignoriert STANDARD symbolisiert Programmcode Befehle kursiv Variabelennamen in Programmcode Durch Kommata getrennte Parameter sind meist optional Programmdefinition und Aufruf Definition eines Programms einer Subroutine PROGRAM programmname bergabeparameterl bergabeparameter2 END Dabei ist den optionalen bergabeparametern ein Punkt voranzustellen CALL programmname 98 text Aufruf von programmname mit Parametern Definition von Variablen POINT above_w_weld PPOINT aJT1 aJT2 aJT3 aJT4 aJT5 aJT6 Pr zisionspunkten ist stets ein voranzustellen POINT tcp_weld TRANS x Z Transformationspunkt Variablen sind stets globale Variablen und werden durch erstmaligen Aufruf definiert zahl_a 222 text_b hallo world Werkzeug wechseln g ltig bis n chster TOOL Befehl verwendet wird TOOL tcp_gripper Wechsel zu TCP des Greifers TOOL tcp_weld Wechsel zu TCP der Schwei brenners Bewegungsbefehle JMOVE a Joint optimierte Bewegung zu einem Pr zisionspunkt LMOVE
76. als Schwei tisch verschraubt Abb 13 14 wobei beide Teile elektrisch voneinander isoliert sind Der Schwei tisch ist elektrisch direkt mit dem Nullpotential der Stromquelle verbunden Es muss durch Isolierung der stromf hrenden Teile des Brenners sicher vermieden werden dass Fehlerstr me beim Schwei en indirekt ber Aktoren und Sensoren oder direkt ber Schrauben oder Stifte flie en k nnen da sonst eine sofortige Zerst rung der empfindlichen Steuerelektroniken zu erwarten w re Der Schwei tisch ist mit einem zylindrischen Kupfersockel Abb 14 Mitte ausgestattet wel cher als Aufnahme f r den zu schwei enden Rohling und gleichzeitig als Mittelpunkt f r die seitlich andr ckende Zentriereinheit und die Fixiereinrichtung Klemmwirkung von oben dient Die Fixiereinheit befand sich urspr nglich auf einem Sockel der im Rahmen dieser Diplomarbeit beseitigt wurde um mehr Freiraum bei Schwei bewegungen zu gewinnen und eine 360 Bahnschwei naht zu erm glichen Beide Einheiten werden getrennt ber die Ventilinsel vom Roboter mittels Druckluft angesteuert und senden Zustandssignale ge ffnet bzw geschlossen zur ck 3 Lernsystem Roboterschwei en 22 3 4 6 Paletten Abb 16 Paletten Seitenansicht Es stehen insgesamt drei gleiche Paletten auf drei Palettentr gern mit je vier Bauteil aufnahmen Abb 15 16 zur Aufnahme des Schwei gutes zur Verf gung Die drei Rohlings komponenten Basisplatte A Mittelgeh
77. des Programms Schritt f r Schritt Automatik automatischer Ablauf des vollst ndigen Programms Stand By warten auf Benutzerinteraktion Moderne Robotersteuerungen zeichnen sich dadurch aus dass sie ber eine Vielzahl von Schnittstellen verf gen die vom Roboterprogramm aus angesprochen werden k nnen Im allgemeinen werden von jeder Steuerung digitale und analoge unterst tzt Interkonnektivit t die dar ber hinausgeht basiert vorwiegend auf zus tzlicher Hardware in Form von Steckkarten und Steuerungssoftware die zus tzlich erworben werden m ssen IRF 00 13 Anhang 117 13 4 1b Technische Daten der Robotersteuerung Bezeichnung Steuerungssystem Antriebe Anzahl der Achsen Bewegungen Speicher Speicherkapazitat Editierung Software Schnittstellen Nutzbare Signale C70 32 Bit RISC Hauptprozessorkontrolleinheit CPU 32 Bit RISC CPU f r Multifunktionsbedienung 32 Bit RISC Servo CPU je einer fur 3 Achsen Softwaregesteuertes AC Servoantriebssystem unter Verwendung von Pulsbreitenmodulation 6 Standardachsen eine weitere ist optional Teach mode Joint Gelenk Lernmodus Base Basis Tool Werkzeug Repeat mode Joint move Gelenkbewegung Wiederholungs Linear move Linearbewegung modus Circular move Kreisbewegung CMOS RAM Standard 1024 KB ca 9000 Schritte Optional 4096 KB ca 36000 Schritte Schrittweises Einfugen und Loschen sowie Kopieren
78. einstellbar 2x Ausg nge Fixierung AUF ZU FESTO N herungsschalter SIEN M5B PS S L 150371 FESTO2 Betriebsspannung 10 30 24V Spannungsfall maximal 2 V Schutzart IP67 Gewinde M5 Sensor M 8x1 Steckverbindung 13 Anhang 89 13 3 4 6 Relativbewegungen an der Palette Abstand zweier Paletten 170 mm Abstand Aufnahmen 1 2 bzw 3 4 114 mm Abstand Aufnahmen 1 3 bzw 2 4 66 mm Tool Greifer Ausma e festlegen siehe Programm init gt POINT tcp_gripper TRANS 0 154 74 9 90 90 90 Tool Greifer TCP w hlen gt TOOL tcp_gripper Punkt teach_g_pallet teachen gt HERE teach_g_pallet X mm Y mm Z mm O deg Aldeg Tl deg 73 400 220 177 179 85 ungef hre Angaben Bewegung in Werkzeug Koordinatensystem gt DO teach_g_pallet TRANS ax ay az Yrx ry rz gt DO jm teach_g_pallet TRANS ax ay az Bewegung in Basis Koordinatensystem gt DO 1 SHIFT teach_g_pallet BY ax ay az gt DO jm SHIFT teach_g_pallet BY ax ay az Abb 43 Rohlings Palette bema t AKONO2 3x Sensoren FESTO N herungsschalter SIES V3B PS S L 150491 FESTO2 Betriebsspannung 10 30 24 V PNP Schlie er Spannungsfall maximal 3 2 V Leerlaufstrom maximal 9 mA 13 Anhang 90 13 3 4 7 Technische Daten Drehgreifer FESTO Parallelgreifer HGP 16 A B 197545 FESTO2 Funktionsweise doppeltwirkend Antrieb 2 Zylinder parallel Betriebsdruck
79. einzelnen Puzzleteilen zusammensetzen Das fertig aufgebaute Struktogramm hat die identische Funktion der zuvor beschriebenen Version Der Unterschied besteht jedoch darin dass der Anwender sich vorab anhand einer Aufgabenstellung Gedanken zu der richtigen Reihenfolge 7 E Learning System 64 machen muss damit er das Struktogramm korrekt zusammensetzen kann Als Hilfsmittel stehen ein TIP Knopf zur Verf gung welcher dem Anwender ein Puzzleteil automatisch an den richtigen Ort bewegt Die Erweiterung dieser Oberfl che mit neuen Aufgaben k nnte durch eine einzige neue Grafik fertiges Struktogramm und wenige Erg nzungen in der Internet Datei realisiert werden Die Oberfl che ist vorbereitet f r beliebig viele unterschied liche Struktogramme und somit f r beliebig viele Aufgaben 7 5 3 Das Programm KC Win alles ist m glich Kawasaki stellt dem Roboter Programmierer eine Konsolenanwendung mit dem Namen KC Win zur Verf gung ber dieses Paket k nnen u a Programme editiert und gestartet Roboter Parameter ge ndert und jederzeit Statusinformationen abgefragt werden Die serielle Anbindung erfolgt an einen handels blichen PC Wird dieses Programm komplett f r das Internet fernsteuerbar freigeschaltet Realisierung siehe Anhang 13 7 5 3 so stehen dem Benutzer mit einem Schlag alle Befehle der Robotersteuerung zur Verf gung In diesem Befehlspool sind jedoch auch gef hrliche Befehle enthalten Beispielsweise k nnte eine ko
80. f r die am Empf nger ankommende richtige Reihenfolge der Pakete Sie werden daher durchnummeriert Es ist weiterhin nicht auszuschlie en dass Pakete gar verloren gehen Aus diesem Grund ist eine Kommunikation per Internet grunds tzlich kritisch besonders jedoch zeitkritisch 7 4 3 berwachung von Kommunikationsabbr chen Der Fall eines Internet technischen oder anwenderprovozierten Kommunikationsabbruches der bei agierendem Roboter besonders kritisch w re k nnte abgefangen werden Hierzu w re ein in der failsafe Technik bekannter Watchdog hard softwaretechnisch zu realisieren 7 E Learning System 62 Er muss in unserem Fall sinnvoller Weise auf der Roboterseite realisiert werden Er hat die Aufgabe den Pulsschlag des Prozesses st ndig zu berpr fen setzt dieser aus wird nach definierter Zeit der Prozess in einen vordefinierten sicheren Zustand 2 NOTAUS zwangsverfahren Im vorliegenden Fall muss durch ihn die Internetverbindung bidirektional auf Funktion berpr ft werden 7 4 4 NOTAUS Funktion Es ist zu fragen ob es Sinn macht einen NOTAUS Knopf als Funktion f r die Roboterzelle auf der Internetseite zu implementieren ist doch die Totzeit zwischen Erkennen des Fehlers ber die Internet Kamera Webcam dem Dr cken des Online Schalters und der tats ch lichen Ausl sung an der Robotersteuerung im Prinzip unkalkulierbar Hinzu kommt die recht langsame Kommunikation auf der seriellen Schnittstelle der R
81. gemacht werden sollte und k nnte Im Folgenden werden daher berlegungen angestellt wie dieses mit Einschr nkungen realisiert werden k nnte 7 5 2 vorgegebener Routinen Die L sung welche bereits vor der Diplomarbeit durch die Firma Bendit realisiert war um Programmabl ufe via Internet online zu ver ndern ist ein gutes Beispiel f r eine sichere Anwendung vgl Anhang 13 7 5 2 Der Anwender kann ber das Internet einige bereits auf der Robotersteuerung fest programmierte Routinen starten Die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters sowie alle Funktionen und deren Reihenfolge sind dabei in Form eines Struktogrammes fest vorgegeben Beim Anklicken eines Struktogramm Punktes werden Kawasaki AS Befehle an die Robotersteuerung gesendet und damit ein einzeiliges AS Programm erstellt z B CALL s_pallet_pick 2 Wird dieses gestartet so zeigt das Roboter Bedienerpanel ein www als aktuell ausgef hrtes Programm an und f hrt die angegebene SubRoutine aus Bei dieser sehr geringe Freiheitsgrade lassenden Realisierung ist es dem Bediener nicht m glich Fehlbedienungen herbeizuf hren Die Bedienung ist jedoch auch sehr begrenzt Eine Erweiterung bzw nderung der Software ist einzig dem Programmierer des Roboters vorbehalten und kann nicht fern get tigt werden Im Rahmen der Diplomarbeit wurde eine neue Oberfl che entworfen Abbildung siehe Anhang 13 7 5 2 unten Hier muss der Internetbediener das Struktogramm aus
82. glichen Funktionen der Blocksprache Nach beendetem Anfahren des Teachpunktes muss ausgew hlt werden wie dieser im Programmablauf angefahren werden soll linear gelenkoptimiert kreisinterpoliert Ebenfalls sind die Geschwindigkeit und Beschleunigung einstellbar Zus tzlich k nnen die Zust nde aller Ausg nge der Robotersteuerung gesetzt werden Beim Schwei en muss au erdem noch eine entsprechende Schwei kondition ausgew hlt werden Nach abgeschlossener Parametrierung wird mittels RECORD Taste der Bewegungsschritt abgespeichert und die Programmierung des n chsten Schrittes eingeleitet Die Schritte der Blocksprachenprogramme k nnen gleicherma en per Teach Panel grafisch oder KC Win textbasiert modifiziert werden 724454 4 ji Abb 62 Multifunktionspanel Blocksprache 13 Anhang 133 13 4 4a Schwei Konditionen AUX 28 Die folgende Abbildung zeigt die Sonderfunktion AUX 28 welche die Daten f r eine Bahnschwei Kondition engl Arc Welding Condition aufnimmt und nur bei Roboter steuerungen mit Schwei interfacekarte zu finden ist Sie gibt dem Anwender die M glichkeit ber das Multifunktionspanel Werte f r die Schwei geschwindigkeit Stromst rke und Draht vorschubgeschwindigkeit vgl Anhang 13 4 4b anzugeben Weiterhin k nnen Amplitude und Frequenz f r Schwenkbewegungen gespeichert werden Angaben zur Kraterf llung engl Crater Time Current Voltage werden hie
83. kartesisch berechnet so dass eine R cktransformation erforderlich ist sensorgef hrte Bewegungen werden im allgemeinen kartesisch koordiniert d h die Sensorwerte werden in kartesische Koordinaten umgerechnet Damit kann die Position oder die Geschwindigkeit des im Raum beeinflusst werden Wegen der Notwendigkeit der R cktransformation im kartesischen Takt ist die Linear bewegung rechenintensiver als PTP Bewegungen Die Bestimmung der Achsstellungen des Roboters zum Einnehmen einer vorgegebenen Lage des TCP im Raum wird als R ckw rtstransformation oder inverses kinematisches Problem bezeichnet Dieses Problem ist nicht allgemein sondern nur roboterspezifisch l sbar F r die meisten Industrieroboter existiert eine geschlossene analytische Form der L sung so dass die Echtzeitf higkeit des Systems garantiert ist Bei den meisten Verfahren muss besonders auf Mehrdeutigkeiten der L sung geachtet werden denn viele Positionen im Raum k nnen mit mehreren verschiedenen S tzen von 13 Anhang 125 Achswinkeln angefahren werden Die richtige Wahl der Roboterkonfiguration ist dabei nicht immer einfach Der entscheidende Parameter neben dem Zielpunkt ist bei der Linearinterpolation die Bahngeschwindigkeit M ssen Zwischenpunkte auf einer zusammengesetzten Bahn nicht exakt angefahren werden so kann man die Zwischenpunkte berschleifen was zu einer glatteren Bewegung f hrt IRF 00 13 4 3 3 2 Das
84. sowohl an Facharbeiter und Techniker mit einer Ausbildung in der Metallverarbeitung sowie Grundkenntnissen in der Schwei technik als auch an die Ingenieurausbildung an Fachhochschulen Das Lernsystem soll den Umgang mit dem Roboter sowie die Kombination Schwei en Roboter vermitteln In Form von Beispielaufgaben Fragen Musterl sungen und begleitenden Texten soll das Wissen schrittweise aufgebaut werden Besonderer Wert wird auf das Lernen am praktischen System gelegt wodurch ein direkter Praxisbezug erreicht wird Zu den besonders anspruchvollen Anwendungen von Robotern geh rt das Schwei en und Schneiden Hier muss die Erfahrung und der Umgang mit der Schwei oder Schneid technologie bestm glich integriert werden Damit dieses sichergesellt wird ist die Ausbildung und Qualifizierung des Fachpersonals im Umgang mit der Roboter und Schwei technologie von gro er wirtschaftlicher Bedeutung 2 Einleitung 10 2 5 SchweiGroboter in der Industrie In der Industrie findet sich laut KROB02 folgende Situation Seit mehr als 30 Jahren gibt es Roboter f r die Industrie in Deutschland Etabliert haben sie sich in der Automobilindustrie und sind dort unverzichtbare Helfer bei der Herstellung von Fahrzeugen Seit 20 Jahren werden Roboter auch in Klein und Mittel betrieben eingesetzt Inzwischen arbeiten ber 100 000 Roboter in Deutschland Im Vergleich in Japan ber 400 000 in den USA ber 110 000 insgesam
85. zwangsweise aus zwei Halbkreisen gebildet werden Dazu sind vier Punkte zu verwendet welche jeweils mit gleichem Abstand zum Kreismittelpunkt und je mit 45 Winkel zur Bezugsebene angegeben werden m ssen vgl Abb 36 links Ein weiteres Problem besteht darin dass die Fixiereinrichtung Klemmwirkung von oben am Schwei tisch vgl Kap 3 4 5 Abb 13 14 die freie Bewegung des Schwei brenners bei einer Drehung um 360 behindert Es ist ein Kreissegment von maximal 270 durchfahrbar Dies ist ein praktisches Beispiel f r die Realit tsn he des Lernsystems Roboterschwei en da auch in der Industrie st ndig Haltevorrichtungen die Bewegungsfreiheiten beschr nken Abhilfe kann hier geschaffen werden indem nach erfolgreichem Punktschwei en Heften die Fixiereinrichtung ge ffnet wird und damit das Bauteil nur noch an der seitlich andr ckenden Zentriereinheit auf dem Schwei tisch gehalten wird Dies ist bei der Gr e des Bauteiles ausreichend Bei einer nderung des Anstellwinkels des Schwei brenners werden mehr als 270 Kreis bahndrehung erreicht bei gleichzeitiger Minderung der Schwei nahtg te Alternativ k nnte das Problem behoben werden indem das zu schwei ende Bauteil selbst bei stillstehendem Schwei brenner um 360 gedreht wird dies w rde den Bewegungs ablauf vereinfachen jedoch die erw hnten realen Probleme vertuschen 6 Der Weg zur Bahnschwei naht 56 6 6 Ver nderbare Parameter an der Roboterst
86. 0 kreisinterpolierte Bahnschwei naht um den Metallzylinder Auch dies stellt ein in der Industrie real vorkommendes Problem dar und sollte ebenfalls baulich nicht ver ndert werden M gliche L sungen wurden in Kapitel 6 5 beschrieben 8 Ausblicke 72 8 4 Ausblicke zum E Learning Auch zum Thema E Learning sollen einige Gedanken und Verbesserungsvorschl ge zum System in Erg nzung zu Kap 7 angebracht werden Dem E Learning System sollte eine kurze Online Hilfestellung hinzugef gt werden Die serielle RS232 Schnittstelle der Robotersteuerung bildet einen Flaschenhals bez glich der bertragungsrate nur 9600 kb s Wie bereits beschrieben gibt es eine optionale Ethernetkarte welche mit 10Mbit s bzw 100Mbit s deutlich mehr Daten bertragen w rde vgl Anhang 13 7 3b Bei einem Anschaffungspreis von ca 520 bei Neukauf eines Roboters ist jedoch zu berlegen ob der Kauf nur f r die E Learning Anbindung empfohlen werden soll da nur sehr wenige Daten ber das Internet bertragen werden Eine Anschaffung w rde sich lohnen wenn das Lernsystem in eine FESTO Gesamtanlage integriert w rde Die Robotersteuerung verf gt ber einen Hold Continue Schalter welcher die Roboterbewegung zeitweise anh lt Die Funktion ist ebenfalls softwarem ig hold continue ansprechbar Der Befehl hold bremst den Roboter schnellstm glich ab ohne die bei einem NOTAUS auftretende Belastung durch abruptes Stoppen zu
87. 01 LIVAAS 3NOLYYd die abo TYNOIS ZUSIP SAVMTY DE 03395 OL ONILYLOY OL KUSS TYNOIS II 2491 LIYAAS yapang ANOLY d 19106 24810 TYNOIS qo LIVAAS SIN3349S JHL LYHL 385 SVN 84 0 WNOIS Quayjaoynd 90044 yapan SAYMATY OZ SAYMTY 001 08398 AVAAY 1 AUG weg nz 2 1 LIVAAS 32319 NYNL die zyap Tee JAOWT D je DE 03398 ONINYNL OLNI Lad JAOWT 81 zya LIV MS TYNOIS A1193409 QILN3IYO 2 1 LIVAS SI 4344149 ONINUNL 39405 yago weg ONINNIdS OL 1994 qo ney UA SI 08 JHL OH WNOIS Quauurdsunnd mgood 0 SO ZZ uueg CU CH uueg 99 13 Anhang SO LO WOA spomTeNisfezsstanyosraqreuropdiq gaang aaa FIFO ZT Wa 3WOH SAYMATY OZ 001 03348 uneang JAOWT af Led 30 09191 TYNOIS
88. 13 4b Technische Daten des Kawasaki 115 13 4 1a Einf hrung in die Robotersteuerung Controllert ne 116 13 4 1b Technische Daten der 117 13 4 2 Multif nktisnsp anel z 2 Hse 118 13 4 3 1a Der Tool Center Point 7 120 13 4 3 1b Einricht ng des 5 seem 121 13 4 3 2a Definition Freiheitsgrad Achsen 122 13 4 3 2b Arbeitsbereich des FSO3N 2 nee Reh 123 13 4 3 3 1 Das Kartesische Verfahren nn 124 13 4 3 3 2 Das PTP Verfahren 125 13 4 3 5 Wiederboloenauigket 126 13 4 3 5b Absolute Positioniergenauigkeit 126 13 4 3 5 Einfluss der 127 13 4 3 6 1a Befehle der AS Programmiersprache 128 13 4 3 6 1b Besondere AS 130 13 4 3 6 1 KC Win AG Beiehle sans 131 13 4 3 6 2 Die 1 een ei in Rn nein 132 13 4 4a Schwei Konditionen AUX 28 133 13 4 4b Leitspannung f r 134 13 5 3 Schwei parameter Zusammenh n
89. 2 Das PTP Verfahren PTP steht f r Point To Point Punkt zu Punkt Im Wesentlichen wird dieses Verfahren verwendet um schnelle Bewegungen durchzuf hren Die Gelenke werden dabei mit unab h ngiger Geschwindigkeit gefahren was nichtlineare Bewegungen verursacht Bei diesem Verfahren muss besonders auf Kollisionsfreiheit achtgegeben werden da die Bahnkurven der einzelnen Gelenke und des TCP Koordinatensystems dem Benutzer nicht unmittelbar ersichtlich sind vgl Anhang 13 4 3 3 2 4 3 3 3 Das kreisinterpolierende Verfahren Der Kawasaki Roboter stellt bestimmte Befehle zur Verf gung anhand derer eine Kreisbahn gefahren werden kann Der Roboter ben tigt f r die Interpolation der Kreisbahn mindestens drei Verfahrpunkte Die Angabe von Kreismittelpunkt und Radius w rden ebenfalls aus reichen um einen Kreis eindeutig zu definieren Kawasaki stellt hierf r jedoch keine Befehle zu Verf gung Weitergehende Informationen zum Thema Kreisinterpolation enthalten Kap 6 4 6 5 Wie auch bei dem kartesischen Verfahren werden die Punkte der Bahn w hrend der Bewegung online berechnet so dass eine R cktransformation in Gelenkwinkel auch bei diesem Verfahren erforderlich ist Die Orientierung des TCP Koordinatensystems geht hier ebenfalls kontinuierlich von der des Anfangspunktes zu der des Endpunktes ber 4 54 Punktvariablen Unterschieden wird bei Kawasaki zwischen sog Pr zisions und Transformationspunkten Beide k nnen mit den Bew
90. 4 13 3 4 1 6 2 2 86 13 3 4 2 Technische Daten Greifer rennen et dee 86 13 3 4 2b Technische Daten 86 13 3 4 2c Technische Daten Kollisionsabschaltd0Sse 87 13 3 4 3a Technische Daten 87 13 3 4 3b Technische Daten 88 13 3 4 4 Technische Daten 88 13 3 4 5 Technische Daten Schwenk Modul 88 13 3 4 6 Relativbewegungen an der 89 13 3 4 7 Technische Daten Dreboreiter 90 13 3 4 8 Technische Daten Verblitzungsschutzverglasung 90 13 3 4 9 Technische Daten Schwei rauchfilterabsauganlage 90 13 3 5 1 Ehemaliger Quellcode 94 13 3 5 2 Funktionsablaufpl ne des neuen 104 13 3 5 25 Neuer 103 13 3 5 2c Neuer Quellcode Abbildungen Teach Punkte 111 13 4a Geschichte des 222 22 sendung nennen nennen 114
91. 4 EN 60 974 1 S Zeichen Tab 4 Schwei stromquelle Datenblatt EWM 00 13 Anhang 88 13 3 4 3b Technische Daten Drahtvorschubger t Technische Daten WELDON DRIVE 4L Versorgungsspannung 42VAC max Schwei strom bei 60 ED 500A Drahtvorschubgeschwindigkeit 0 5m min bis 24m min Standard DV Rollenbest ckung 1 0 1 2mm f r Stahldraht Umgebungstemperatur 10 C bis 40 C Brenneranschlu Euro Zentral Dinse Zentral Antrieb 4 Rollen 37mm Schutzart IP 23 Ma e LxBxH in mm 690 x 300 x 410 Gewicht ohne Zubeh r incl Zwischenschlauchpacket 1 5m ca 20 5kg Gebaut nach Norm EN 60974 IEC 60974 VDE 0544 EN 50199 VDE 0544 Teil 206 S Zeichen CE Tab 5 Drahtvorschubgerat Datenblatt EWM 00 13 3 4 4 Technische Daten Gasd senreinigung Binzel Brenner Reinigungsstation BRS LC Gewicht ca 10 kg Schutzart IP 21 DIN 40 050 Arbeitsdruck 5 8 bar Nenndurchflu 500 l min Nenndrehzahl 300 U min 5 2 Wegeventil 24V 0 4 5 1 Ausgang Induktiver N herungsschalter Schlie er PNP Reinigung unten Betriebsspannung 10 30 4 bei 24 Dauerstrom max 200 mA 13 3 4 5 Technische Daten Schwenk Modul FESTO Schwenk Modul DSM 16 270 P FW 157658 FESTO2 Funktionsweise doppeltwirkend Nennschwenkwinkel 270 Endlagen Schwenkbereich verstellbar Betriebsdruck 1 8 bar 10 bar Produktgewicht 0 45 kg Drehmoment bei 6 bar 2 5 Nm D mpfungsart Dampfungsring intern nicht
92. 709670 01579 prom 6667 6 679 7 9722 77 88728 70 2725 76997 uang 9 16 6 6886 66 646726 11179 7 LLL E 6 55 5 026718 546726 7429 0 186 811 1 61 98 Le LNIOdd 5401 H 066710 966726 76807021 709670 045 79 LNIOdd prom 6 LNIOd 32395 lt 76 266 911 219 221 288 78 70 2724 1G99 PP LNIOdd uang LNIOd 255 676 6 67 lt 6 646726 11179 7 LLL E LNIOdd INIOd ST 23 5291 5 5 TUT WVIDONd 110 13 ANY peuedo peu
93. 72 L URL MEE INTYA 02 1914915 7772 SI 428 OH qo neu N33498 aqneyo GZ PTET TT 702 SC Suen __1 0 SE PTEZ TE 12202 WNO LD AWA 02 77418 Lad TwNOIS GE P ETTE LTOZ TWNOIS 6 INTA _0Z TWNOIS N33908 12702 TWN KENENTWA _ 02 222 TNO 1708 HEI 02 1 340 SI 4399199 401 Let me 401 330 391 x40 TYNO GZP 0 WN 6 INTIVA 5 5 5 5 SO LO WOA 0 02 8 au 00 weg SE PT EZ ZE LZOZ WNOIS XD INYA _ 02 79918 dO SI YHL DIH me LIWMS mie 1 915 SREL EE LEE TWNOIS L 9 02 19018 TYNOIS ST FZ EZ TZ TWNOIS INYA 02 WNOIS 71792 GZ PZ ZZ LZ OT TWNOIS H 30 9 520 SIA 3572 WU Tv 857 31Nn93Xx39d NAH OL LNYAA LYHM 5124135 YIS 11015
94. As oy eseg X MZQ Z T qzemAump IST qzemAump IST qyoeqsebyne 5 4 20 sop 28 TITI e ze Yung 5893 LAIHS LAIHS LAIHS 5893 LAIHS LAIHS LAIHS LAIHS LAIHS LAIHS LAIHS La HS LAI LAI 0e84 LAIHS pueqsqy 338817 Z 9 pueqsqy oyyuna pueqsqy qyotu 2 qyotu 1 2 4 9419TJUOUIOA 2 INIOA y aetted INIOd 6 21 INIOd INIOd INIOA INIOd INIOd INIOd INIOd INIOd T pl3etted INIOA INIOd 4 2 04 ung EZ und 7 III PFzZe una TITT ze und 2 z ZE
95. C Win mittels dessen alle Roboterbefehle ber das Internet ausgef hrt werden k nnen Ebenfalls ist dar ber das Editieren und ersetzten von Quellcode direkt auf der Robotersteuerung m glich
96. Die berpr fung der Schwei n hte und punkte incl Qualit tskontrolle ist bisher nicht implementiert M gliche Testverfahren wurden in Kap 5 5 genannt Derzeit tritt Schwei funkenflug auch au erhalb der Roboterzelle auf dies kann zur Besch digung des Fu bodenbelages und u U zu Brand f hren Die Verblitzungs schutzverglasung m sste oben und an den Seiten so abdichten dass keine Funken mehr austreten k nnen Es w re von Vorteil auch andere Schwei quellen als die MIG MAG Schwei quelle einzusetzen Ein CO Laser mit Helium oder Argongas oder Diodenlaser b ten sich 8 Ausblicke 71 insofern an als dass deren W rmeeinflusszonen geringer als die beim MIG MAG sind Dies w rde sich positiv auf den verwendeten kleinen Metallzylinder vgl Kapitel 3 1 Abb 3 auswirken Nachteilig ist jedoch das Hinzukommen weiterer Parameter wie z B Gasf hrungswinkel und Laserfokus W hrend der Diplomarbeitszeit wurde deutlich dass pr zise Angaben zu Schwei parametern von keinem Befragten gemacht wurden Vielmehr wurden Erfahrungswerte als Voreinstellwerte verwendet und die Parameter solange variiert bis Schwei versuche das erw nschte Ergebnis zeigten Aussagen wie ein wenig mehr Draht oder das Blech wird nicht gen gen warm wir ben tigen ein bisschen mehr Strom sind von Haus aus unscharf jedoch typisch f r den Einsatz von Fuzzi Logic K nnen Schei parameterbeziehungen offenbar nicht in einem geschlossenen mathema
97. Dieses global r umliche Sehverm gen reicht f r eine genaue Positionierung des Roboters nicht aus der Anwender wird keine genauen Punkte teachen k nnen Die Verwendung von mehreren Webcams scheidet aus praktischen Aspekten aus technischer Aufwand hohes Daten aufkommen etc Teachpunkte m ssen somit von vornherein vorgegeben werden Der letzte im Rahmen dieser Arbeit realisierte Stand der Schwei zelle sieht genau dies vor In der Initialisierungsroutine Programm init siehe Anhang 13 3 5 2b werden alle ben tigten Verfahrpunkte aus den geteachten Punkten berechnet Eine Verwendung dieser Punkte im Programmablauf macht das teachen von Punkten durch den Internetnutzer unn tig Diese Vorgehensweise ist empfehlenswert 7 4 2 _ Zeitverz gerungen durch das WWW Das Einwirken auf einen Prozess wie das Roboterschwei en via Internet ist nicht vergleichbar mit der Bedienung einer fest verdrahteten Steuerung und oder lokal quasi verz gerungsfrei wirkender Programme per Bedienpult und Teachbox Die Netztopologie des Internets beinhaltet als wesentlichen Teil die Versendung von Informationen in kleinen Daten Paketen Eine Botschaft Datei oder Datenstrom wird beim Senden zun chst in solche Daten Pakete zerhackt und beim Empf nger dann wieder zu einer gesamten Botschaft zusammengesetzt Der Weg der einzelnen Pakete im Internet ist dabei nicht vorhersehbar Selbst bei meist gleichen Datenverbindungen und Datenwegen gibt es keinerlei Garantie
98. Ehemaliger Quellcode _ 7 A zune 0 H m modspiem endy 2 neg Zyespong 8 0500 al i nn wa g odspjam JOG neony E pnd 4 ud znd 2 DES EN yoipony ah 2 1qe qe NEO Sy TET 205 elqe jneon 057070 d AWOH Abb 44 Ehemalige Teachpunkte bersicht 92 910 Zaing SAYMTY 02 001 03395 gaiq JAOWT 222 74 TWNOIS TYNSIS ELVML TWNOIS TYNOIS Mv348 gaiq JAOWT SAYMTY 0 03395 910 3WOH jnean 02 001 03395 wneang JAOWT LIYAAS Hao TYNOIS waa Enge JAOWT
99. Fachhochschule Aachen A Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik ou EC ache Diplomarbeit Optimierung einer Roboter Schwei zelle als Basis eines E Learning Systems Markus Bellenberg Matr Nr 160129 Referent Prof Dr A Gebhardt Korreferent Prof Dr U Karras in Zusammenarbeit mit der Firma FESTO Didactic GmbH amp Co Denkendorf Aachen den 23 10 2002 Erkl rung Ich versichere hiermit dass ich die vorliegende Arbeit selbst ndig verfasst und keine anderen als die im Literaturverzeichnis angegebenen Quellen benutzt habe Stellen die w rtlich oder sinngem aus ver ffentlichten oder noch nicht ver ffentlichten Quellen entnommen sind sind als solche kenntlich gemacht Die Zeichnungen oder Abbildungen in dieser Arbeit sind von mir selbst erstellt worden oder mit einem entsprechenden Quellennachweis versehen Diese Arbeit ist in gleicher oder hnlicher Form noch bei keiner anderen Pr fungsbeh rde eingereicht worden Aachen im Oktober 2002 die digitale Version dieses Dokumentes ist auch ohne Unterschrift g ltig Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Zusammenfassung sted an are nenne 1 1 1 Kurzfassung zur Darstellung im 1 1 2 Abstract englische Zusammenfassung
100. Hauptplatine des Robotersteuerung und sollte somit direkt bei Bestellung des Roboters gekauft werden und w rde in Bezug auf Geschwindigkeit eine weitere Verbesserung ergeben www Server liefert u a ROMAN IP controler lt a gt Gen Controller Ree Kawasaki plugin HTML Seiten ggf Userverwalung Schwei Schwei Roboter ger t ROMAN Server Java Schnittstelle Internet Client ben tigt Browser Java JavaScript Abb 66 Direkte Verbindung per Serieller Schnittstelle RS 232 13 Anhang 139 13 7 5 2 E Learning Bedieneroberfl che New Document Microsoft Internet Explorer Bearbeiten Ansicht Favoriten Extras 7 9 12 eden G Adresse Start und Grundstellung Schwei brenner reinigen Unterteil drehen Abb 67 Bendit E Learning System Bedieneroberfl che der Firma Bendit sichere L sung jedoch starr festgelegter Ablaufplan FESTO Lernsystem Roboterschwei len Microsoft Internet Explorer E Datei Bearbeiten Ansicht Favoriten Extras 7 7 G aurick I iz 2 Suchen ep eden E gt Leine S Adresse E T benat preview larring DEMO defaut KU Bauteil aufnehmen s_pallet_pick nr letzte Bewegung neendet schnell ber 2 Palette verfahren Anfahrtpunit w hlen mg knapp oberha
101. Robotics GmbH Neuss 2001 12 Quellenverzeichnis 79 KRoB02 LIND89 L nD99 PCB 02 Sommo2 SLV 01 Peters Rolf K Robotix Dr Ing Heidenreich Ing Buro Heidenreich ROBOTIK LERNSYSTEM f r Schwei technologie K Robotix Bremen 2002 Pomaska Hans Ulrich MAG Schwei en Kein Buch mit sieben Siegeln Linde AG Verlag Manz AG 1 Auflage 1989 Dr Ing Trube Auswahl von Schutzgasen zum Schwei en von Stahlwerkstoffen Linde AG H llriegelskreuth 1999 PC Business E Learning http www pcbusiness online de magazin learning index shtml PC Business 2002 Crash Schutz C80 http www sommer automatic com Sommer Automatic 2002 Metall Schutzgasschwei en Manuskript SLV Fellbach GSI Fellbach 2001 13 Anhang 80 13 Anhang Die Nomenklatur des Kap 13 weist hinter dem Bindestrich auf das jeweilige Kapitel Unterkapitel der vorliegenden Arbeit hin zu dem entsprechende weiterf hrende pr zi sierende Angaben gemacht werden Dadurch ist eine eindeutige Zuordnung zwischen laufendem Text und Anhang sowie ein rasches Auffinden gegeben 13 2 3a Gives fz else 81 13 2 3b Wochen bersicht 2 en el iin 82 13 3 4a prieumatischer 2 a Enia iaaa NE EEan Eea 83 13 3 4 elektrische Schaltplane si en 8
102. S uany LIWMS TYNDIS _ WN ut AONT 123 STq EK 2 ds psusdo LIWMS TYN IS uang LIYMS SYUTT yDeu TYNIIS 070670 LAIHS FAOWT ueqeu au uanq gt sep nz Tesyoom 423 TOOL 0027607 0 15 lt t uang und un S TIYO 5 UT seTteqneg unz Lag 2 2 2 2 2 2
103. System FlexArc Compact der Firma ABB In seiner Metallgeh useausf hrung ist dieses Produkt deutlich massiver 1 5t Gewicht Mit einer Stellfl che von 2 10m x 1 30m und ungef hren Bauh he von 2m ist das ABB Modell ber drei Mal gr er als die FESTO L sung Die Ziel gruppe scheinen mittelst ndige Unternehmen mit Kleinserienfertigung und nicht der Schulungsbereich zu sein Eine E Learning Umgebung sowie Schulungsunterlagen sind nicht ersichtlich Technische Daten laut ABB 07 3 Lernsystem Roboterschwei en 14 3 3 Schnittstellen In den folgenden Abschnitten wird des fteren von Schnittstellen gesprochen Aus tech nischer Sicht stellen Schnittestellen das Verbindungsglied zwischen zwei Komponenten dar Eine Schnittstelle kann sowohl Hardware z B Stecker am Computer als auch Software z B Hauptprogramm Hilfsprogramm verbinden Kompatibilit t ist hier oberstes Gebot Sowohl Hardware Aufbau mechanisch elektrisch pneumatisch als auch in der Ver und Entsorgung miteinander kommunizierender Software muss Passgenauigkeit gew hrleistet sein Diese kann hergestellt werden ber detaillierte Pflichten und Lastenhefte bei der Ent wicklung oder aber es stehen bereits Normen zur Verf gung wie die RS232 Schnittstelle diverse IEC Publicationen oder das ISO OSI Modell der Datenverarbeitung Jede Schnittstelle stellt allerdings auch eine potenzielle Fehlerquelle dar Wird eine Schnitt stelle so speziell eingesetzt dass
104. TT USSSOTTUOS A9JT819 00 0 0 0 0 0 0 SNe I g Y 5 UT 2 2 1 usuysu S eqyung uang 6 uang 6 5 Aq uang 6 yore LAIHS uang 4 LIIHS ne ur TYNDIS TWNSIS _ I LIWML TYNSIS Oo TYNDIS o TYNDIS _ TYNDIS 0 te Ue o TYNOIS O TWNSIS 212 101 0 5 o TYNDIS yo 0801 yo 6101 2 1101 9 pooy STOI _ vIOT peuedo ZIOT peusdo uang 600T peuedo 800I uang f LOOT 3 uang 9001
105. TWA 30 9 5201 5 18 3870 Zog 02 WNOIS 981818 0109 7172 207 12700 WNOIS BR STA 30 9 520 58 38 2 1993035 02 19 9018 ANN 13834 ASP INATA 30 9 02 5 19 38 9 WHINY Waysapuosag 591815 0109 Jauuidsunnd 1192 5097 6026 17702 TWNOIS AWA 71772 2 LO TWNOIS ANTWA 30 W szo 88 38 2 1693035 g weg 02 13915 5 0109 L UA wedaseaja 17172 LEOZ TWNOIS bLIWAAL NTA 30 9 5201 5 9 3570 82122 02 TYNSIS 0109 ANY 71772 17702 TWNOIS MBE SATA 30 9 5201 5 18 3572 Copie 02 TYNOIS Zoe 0109 plamoyauopled 179 EZEZ LEOZ WNOIS L LIYAAL LEI ANTWA 30 9 5201 5118 35Y9 02 5 Logis 0109 auopedo 1772 00 1000 TWNOIS 56 INTIVA 1018570 088 3572 169035 02 5 uonsodawoy 7773 ZZ 12700 TWNOIS CU CH uueg 96 13 Anhang SO LO WOA spomTeNisTezsstaayosraqreuropdiq gaang a A PI JO 9 3094 Hes 0109 AUB LUNA Guefsoagiamyss uauonyunydney fiosdyny 17
106. UOA Tromeg Z T jeTTedpesn lt 2 N 60 80 LO 90 S0 70 Ege 20 LO 00 ana 5 TIYO TIVO 4 uam 5 TIYO 320 sti 5 TIVO 4 TIY s TIYO uo 5 TIYO TIYO 2 uany S TIYO TIYO 2 TIWO uang 5 TIYO 2 TIYO 320 sti TIVO TIYO 4 TIYO 4 TIWO 4 TIYO uo 8 TIWO TIVO S TIVO 5 TIYO prem 6 AAONL TIVO HHH KKK sy aseg 7 Sy eseg 70 HH KKH HHH KK
107. Ventilinsel Aktor neben Rob Klemme KopplerRelas Stecker C Controller Variablen Greifer Zu Greifer Auf Drehzylinder links Drehzylinder rechts Drehzylinder Greifer Zu Drehzylinder Greifer Auf Zentrieren Zu Zentrieren Auf Fixieren Zu Fixieren Auf Haube Zu Haube Auf Reserve Relais Kollisions Abschaltdose ein monostabil Reserve 8 2 Ventil Spr her Ein monostabil Brennerreinigung Motor monostabil Brennerreinigung Hub monostabil Profibus DP Anlage in Betrieb Profibus DP Anlage wartet Stromquelle Start Stromquelle Reserve 1 Stromquelle Reserve 2 Stromquelle Reserve 3 24Y von Extern VIN2 24Y von Extern Reserve Reserve Reserve EasyPort Webinterface Handshake EasyPort Webinterface Bit 00001 EasyPort Webinterface Bit 00010 EasyPort Webinterface Bit 00100 EasyPort Webinterface Bit EasyPort it 10000 Reserve Reserve Resene Reserve Reserve Reserve Resenve COM1 GND OV von Extern COM2 GND OV von Extern AKONSchweissBelegung2 x VO Belegung Schwei zelle v1 kal 2 00 b 02 1 301 bo 02 04 ace bo 05 b OF 24 b 00 Schlie er Offner K2 Schlie er K2 Offner Schlie er ffner Schlie er Offner K5 Schlie er K5 ffner Schlie er Offner K Schlie er K8 Schlie er Schlie er Schlie er 4 1 o_gri
108. WeldContinue LWS pos3 12 Schwei bahn bis Punkt pos3 linear mit Schwei kond 12 LWE pos4 11 Schwei bahn bis Punkt pos4 linear WE WeldEnd Kreis Bahnschwei en Beispiel vergleiche C2MOVE wlset 11 95 90 5 Kondition 11 95 90 Amp 5 20 m min 10V w2set 18 0 0 0 Kraterf llung 18 Osec 0 Amp also ausgeschaltet LWS 1 Halbkreis schwei en Startpunkt linear WS WeldStart C1WC pos2 11 Schwei en mit Kondition 11 bis Punkt pos2 WeldCondinue C2WE pos3 11 18 Schwei en mit Kondition 11 bis Punkt pos3 WeldEnd Schwei ende mit Kraterf llung 18 BREAK Schwei bewegung beenden LMOVE HERE Punkt noch einmal anfahren zur Verfahrsicherheit 13 4 3 6 1 KC Win AS Befehle Im Kawasaki Programm KC Win sind fast alle normalen AS Befehle direkt ausf hrbar Der Befehl help gibt Auskunft ber Befehle und deren Verwendung Dies ist u a abh ngig davon ob der Teach Modus aktiv ist oder nicht Es sind zus tzliche Monitor Befehle zur berwachung und Modifizierung m glich 10 zeigt alle Ein Ausgabesignale Ausgabe kann zw 1 0 und XOxo umgeschaltet werden Gro buchstaben sind feste Werte 2 steht f r PULSE und aktiviert Ausgang 2 f r kurze Zeit Diagnose PRIME test Markiert Programm test als aktuelles Programm KILL Aktuelles Programm demarkieren PCKILL PC Programm demarkieren
109. _ prom AOWD HAONL Aeads o TYNSIS _ LIVML Ae ds T NSIS 001 ds LIWML Oo TYNDIS o TUNDIS _ LIVML TYNIIS TYNDIS Da yore FAOWT _ ___ ds quads 00T _ LIWML O TVNSIS prom do TOOL 2002 60 T0 OLSaa HrequeTTeq TIYO s p sutTynoygns DEE nn KK S 8 22 S ANOdu Avada YOSTISSTOMyaS I q n 7 prom FAOWL DC Liwms usssettyos azeddtz6 TWNDIS _ WN 5 Jne HAOWI 123 SFA Av
110. a Kawasaki Robotics GmbH Neuss erstellt Nach der Messe wurde das System aus der Transferstra e ausgegliedert und in den Ausstellungsraum des Kompetenzzentrums der K Robotix Bremen transportiert Danach wurden kleinere mechanische nderungen an Greiferhalter und Spannwerkzeugen durchgef hrt Zus tzlich erhielt das System eine Schwei rauchabsauganlage Auf der HMI 2002 wurde das E Learning System der Bendit GmbH Bremen auf dem FESTO Stand erstmalig pr sentiert Das Lernsystem Roboterschwei en konnte mit beweglicher Kamera aus Bremen ber das Internet auf eine Leinwand auf dem Messestand projiziert und von dort ferngesteuert werden 2 Einleitung 8 2 3 Vorbereitungen der Diplomarbeit Zu Beginn der Diplomarbeit wurde eine Literatur und Informationsrecherche zur Themenstellung durchgef hrt die Unterlagen quergelesen thematisch geordnet und gefiltert Dies ben tigte bedingt durch die vielen und 2 umfangreichen Dokumente eine nicht unerhebliche Zeit Die nicht gerade geringe Anzahl verschiedener Mitwirkender und Informanten am Lernsystem Roboterschwei en erwies sich als Herausforderung da nur langsam ersichtlich war wer zu welcher Thematik Ansprechpartner war und welche Quelle die ben tigten Informationen bereitstellen w rde Durch den kurzfristigen Umbau des Systems f r die HMI 2002 stimmten Konstruktions zeichnungen und Dokumentation der Anlage teilweise nicht mehr mit der Realit t berein Dies f hrt
111. aa uezetznpez ds 5 peuedo LIYMS o TYNDIS 06 uorytsod 87166 5 7 HAONL Jne LNIOA sep nz Tesyoom 423 TOOL 2002 60 0 1 5 ute und 3104 TIYO Tetdsteq YISTISSTOMYUOS 2 surznoyans BEI HHH HHH HH H _ 20 UING 4 Avaa u q u 7 uang ZAONL OS Liwms o TYN IS
112. ades zu erwarten 6 Der Weg zur Bahnschwei naht 53 6 3 2 6 Versuchsreihe 6 Drahtl nge Ip Vs 90cm min I 90A 10 m min Abb 33 Einschwei versuch 6 Drahtl nge Die L nge des Schwei drahtes vor Schwei beginn hat nur wenig Einfluss wenn sie unterhalb oder gleich dem Kontaktrohrabstand bleibt Abb 33 oben Mitte da der Draht bis zur Ber hrung mit dem Schwei gut zun chst nachgef hrt wird bis der Lichtbogen z ndet 15 gt 0 Ist die L nge jedoch gr er als dieser Abstand so ergeben sich Bilder wie in Abb 33 unten Bahn 1 langes Warten bis Draht einl uft sonst keine negativer Einfluss Bahn 2 15mm unmittelbares gutes Z nden Bahn 3 20mm kaltes Einsto en bereits vor Schwei beginn Drahtreste am Nahtanfang 6 4 Kreisbahnschwei naht Die in den Einschwei versuchen ermittelten Werte der Schwei parameter k nnen direkt auf die Kreisbahnschwei naht bertragen werden und bringen ein befriedigendes Ergebnis Die Kehlnaht Abb 34 verlangt einen Brenneranstellwinkel von 45 so dass die Naht gut in der Kehle platziert werden kann Abb 34 a Ma einer Kehlnaht Dabei ist beim Vergleich zu beachten dass die Nahtgeometrie von Einschwei naht und Kehlnaht sowie die Gr e von Probeblech und Metallzylindergeh use auch bez glich der W rmeverteilung unterschiedlich sind F r eine optimale Kreisbahn Naht m ssten die Parameter also nochmals optimiert werden 6 Der Weg zur B
113. ahnschwei naht 54 Im vorliegenden Fall Abb 35 ist die Naht ein wenig zu kalt vgl Abb 34 rechts Die Schwei naht hat zu viel W rme in das umliegende Material abgegeben und zieht sich dabei zusammen Dies k nnte durch Erh hung des Stromes oder Senken der Schwei geschwindigkeit vs behoben werden Abb 35 Kreisbahnschwei naht Metallzylinder Da die Kehlnaht des verwendeten Metallzylinders eine Kreisbahn beschreibt muss die Robotersteuerung daf r sogen dass bei der Kreisbewegung des Brenners der 45 Anstellwinkel und gleichzeitig die gew nschte Schwei geschwindigkeit eingehalten werden Dies kann nur sichergestellt werden wenn die Bewegung zum berwiegenden Teil aus der letzten Achse JT6 heraus erfolgt siehe Kap 4 3 1 Bei Kawasaki wird eine Kreisbewegung vgl Abb 36 mit speziellen AS Befehlen realisiert Dabei wird mit gro er Wahrscheinlichkeit N heres war nicht zu erfahren ein Spline vermutlich ein interpolierender parametrischer Spline durch Anfangspunkt Zwischen und Endpunkt von der Robotersteuerung errechnet Sind Anfangs Zwischen und Endpunkt jeweils mit gleichem Abstand zum Kreismittelpunkt und je mit 45 Winkel zur Bezugsebene angegeben so bildet sich ein idealer Kreisbogen links im Bild 36 Aus zwei Halbkreisen kann ein Vollkreis problemlos gefahren werden Die Definition eins Kreises durch Mittelpunkt und Radius oder Durchmesser ist bei Kawasaki nicht vorgesehen 6 5 Au
114. alentwicklung sowie ein kalkulierbarer Return of Investment In Zeiten immer k rzerer Produktzyklen und dadurch gewandelter Anforderungen an den Arbeitnehmer erlangt lebenslanges Lernen immer gr ere Bedeutung E Learning stellt durch die Nutzung des Internets eine kosteng nstige und flexibel verf gbare Form der Wissensvermittlung dar Noch ist einiges an Aufkl rungsarbeit zu leisten bevor sich E Learning als neue Lernform etablieren wird KAPEO2 Ebenso mangelt es noch an Standards die allenthalben von allen Seiten dringen eingefordert werden Dabei geht es in erster Linie um die Standardisierung von Schnittstellen und von Oberfl chen ber die Inhalte vermittelt werden PCB 021 Das Konzept des Lernsystems Roboterschwei en ist als vier Phasen Modell gedacht 1 Erarbeiten von Grundlagen von Roboterprogrammierung und Schwei en 2 Festigung des Erlernten durch die Programmierung von Bewegungsabl ufen in der Robotersimulation COSIMIR keine Gefahren bei Fehlprogrammierung 3 weitere Vertiefung des Stoffes durch die Fernsteuerung des realen Roboters ber geeignete Internetseiten Webcam Steuerung Aufgabenstellungen um die Distanz zwischen Simulation und Realit t zu minimieren und schlie lich 4 Hands On Training d h direkt am realen Schwei roboter in Bremen Zun chst wird kurz auf die Softwaresimulation COSIMIR eingegangen nachfolgend werden einige E Learning Konzepte und die Anbindung der r
115. angegeben werden muss Leitspannung vgl Anhang 13 4 4b Der Rahmen beschreibt sinnvolle Werte f r die Drahtvorschubgeschwindigkeit Der Arbeitspunkt liegt etwa bei 10m min Drahtvorschubgeschwindigkeit 13 Anhang 135 13 5 3 Schwei parameter Zusammenh nge der bersicht vorhandenes Material z B St 37 2 vorhandene vorhandene Nahtgeometrie Materialst rke n Lage und Form z B 5mm z B Kehlnaht Wahl der Schwei position Wahl des _______ Schwei verfahren Absch tzung der MIG MAG WIG ben tigten maximalen Abschmelzleistung W rmeeinbringung Wahl des ben tigten gt Drahtdurchmesser Qualit t 0 8 1 1 2 mm Anschlu von Pol bzw Pol an Kontaktrohr Wahl Kontaktrohrabstand typisch 10 12 15 mm ver ndert sich ggf bei Bewegung Wahl des zugeh rigen Wahl der ben tigten Wahl der ben tigten Draht Schutzgases an Lichtbogenspannung vorschubgeschwindig Ar CO Schwei strom z B 90 keit z B 10m min vorhandene vorgegebene Gas e ggf Wurzelbehandlung r ckseitiger Schutz m gliche Schwei verfahren max Strom Spannung vorhandene Schwei stromquelle Drahtvorschubger t resultierender Schwei strom Lichtbogenspannung Schutzgasvor nach str mzeit Regelung W Ge ggf automat
116. ant gehalten Soweit nicht ab weichend angegeben wurden 40x40x3mm Bleche verwendet und die Schutzgasmenge auf konstante 10 I min eingestellt Aussagen zur Einbrandtiefe k nnen nachfolgend nicht gemacht werden da hierzu z B f r alle Versuchsbleche Schliffbilder h tten angefertigt werden m ssen auf die man aus Zeit und Kostengr nden verzichtete In Abb 35 ist exemplarisch ein Schliffbild abgebildet Auch erheben die nachfolgenden Feststellungen zu den Schwei ergebnissen keinen Anspruch auf Fachlichkeit im Sinne einer Beurteilung der Nahtg te 6 Der Weg zur Bahnschwei naht 50 18 82 Ar 331 mm Nahtquerschnitt 263 mm bei Ma stab 1 1 273A Strom gt 284A 35V lt Spannung 30V 9 5 Drahtel 1 2mm 35cm min Abb 27 Schliffbild Schutzgaseinfluss L nD89 Zu jedem Versuch sind kurze Videos aufgezeichnet worden um den Verlauf des Lichtbogen nachtr glich beobachten zu k nnen 6 3 2 1 Versuchsreihe 1 Blechdicke d Um ungef hre Werte f r Schwei geschwindigkeit vs Strom I und Drahtvorschub geschwindigkeit zu ermittelten wurden zun chst vier Einschwei versuche pro Blech durchgef hrt und vp wurden konstant gehalten vs pro Bahn ver ndert vs 60 70 80 90 cm min Vs 60 70 80 90 cm min I 90A vp 10m min Abb 28 Einschwei versuch 1 Blechdicke 3mm 5mm Die vierte Naht Abb 28 unten zeigt das befriedigendste Ergebnis da die Bahn gl
117. b Linearinterpoliert Bewegung zu einem Transformationspunkt LMOVE SHIFT c BY ax ay az Abstand zu Punkt c BASE Koodinatensystem LMOVE c TRANS x y z ax ay az Abstand zu Punkt TCP Koodinatensystem LAPPRO a 30 mit 30mm Abstand in TCP Z Richtung zu Punkt a verfahren LDEPART 100 mit 100mm in negativer TCP Z Richtung verfahren 13 Anhang BREA U 40 D H UI UU UI N 30 ALWAYS 20 mm s ED 3 5 ACCURACY 10 ALWAYS 7 7 7 129 abwarten bis letzte Bewegung beendet wurde Geschwindigkeit einstellen stets 30 von Maximal G Geschwindigkeit nur f r n chste Bewegung 40 Geschwindigkeit nur f r n chste Bewegung auf 20mm s n chste Bewegung muss in 3 Sekunden erledigt sein Verschleifen von Punkten stets auf 10mm Home Position anfahren mit sethome 22 ein Eingang kann gesetzt werden wenn home bis 22mm erreicht ist Kreisinterpolierte Bewegung Interpolation durch mind 3 Punkte definiert LMOVE pl p2 C2MOVE p3 p4 C2MOVE pl Anfangspunkt der Bewegung bzw Punkt auf 1 4 Wegstrecke Endpunkt 1 Halbkreis Anfangspunkt 2 Halbkreis Punkte auf 3 4 Wegstrecke Endpunkt des 2 Halbkreises Anfangspunkt 1 Halbk 7 Schleifen und Verzweigungen marke2 GOTO marke2 ELSE
118. belle a Taba SE Verfahren MAG Schwei en Artder Fertigung telmechanisch Nahtart gt Spumpfrahe 136 Grurdwerkstoff untegierter Baustahl Schwei zusatz Drahtelektrade SG 2 DIN 8559 Schwei hiffsstoff Schistzgas DIN 32 526 M 27 Schwei position f oder s siehe entsprechende Spalte Nahtvorbereitung Spalt winkel 1 Nah 1 Naht 1 I Naht V Naht os veosg so V Naht Angaben ber verfahrensbedingte Nebenzeiten siehe Tabelle 56 Tabelle 58 MAG Schwei en Art der Fertigung teilmechanisch Nahrart Kehlnaht 2S Nahtvorbereitung Draht Schweik AT position den durch messer Arbeits span nung Einstellwerte Verbrauchswerte Lagen Schwei Schutz Haupt vor zeit th schubge schwin digkcit Vin min m Grundwerkstoff unlegicner Baustaht Schwei zusstz DramelektrodeSG 2 DIN 8559 Schwei hilfsstoff Schutzgas DIN 32 526 21 Schwei position 1 h oder w siehe entsprechende Spalte Einstellwerte vor schubge schwin digkeit CAM M E D vi Angaben ber verfahrensbedingte Nebenzeiten Die verfahrensbedingten Nebenzeiten Entfernen der Schwei spritzer S ubern der Gasdiise Wechsel Art des Schutzqases und den Einstetiwerten ab
119. boters belassen und nur der Ursprung des Werkzeugkoordinatensystems engl Tool Center Point kurz TCP individuell eingerichtet Die Robotersteuerung verf gt ber Routinen diese TCPs zu hinterlegen Im Spezialfall des vorliegenden Schwei roboters haben wir zwei Werkzeuge Das eine als Greifer engl Gripper Kap 3 4 2 Abb 7 2 das andere als Schwei brenner engl Weld torch Kap 3 4 2 Abb 7 3 bezeichnet Da der Roboter die verschiedenen Werkzeuge nicht vorkonfiguriert in einer Bibliothek aufgenommen hat muss jedes Werkzeug eingemessen werden Beim Einmessen werden die Dimensionen die Ausrichtung des Werkzeuges sowie dessen genauer TCP beschrieben Als Referenz verwendet man das Werkzeugkoordinaten system NULL welches sich direkt am Flansch des Roboters befindet und dessen X Y und Z Verschiebungen und alle Drehwinkel auf 0 gesetzt sind Beim Einrichten werden die Verschiebungswerte der X Y und Z Richtungen und die jeweiligen Drehungen um die drei Achsen angegeben Vor dem Einrichten der TCPs ist es elementar wichtig die Randbedingungen von Greifer und Schwei brenner zu beachten So setzt Kawasaki zum Beispiel voraus dass sich der Schwei draht welcher aus dem Schwei brenner austritt mit der Z Achse des TCP NULL schneidet AUX 50 Diese Einschr nkung von Herstellerseite wurden von Herrn J Sch chlin Schwei technik Morgentaler Nimburg und Herrn Schweer Firma Kawasaki Robotics GmbH Neuss best tigt Die Schwei brenner
120. bstand ist das Ma zwischen Unterkante Kontaktrohr und der aufzuschmelzenden Werkst ckoberfl che in Drahtaustrittsrichtung Abb 25 Bei konstantem Drahtvorschub bewirkt eine Vergr erung des Kontaktrohrabstandes eine Verringerung der Schwei stromst rke da der ohmsche Widerstand im Drahtende gr er wird Somit wird auch die Einbrandtiefe geringer SLV 01 Erh hung des Kontaktrohrabstand liefert geringere Schwei stromst rke Faustformel Kontaktrohrabstand mm Drahtdurchmesser x 10 12 Kurzlichtbogen I 330A 280A 240A Spannung 29V vp 8 8 m min Drahtd 1 2mm vs 58cm min Abb 25 Einfluss Kontaktrohrabstand auf Strom Einbrandtiefe SLV 01 5 Grundlagen des Schwei ens 45 5 4 5 Einfluss der Drahtgeschwindigkeit vp Wird zu wenig Draht nachgef hrt so wird der Lichtbogen unterbrochen und f ngt an zu flackern Zu viel Draht hingegen sticht in das Schwei bad ein es entstehen vermehrt Spritzer Der Abweichung vom Idealwert hinzu obigen F llen ist mit etwa 0 5m min zu beziffern 5 4 6 Einfluss des Gasgemisches Die Verwendung verschiedener Schutzgase bzw Gasgemische hat unterschiedlichste Aus wirklungen An dieser Stelle werden die f r das MIG MAG Schwei en am weitesten gebr uchliche Gase kurz genannt LIND99 Argon inertes Gas keine aktive Reaktion mit dem Werkstoff MIG Helium He schwerer als Luft Schutz der Schmelze vor Luftzutritt leicht zu ionisieren Z
121. den Roboter zur ckgegeben Der Schwei brenner 3 Abb 7 Abb 9 ist eine Sonderanfertigung gek rzte Brenner ausf hrung der Firma Binzel Ein Schwei brenner besteht aus einem Stromkontaktrohr B Abb 9 aus dem der Schwei draht A austritt Das Stromkontaktrohr wird vom brigen 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 18 Teil des Schwei brenners elektrisch isoliert ber ein Schlauchpaket 0 mit Strom versorgt Beim Schwei en entsteht ein Lichtbogen zwischen Schwei gut und Schwei draht Die Gasd se C sorgt daf r dass w hrend des Schwei vorganges Schutzgas den Lichtbogen st ndig umstr mt so dass das Schmelzbad gegen die Umgebungsluft abgeschirmt wird um Oxidation und Lufteinschl sse zu vermeiden N heres siehe Kap 5 Gas und Drahtmaterial werden dem System ebenfalls ber das Schlauchpaket von Drahtvorschubger t und Strom quelle zugef hrt siehe Abschnitt 3 4 3 Der von der Firma AKON entworfene Winkel 4 Abb 7 ist konstruktiv so ausgef hrt dass Greifer und Brenneraktionen nicht gleichzeitig ablaufen k nnen Hierzu m ssen unter schiedliche Werkzeugkoordinatensysteme eingerichtet werden n heres siehe Kap 4 3 1 Der Greifer steht in 90 Winkeln zur 6 Achse das Drahtende des Schwei brenners schneidet hingegen die 6 Achse und ist im Winkel von 45 am Halter angebracht damit der Schwei vorgang stets in diesem festen Winkel erfolgt Diese optimale Geometrie wurde ebenfalls im Rahmen dieser Dip
122. den Schwei prozess erl utert 5 Grundlagen des Schwei ens 39 5 Grundlagen des Schwei ens 5 7 Einf hrung Das Schwei en ist eine grundlegende Art und Weise schwei bare Werkstoffe miteinander zu verbinden Im Folgenden wird das Schwei en unter Schutzgas n her betrachtet Der zwischen dem kontinuierlich zugef hrten Schwei draht und dem Schwei gut unter Schutzgas brennende Lichtbogen ist die W rmequelle beim Metall Schutzgasschwei en MSG Abb 23 Als Schutzgas werden beim MIG Schwei en Edelgase Argon Helium oder Gemische aus beiden verwendet Setzt man aus metallurgischen oder technologischen Gr nden chemisch aktive Gase oder Gasgemische aus Edelgasen und aktiven Gasen CO O ein so spricht man vom MAG Schwei en SLV 01 Die Schutzgase sind in DIN EN 439 in Gruppen eingeteilt Ein h ufig verwendetes Gemisch ist 18 CO in Argon Gruppe M2 1 Schutzsgasschwei en SG r e Metall Schutz Gasschwei en Wolfram Schutzgasschwei en MSG WSG v Metall Aktiv Gas Metall Inert Gas Wolfram Inert Gas Wolfram Plasma schwei en MAG schwei en MIG WIG engl TIG WP bergangs LB ULB Spr h LB SLB Impuls LB ILB Kurzlichtbogen KLB Abb 23 SG MAG Stammbaum L nD89 Im Folgenden wird speziell auf das MAG Verfahren f r unlegierte St hle mit Kurzlichtbogen eingegan
123. der Stromst rke werden hierbei direkt in Ampere z B 90A angegeben und von der Robotersteuerung in entsprechende Spannungen umgerechnet Die Werte der Drahtge schwindigkeit k nnen in Volt z B 3V gt 100mm s eingegeben werden Eine Drahtge schwindigkeit von 20m min entspricht einem Wert von 10 V max fix Zur einfachen Umrechnung findet sich eine Umrechnungstabelle im Anhang 13 4 46 Zur Freigabe der Stromquelle wird ein digitales Startsignal von der Robotersteuerung gesendet sobald diese einen entsprechenden Schwei befehl verarbeitet Das Drahtvor 4 Der Kawasaki Roboter 37 schubgerat erhalt seinerseits von der Stromquelle Uber deren interne Verkabelung ein entsprechendes Startsignal Die Drahtgeschwindigkeit wird vom Drahtvorschubgerat selbst ndig konstant gehalten Das erfolgreiche Z nden des Lichtbogens zwischen Schwei d se und Schwei gut wird von der Stromquelle ber ein digitales Signal der Robotersteuerung r ckgemeldet 1 gt 0 gt Lichtbogen steht Wird dieses Signal in einer einstellbaren Anzahl von Versuchen etwa 3 nicht empfangen so bricht der Schwei vorgang mit einer entsprechenden Fehlermeldung ab Minimalwerte f r Schwei strom und Drahtvorschubgeschwindigkeit sind am Schwei ger t voreingestellt und k nnen von der Robotersteuerung nicht berschrieben werden was zu einer Sicherheitserh hung f hrt da z B nicht mit 2 Ampere geschwei t werden kann Ein schlechter aber noch funktionsf
124. drehz ogreif_drehf ozentr ohaube S osprueher ren oh_rein Variablen Name in C Controller 221 20 per Flachbandkabel an 25 23 21 Ausg nge C Controller 5 24 16 15 14 13 12 11 10 Schwei zelle Signal Plan per UN gekreuzten Centronics an FESTO EasyPort FESTO 0v 070805 Diplomand Bellenberg 28 08 2002 per Flachbandkabel an Eing nge C Controller Roboter Karte 1030 1028 11026 1029 1027 1025 Stand 25 09 02 D Fh AC KAVVASAKI Bremen Diplomarbeit Schweisszelle Schaltplan docSeite 1 1 Abb 41 Schaltplan Relais Schwei anbindung Roboterschwei karte an EWM Anlage GN CN1 GN CN2 GN CN3 GN CN4 CN6 CNS 1C GW CN3 1 2 WELD_ON 5 524V 9 6 Arc_Detect 1 Voltage 0159 AN 5 e Drahtvorschubger t Stromquelle E 2 WeldOn Drive AL M400 WeldOn TRITon 260 T101 Sg 25 11 Schwei zelle Signal Plan DIS Abschaltdose FESTO Diplomand Bellenberg 05 08 2002 Seite 1 1 D Fh AC KAWASAKI Bremen Diplomarbeit Schweisszelle Schaltplan2 doc Stand 25 09 02 Abb 42 Schaltplan Anbindung EWM Schwei ger t 13 Anhang VO Belegung Schwei zelle Ausg nge des Controllers Bezeichnung Klemme Sub D 37 Ausg nge
125. e jeweiligen Geschwindigkeitsprofile ber cksichtigt werden Start Stopsignale f r die Schwei stromquelle sind impliziert Programme in Blocksprache k nnen ebenfalls offline per PC bearbeitet werden Punktedaten stehen hier jedoch direkt in der Befehlszeile und Parameter f r beispielweise Schwei strom und Schwei dauer werden der wiederum nur ber das Multifunktionspanel pflegbaren Schwei datenbank entnommen Die Verwendung von Variablen ist nicht gestattet Befehle der Blocksprache k nnen in AS eingebunden werden Daraus ergibt sich die gr ere M chtigkeit von AS und bersichtlichere Bedienung durch die Blocksprache vgl Anhang 13 4 3 6 2 4 4 Anbindung das Schwei ger t Die Schwei interfacekarte der Robotersteuerung verf gt sowohl ber analoge als auch digitale Ein Ausg nge welche zur Kommunikation zwischen Roboter und Schwei ger t genutzt werden Die Sollwerte f r Stromst rke und Drahtgeschwindigkeit werden als analoge Signale sog Leitspannungen an die Stromquelle und das Drahtvorschubger t bermittelt Die Leitspannungen k nnen in einem Konfigurationsmen kalibriert werden damit sie proportional den zugeordneten Werten der Stromquelle sind IV gt 10A 2V20A etc Die maximale Signalspannung wird dort ebenfalls hinterlegt Komfortabel k nnen Schwei parameter eng weld conditions AUX 28 Bild siehe Anhang 13 4 4a in einer Datenbank abgespeichert und im Programmablauf aufgerufen werden Die Werte
126. e Verschiebungen zu nur einem geteachten Punkt zu berechnen Dies erspart Teachpunkte und erzeugt automatisch ein wesentlich bersichtlicheres Roboterprogramm Die hierbei ben tigten Genauigkeiten werden im folgenden Kapitel besprochen 4 3 5 Geschwindwindigkeiten Genauigkeiten Die Geschwindigkeiten des Roboters sind f r Aufgaben des Handlings Punkt und Bahnschwei ens ausreichend Lediglich beim Bahnschwei en von kreisinterpolierten Bewegungen besteht die Gefahr dass die Geschwindigkeit einer Bewegung im kartesischen Verfahren nicht ausreicht um eine d nne und saubere Schwei naht herzustellen Herr J Sch chlin Schwei technik Morgentaler Nimburg gibt dazu den Hinweis dass die Bewegung des Schwei drahtes dabei zum berwiegenden Teil auf die letzte Achse JT6 beschr nkt werden muss Durch geschickte Programmierung kann somit nahezu die Maximalgeschwindigkeit der letzten Achse 360 s als maximale Schwei geschwindigkeit angenommen werden N heres dazu in Kapitel 6 4 Der Kawasaki Roboter 35 Bei der Frage nach der Genauigkeit steht die Ausrichtung der mechanischen Komponenten im Vordergrund Diese muss mit gro er Sorgfalt durchgef hrt werden Aus Anhang 13 4 3 5c ist ersichtlich dass schon eine Ungenauigkeit von 1 10mm in der Parallelit t des Roboters zur Grundplatte einen Versatz von etwa 1mm bei Relativoewegungen der Greifanwendung an den Rohlingspaletten verursachen wurde Auffallig war der Einfluss der mechani
127. e alten zus tzlichen Verschl sselungs routinen ehemaliges Bitmuster siehe Anhang 13 3 5 1 Tab 6 wurde ebenfalls umgesetzt 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 29 3 6 Zusammenfassung Ausgehend von den Einzelkomponenten des Lernsystems Roboterschwei en und dessen funktionaler Beschreibung wurde zun chst der technische Aufbau des Gesamtsystems vorgestellt Vereinbarungsgem liegt der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit auf der technischen Realisierung und Verbesserung der Funktionalit ten zu Kreisbahnschwei en pick and place handling sowie Vorbereitung der Anbindung der Gesamtanlage an das Internet incl MMI Man Machine Interface Die Aktivit ten und Ergebnisse hierzu wurden im vorlie genden Kapitel dargestellt und begr ndet Wie beschrieben wurde im Zusammenhang mit den Hauptthemen eine Vielzahl kleinerer und mittlerer Hard und Softwareverbesserungen durchgef hrt mit dem Ziel Korrektur des Winkels des Greifersystems als Vorbedingung zum Bahnschwei en einer kreisinterpolierten Kehlnaht vgl Kap 4 3 1 13 4 3 1b Verbesserung der Betriebssicherheit Kollisionsabschaltdose Neugestaltung der Bewegungsabl ufe u a variable Anzahl Paletten incl Funktions ablaufpl nen und bersichtlichem Quellcode vgl Anhang 13 3 5 2ff Minimierung der Teachpunkte und damit Verk rzung der Einrichtzeit vgl Anhang 13 3 5 2b Realisierung des Kreisbahnschwei ens vgl Kap 6ff Revision und Erg nzung gro e
128. e ein nicht hoch genug zu bewertender p dagogischer Faktor Hier erfolgt die R ckkopplung im Lerngeschehen am unmittelbarsten Es ist p dagogische Binsenwei heit dass praktisch Ausprobiertes im Lernprozess die h chste Nachhaltigkeit mit bis zu 80 Behaltensquote aufweist 7 E Learning System 63 Dem zur Folge ist neben dem reinen Bedienen der Roboterzelle via Internet der Austausch von im Prozess aktuell laufender Software gegen solche die momentan vom Lerner im E Learning Prozess erstellt wurde Programme Parameter u via Internet eine interessante Fragestellung und sicher eine gro e technische Herausforderung 7 5 1 Aufspielen von User Lerner Software Das Aufspielen Uploaden neuer Programme bzw Parameter in laufenden Prozessen mit Speicherprogrammierbaren Steuerungen SPS wird unter Beachtung hoher sicherheits technischer Aspekte in der Industrie seit Jahren genutzt Beispiel Chargen und Rezepturwechsel in der Chemischen Industrie Angesichts der oben er rterten Proble matiken bei der Einbindung von Internet d rften tragf hige L sungen von Online Software nderungen per Upload ber das Internet um einiges schwieriger sein Die Frage stellt sich ob wegen der oben genannten didaktischen Vorteile nicht in hnlicher Weise auch Software die der Lernende zu bungszwecken und Zwecken der Wissens sicherung erstellt hat durch Uploads einer sofortigen Online Simulation und Ergebnis berpr fung zug nglich
129. e resultiert NB Das Ohmschen Gesetzt U R l ist hier grunds tzlich anwendbar mit U Lichtbogenspannung R konst Summe Rorantt RinnenwiderstandQuellet Rmateria und I Schwei strom Der Schwei er m chte direkt einen Strom angeben ndert daf r jedoch die Spannung bzw die vo Beispielwerte I 90A 10 Die Lichtbogenl nge wird durch die innere Regelung des Schwei ger tes konstant gehalten dabei wird der Strom respektive die Spannung je nach Ver nderung des Kontaktrohrabstandes nachgeregelt Je nach Schwei ger t k nnen obige Parameter ber Wahl eines Schwei programms automatisch eingestellt Einknopfregelung und den besonderen u eren Einfl ssen 5 Grundlagen des Schwei ens 42 z B Nahtgeometrie per Feinabgleich entgegen wirken Je nach Ger t wird vp bzw die Lichtbogenspannung angeglichen Strom Spannung und vn bestimmen die Lichtbogenart z B Kurzlichtbogen Damit einher geht die Menge der Spritzer d h dass je nach Anforderung z B spritzerarm Strom Spannung und dem entsprechend einzustellen sind Ursache und Wirkung Durch Wahl des je nach Nahtgeometrie sinnvollen Brenneranstellwinkels stechend schleppend wird die Schwei geschwindigkeit beim Bahnschwei en bzw die Schwei dauer beim Heften bestimmt Daraus resultieren Einbrandtiefe Nahtbreite und h he a Mak Im thematischen Rahmen dieser Arbeit k nnen nicht alle Abh ngigkeiten der Parame
130. e zu nicht kalkuliertem Mehraufwand in der Diplomarbeit 2 3 1 Der Projektplan Es zeigte sich bereits nach ersten berlegungen dass das gew hlte Thema vielschichtig war und wegen der beteiligten Stellen FH Aachen Fa FESTO Didactic Denkendorf und Fa K Robotix Bremen ein nicht geringer Koordinierungsaufwand zu bew ltigen war So wurde vor Beginn der eigentlichen Arbeiten ein sog Projektplan MS Project erstellt Dieser Projektplan beinhaltete alle T tigkeiten samt ihrer Unterpunkte hierarchisch gegliedert und verkn pft gem ihrer zeitlichen logischen Abfolgen und Abh ngigkeiten Daraus resultiert eine bersicht die nicht nur den Zeitaufwand der gesamte Diplomarbeit abbildet sondern auch Auskunft gibt ber die jeweiligen Tages bzw Wochenaufgaben und Aufw nde Es wird sehr deutlich welche Aufgaben besonders zeitkritisch sind kritischer Weg d h welche Aufgaben unbedingt in den rechenoptimierten Zeitr umen zu erledigen sind damit nicht Ablauf und Endtermin des Projektes hier der Diplomarbeit gef hrdet werden Im Projektplan k nnen weiterhin verschiedene Ressourcen Beteiligte mit eingef gt und den einzelnen Aufgaben des Planes zugeordnet werden Hiervon wurde im vorliegenden Fall Gebrauch gemacht da neben mir als Diplomanden weitere drei Stellen s o zu koordinieren waren Somit wurden auch die Abh ngigkeiten unter den verschiedenen Personen deutlich Theoretisch lie en sich ber zugeordnete Ressourcen Ve
131. ealen Anlage an das E Learning vorgestellt 7 E Learning System 59 7 2 COSIMIR Robotersimulation COSIMIR engl Cell Orientated Simulation of Industrial Robots ist eine komplexe Simulationssoftware der FESTO Didactic GmbH Co Denkendorf die es u a vermag Roboter zu simulieren Sie ist fester Bestandteil der firmeneigenen Produktpalette Das Lernsystem Roboterschwei en ist in diese Simulationssoftware komplett aufgebaut Abb 37 Der gesamte Bewegungsablauf incl Punktschwei en steht vollst ndig zur Verf gung Als m gliche Aufgabe k nnten z B Programmteile vom Lernenden nachprogram miert werden So ist es vorstellbar dass das gesamte Grundwissen von einfachen Greifauf gaben bis hin zu komplexen Bahnschwei aufgaben per COSIMIR erarbeitet wird Es ist insbesondere vorteilhaft dass in solch einer Simulation kein Schaden entstehen kann So w rde bei einer fehlerhaft programmierten Roboterbewegung lediglich eine Fehler meldung erscheinen mit dem Hinweis dass in der Realit t eine Kollision stattgefunden h tte COSIMIR Professional Bearbeten Ansicht Ausf hren Extras Fenster Hilfe BEER gjeja s a S TOOL merken SET OldTool TOOL berschleifen ausschalten CPOFF Geschwindigkeiten setzten SPEED 75 ALWAYS SPEED 20 MMPS ALWAYS LIN Home Position anfahren Alle Ausg nge Ger te initialisieren
132. ebildschirme vorhanden Bei Handhabungsrobotern hingegen stehen Hilfebildschirme zur Verf gung welche z B das Einrichten der TCPs erheblich vereinfachen z B AUX 48 Werkzeug koordinaten Es ist zu empfehlen auch bei Schwei robotern diese Hilfsfunktionen engl Auxiliary kurz AUX freizuschalten e Der Einsatz eines Schwei brenners welcher mit seinem Schwei draht nicht die Z Achse des TCP NULL schneidet ist in dem Hilfebildschirm AUX 50 der Kawasaki Robotersteuerung nicht vorgesehen Hilfreich w re hier die zus tzliche Aufnahme von Verschiebungswerten auf der X Y und Z Achse vgl Kap 4 3 1 Die Robertersteuerung besitzt einen berlastschutz Bei Kollision treten den Servo Motoren h here Str me auf als im Normalbetrieb Dies wird von der Roboter steuerung diagnostiziert und als Fehler gemeldet In neueren Versionen der internen Robotersteuerungssoftware k nnen die Stromgrenzen noch empfindlicher einjustiert werden Wie berichtet k nnen mit dem Roboter Bewegungen ausgef hrt werden welche zu Kollisionen f hren k nnen Es w re daher aus Anwender und Herstellersicht sinn voll h here Sicherheit durch Einbringen von Softwarelimits zu erreichen Diese Limits beschr nken die Minimal Maximalbewegungen der einzelnen Gelenke Erste Versuche diese Limits einzurichten f hrten noch nicht zu befriedigenden Ergebnis 8 Ausblicke 70 8 3 sen da sie gleichzeitig die Bewegungsfreiheit des Roboters bei Schw
133. edo 4TUT ssep ANZ us7Teyossne 0 lt 1 34235 auto nz 4st 4st nz 4st Jne 4st nz 351 Jne 4st nz 357 gne 35 SYUTT IST sqyoer 4st nz 4ST Jne 4st eTeubtsshuebuty 3 0174 USISTATIXNe Zoo 5 6 1 Sy eseg qo Lteddt25 XXXX 11 2 XXXX 1 7 qyotu uessetTyos SYU
134. egungsverfahren angefahren werden Bei Pr zisionspunkten werden die genauen Werte der Gelenkwinkel abgespeichert was zu einer eindeutigen Konfiguration Stellungen der Roboterarme f hrt und f r Zwischenpunkte h ufig Anwendung findet Im Gegensatz dazu werden bei Transformationspunkten die Koordinaten des TCP Null ab gespeichert Somit ist zwar die genaue Lage des TCPs sichergestellt es tritt jedoch das Problem der Inversen Kinematik auf bei der ein Raumpunkt unter Umst nden von zwei verschiedenen Seiten Konfigurationen genau angefahren werden kann und somit die Konfiguration nicht eindeutig ist Abb 22 Abb 22 Konfigurationsproblematik Besonders im Zusammenhang mit dem vorhandenen Schlauchpaket des Schwei brenners muss darauf geachtet werden dass der Roboter die erwartete Konfiguration anf hrt da sich sonst z B das Schlauchpaket um den Roboter wickeln w rde Diese unerlaubten Bewe gungen k nnen in der Robotersteuerung nicht unterbunden werden Transformationspunkte sind in der Regel Pr zisionspunkten vorzuziehen da man nur mit ihnen Relativpunkte im kartesischen Koordinatensystem berechnen kann Dies ist wichtig wenn z B verschiede Greifer verwendet werden sollen um einen Punkt anzufahren Hierbei addiert der Roboter den jeweiligen Abstand vom TCP Null zum TCP des jeweiligen Werkzeugs Beim Palettieren wird diese Eigenschaft genutzt vgl Anhang 13 3 5 2b Subroutine s_pallet_pick um alle Anfahrpunkte als relativ
135. ei en 83 Zusatzfunktionen Qualit tsschwei en 92 8 ee E learning 95 9 COSIMIR 103 10 Programm Pl ne Grafiken 104 10 1 Funktionspl ne Flu diagramme 109 10 2 Programme Schwei funktionen 114 11 Alleinstellungsmerkmale am Markt 116 12 Didaktische Grund berlegungen 143 13 Diplomarbeit anfertigen 144 13 1 Kapitelstruktur grob festlegen 145 13 2 S Inhaltsverzeichnis Glossar Quellenangaben 146 13 3 Einzelkapitel zusammenschreiben 147 13 4 Grafiken fertigstellen 148 13 5 Programmabl ufe dokumentieren detailliert 149 13 6 Kapitelstruktur endg ltig festlegen 150 13 7 Kapitel zusammenfassen 151 13 8 Korrekturen 159 13 9 letzter Ausdruck 160 13 10 Kopier und Bindearbeit Diplomarbeit Bellenberg Markus e Learning Szenario Roboterschweisszelle Druck vom Di 22 10 02 16 57 Betreuer Prof Dr Gebhardt FESTO Didactic Denkendorf Juli August September Oktober 14 17 20 23 26 29 02 05 08 11 14 17 20 23 26 29 01 04 07 10 13 16 19 22 25 28 31 03 06 09 12 15 18 21 24 27 30 03 06 09 12 15 18 21 24 eg Themenger st von FH und FESTO Dipl Arbeit anmelden in Aachen b Rahmenbedingungen
136. ei vorg ngen und anderem regul ren Bewegungen einschr nkten Ein bisher nicht befriedigend gel stes Steuerungsproblem besteht darin dass bedingt durch St rungen in zyklischen Bewegungsabl ufen des Roboters durch z B NOTAUS oder Kollision dieser nicht nach einer erneuten Initialisierung des Programms aus der aktuellen Position gefahrlos wieder anfahren kann Dies kann jedoch tats chlich z Zt noch Die einfachste Abhilfe besteht darin den Automatikbetrieb nur aus definierter Grundstellung freizugeben In diese m sste per Handbetrieb gefahren werden Eine elegantere M glichkeit besteht in der Definition von einstellbaren Arbeitsbereichen engl Workspace Befehl DEFSIG Da es keine allgemeing ltige L sung f r diese Problem gibt muss eine Fallunterscheidung je derzeitiger Roboterposition vorge nommen werden Sobald der TCP des Roboters einen solchen Workspace s Abb 39 durchf hrt wird ein internes Signal geschaltet eine Variable gesetzt Dieses Signal f r eine definierte Position einen definierten Bereich kann ausgewertet und f r die 0 Fallunterscheidung genutzt werden Beispielweise w rde IF SIGNAL DEFSIG1 THEN DRAW 50 0 0 den TCP um 50mm anheben falls der Roboter in Workspace 1 stehen w rde Maximal sind neun Workspaces definierbar z B Bereiche Schwei tisch Palette Brennerreinigung Abb 39 DEFSIG Workspace Ausblicke zum Thema Schwei en
137. eichm ig verl uft und eine gute H he aufweist Der Vergleich der Ergebnisse zwischen der Blechdicke von 3mm Abb 28 links und der von 5mm Abb 28 rechts zeigt nur geringe Unterschiede Der Strom ist beim dickeren Blech teilweise zu gering um es gen gend zu erw rmen die Naht zieht sich leicht zusammen und wird dadurch schrumpelig das Einbrennen ist vermutlich nicht so tief wie beim ersten Blech Die aus diesen Versuchen gewonnen Optimalwerte sind vs 90cm min I 90A vo 10m min entspricht 5V bei Eingabe in die Robotersteuerung Diese Optimalwerte und eine Schutz gasmenge von 10l min wurden in den folgenden Versuchen als Idealwerte angenommen und stets als Vergleichswerte in der mittleren der drei Bahnen verwendet 6 Der Weg zur Bahnschwei naht 51 6 3 2 2 Versuchsreihe 2 Drahtvorschubgeschwindigkeit vo e ege a ow vs 90cm min 90 vo 6 10 16m min Abb 29 Einschwei versuch 2 Drahtvorschubgeschwindigkeit Die Ver nderung von Abb 29 beeinflusste im Besonderen das Schwei ergebnis Bahn 1 6m min Lichtbogenger usch einzelne Knaller einzelne gro e Spritzer sichtbar eher eine Abfolge von Schwei punkten als eine gleichm ige Bahn Bahn 2 10m min viele kleine Spritzer saubere Bahn Bahn 16m min lautes Knattern Drahtreste auf Schwei gut zu hohe und unf rmige Bahn 6 3 2 3 Versuchsreihe 3 Schwei geschwindigkeit vs Vs 50 90 140cm mi
138. eitergehende Informationen konnten von der Linde AG H llriegelskreuth und der Schwei technischen Lehr und Versuchsanstalt SLV Fellbach gewonnen werden Bevor eine kreisinterpolierte Bahnschwei naht um das zylinderf rmige Metallzylinder geh use hergestellt werden konnte mussten die oben genannten Zusammenh nge verstanden sein Eigene Schwei versuche per Hand erwiesen sich als sehr n tzlich und sinnvoll um ein ungef hres Gef hl daf r zu bekommen wie sich nderungen der Schwei parameter auf Ger usch Aussehen und Handhabung der Schwei vorganges auswirken Dazu wurden Kurzlehrgang die Parameter Strom Spannung Draht vorschubgeschwindigkeit Lichtbogenabstand und Brennerwinkel einzeln ge ndert Die Auswahl der richtigen Schwei parameter h ngt von vielen Faktoren ab die gr tenteils in Kap 5 besprochen wurden In der Praxis lassen sich genaue Werte f r die jeweiligen Schwei parameter weder voraussagen noch berechnen Man entnimmt daher in der Praxis diese Parameter Schwei 6 Der Weg zur Bahnschwei naht 48 parametertabellen Beispiel siehe Anhang 13 6 2 Sie m ssen den Gegebenheiten der Bauteil und Nahtgeometrie angeglichen werden Dies kann durch Einschwei versuche Abb 26 links geschehen die i d R gute Richtwerte liefern Einschwei versuche sind Versuche bei denen Schwei bahnen auf einem Blechst ck aufgetragen werden also keine Bauteil gef gt wird Abb 26 Bahnschwei en Kreisbah
139. en Die Erstellung eines solchen Compilers ist zeit und kostenaufw ndig Da dieser notwendige Compiler bisher nicht erstellt wurde besteht derzeit nur die M glich keit die Roboterbewegung in einer anderen von COSIMIR bereits beherrschten Sprache zu beschreiben Dabei bietet sich die von den Roboterherstellern St ubli und Adept verwendete Roboterprogrammiersprache V an da sie der Kawasaki AS Sprache in weiten Teilen hnlich teilweise identisch ist Eine bertragung zur realen Kawasaki Robotersteuerung ist aus obigen Gr nden zur Zeit nicht m glich 7 2 2 _ Kollisionserkennung als Vorstufe zum schadensfreien Programmablauf Die zuvor erw hnte Kollisionserkennung der Simulationssoftware COSIMIR k nnte so erweitert werden dass sie als Vorstufe eines schadensfreien Programmablaufs auf der realen Steuerung dient Ein in der E Learning Umgebung via Internet erstelltes Roboter programm k nnte vor der bertragung zur realen Roboteranlage durch COSIMIR berpr ft und ggf freigegeben werden Dadurch k nnten fehlerhafte Programmabl ufe und Kollisionen im Vorfeld eines online Betriebes an der Anlage abgefangen werden Dies ist mangels Compiler ebenfalls z Zt nicht m glich 7 3 Anbindung an die Roboterschwei zelle Zur technischen Anbindung des E Learning Systems wird ein Computer mit der Roboterzelle verbunden Dieser Computer Server stellt eine Internetseite zur Verf gung von der aus Nutzer Clients via Internet mit eine
140. en als Steuersignale auf die Robotersteuerung Bauteilelagenbestimmung 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 24 3 4 8 Verblitzungsschutzverglasung Abb 19 AKON Verblitzungsschutzverglasung AKONO1 Beim Einsatz des Schwei brenners muss der Anwender generell vor direktem Einblick in den grellen Lichtbogen gesch tzt werden F r diesen Zweck ist eine bewegliche Ver blitzungsschutzverglasung Abb 19 in der Gr e der Grundplatte um das Gestell der Anlage konstruiert ber den Befehl Haube abw rts wird der Schlitten f r die Verblitzungs schutzverglasung abgesenkt Durch den Befehl Haube aufw rts wird via Ventilinsel der Zylinder der Haube wieder aktiviert Beide Zust nde werden ber entsprechende elektrische Signale dem Roboter als Freigabe bzw Sperrsignal zum Schwei en r ckgemeldet 3 4 9 SchweiBrauchfilterabsauganlage optional Abb 20 TEKA Schwei rauchfilterabsauganlage Je nach Legierung entstehen beim Schwei en verschiedene sch dliche Abgase besonders jedoch bei thermischem Bearbeiten von Edelmetallen Diese Abgase k nnen mit einer separaten und optional erh ltlichen Schwei rauchfilterabsauganlage Abb 20 der Firma TEKA gefiltert werden Die Absaugung erfolgt ber die Deckenfl che der Schwei zelle Eine Ansteuerung ber den Roboter ist nicht vorgesehen 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 25 3 4 10 E Learning Anbindung Abb 21 Bendit E Learning Anbindung Die Anbindun
141. ensoren eingesetzt Mit Sensoren ausgestattete Roboter k nnen Abweichungen in Position und Dicke der Schwei naht kompensieren und so das Ergebnis der Bearbeitung optimieren Die Sensorik muss allerdings an die Randbedingungen des Schwei prozesses angepasst sein und unempfindlich gegen Rauch Funkenflug Streulicht und Temperatur schwankungen sein Weitere Bedingung beim Bahnschwei en ist die kontinuierliche Versorgung mit verschie denen Betriebsstoffen Beim Lichtbogenschwei en z B MAG muss zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens der Schwei draht mit konstanter Geschwindigkeit nachgef hrt werden Des weiteren wird der Schwei pistole kontinuierlich Schutzgas und evtl K hlmittel zugef hrt Beim Bahnschwei en kommt es weniger auf die Geschwindigkeit an als darauf dass die Schwei pistole sehr genau gef hrt werden muss Zeitgewinn ergibt sich hier vor allem bei der Werkst ckzufuhr IRF 00 Ein spezieller Fall des Bahnschwei ens ist das kreisinterpolierte Bahnschwei en welches in Kap 6 3ff an Hand eines Versuches Schritt f r Schritt erl utert wird 5 Grundlagen des Schwei ens 41 5 3 Schwei Parameter Um eine sch ne Schwei naht zu erzeugen sind die Schwei parameter sorgf ltig auszu w hlen und einzustellen Unter sch ner Schwei naht soll verstanden werden sie sei glatt gl nzend farblich nicht anlaufend symmetrisch a Ma mit weichen berg ngen zu den Seiten Einf
142. ent folgend zu Hause oder am Arbeitsplatz in der eigenen Firma statt Sicherlich k nnen dem zur Folge begleitend zum theoretischen Unterricht heute bereits kleinere Handhabungsaufgaben problemlos mit dem Roboter gel st werden und so neben den Eindr cken durch Robotersimulation auch das Verhalten eines realen Roboters praxisnah beobachtet werden Ein gr eres Problem verbirgt sich beim Schwei en allerdings in der E Learning Umgebung Der Anwender ist meist Schwei fachmann gew hnt eine Schwei naht st ndig aus der N he zu beobachten diese gar per Ger usch mit seinem hoch differenzierten Erfahrungsschatz zu bewerten und w hrend des Schwei vorganges wo n tig direkt einzugreifen Eine Internetkamera Webcam wird diese Prozessn he durch den Sichtschutz nur sehr eingeschr nkt und nur optisch erreichen Alle feineren Schwei prozess Wahrnehmungen bleiben auf der Strecke Nach erfolgtem Schwei vorgang konnte das Schwei teil dem Internetbenutzer zwar in einer Nahaufnahme gezeigt werden aber auch hier ist der Schwei er gewohnt das Bauteil in den H nden zu halten und so z B durch Biegeversuche und genaue Betrachtung von Einbrand und evtl Lufteinschluss seine Schlussfolgerungen bez glich der Qualit t der Schwei naht zu ziehen 7 E Learning System 67 7 8 Zusammenfassung Beginnend mit einigen grunds tzlichen Erl uterungen zum Thema E Learning wurden L sungsans tze zu einem E Learning System f r das behandelte Schwei s
143. er PC Karte Diskettenlaufwerk Zusatzlicher PC optional Versorgungspannungen 200 240 VAC Ma e HxBxT 470 mm x 270 mm x 500 mm 00 13 42 Multifunktionspanel Im Folgenden sind einige Bilder des Mulitfunktionspannels der Robotersteuerung abgebildet Sie dienen der Diagnose Ver nderung der Bewegungsprogramme und Einstellung der Robotersteuerungsdaten Abb 51 Multifunktionspanel Gesamtansicht 13 Anhang 119 Ece NORMAL LL Te ire RER SEN REES AE OU sankrier St 4 G 6 51 greifen figieren zu 3 Isis 5 Abb 53 Multifunktionspanel frei programmierbarer UE Bildschirm Weitere Abbildungen des Multifunktionspanel sind in Anhang 13 4 3 6 2 und 13 4 4a zu finden 13 Anhang 120 13 4 3 1a Der Tool Center Point TCP Der Tool Center Point Werkzeugarbeitspunkt kurz TCP ist der Ursprung des Effektorkoordinatensystems Roboter handhaben entweder Werkst cke oder Werkzeuge Diese zu greifen und zu halten ist die Aufgabe des Greifers oder Effektors Bei der Werkst ckhandhabung befindet sich der TCP in der Mitte der Verbindungslinie der Greiferbacken Abb 54 TCP Koordinatensystem IRF 00 Bei der Werkzeughandhabung verschiebt sich der TCP in der Regel um die L nge des Werkzeuges Bei der Programmierung von Robotern sollte die Verschiebung des TCP einstel
144. erfl chenpr fverfahren evtl Magnetpulver Pr fung 2 Zerst rende Werkstoffpr fung ZP Zugversuch 3 Punkt Biegeversuch Kerbschlag Biegeversuch evtl Makroschliffe 46 6 Der Weg zur Bahnschwei naht 47 6 Der Weg zur Bahnschwei naht 6 1 Das Ziel Ziel war es die Einzelkomponenten des in Kap 3 1 Abb 3 beschriebenen Metallzylinder geh uses durch eine Kreisbahnschwei naht zu verbinden Im Folgenden wird auf die notwendigen Vorbereitungen die Schwierigkeiten und die eigent liche Durchf hrung des Bahnschwei ens eingegangen Im vorigen Kapitel 5 wurden die dazu n tigen Schwei grundlagen gelegt 6 2 Vorbereitung Eine Einweisung zum Thema Schwei en wurde durch die Firma Schwei technik Morgenthaler Nimburg vorgenommen Der zwei Tage dauernde Kurzlehrgang vermittelte einen berblick ber folgende Teilaspekte Verschiedene Stromquellen in der Praxis incl verschiedene Regelungen Unterschiede und Anwendungsgebiete der Schwei verfahren MIG MAG WIG und Lichtbogenarten Spr h Kurz Impuls Lichtbogen Zusammenh nge der Schwei parameter Vorgehensarten bei der Wahl von Einstellwerten f r Schwei parameter Schwei versuche per MAG mit ver nderten Parametern Einrichten der Robotersteuerung Anschluss und Kalibrierung der Leitspannungen zur Fernsteuerung der Schwei stromquelle Programmierung von Roboterbewegungen per Blockprogrammiersprache W
145. es jedoch M glichkeiten weitgehend beschnitten eine Besch digung oder Zerst rung der Roboterzelle herbeizuf hren 7 E Learning System 65 Konsequent weitergedacht ergibt sich ein m gliches Konzept und Entwicklungsziel das auf die obigen Einschr nkungen verzichtet und statt dessen Plausibilit tspr fungen dem Upload beif gt Hierauf wird in Kap 8 Ausblicke n her eingegangen 7 6 Unterst tzung durch Servicepersonal an der realen Anlage Eine laufende Prozessbeobachtung durch Servicepersonal ist unabdingbar Angefangen mit der Teilezufuhr der Rohlinge bis hin zu zeitkritischen Handeingriffen bei Fehlfunktion der Schwei anlage der Service vor Ort ist notwenig Lost beispielsweise die Abschaltdose am Roboterarm aus weil der Internetanwender eine falsche Position angefahren hat so ist solange das gesamte E Learningsystem lahm gelegt Der Service m sste in solch einem Fall den Roboter per Teachpanel in eine sicherer Position fahren die Abschaltdose in einen fehlerfreien Zustand bringen und die Zelle f r weitere Versuche wieder freigeben Ebenso ist eine Prozessbeobachtung wegen zus tzlicher Gefahren durch Vorgabe falscher Schwei parameter und resultierendem starken Funkenflug bis hin zum Ausbruch von Feuer unbedingt erforderlich 7 7 Mehrnutzen durch E Learning Neben allen technischen berlegungen zum E Learning und den L sungsans tzen hierzu ist auch die betriebswirtschaftliche Frage nach dem Return of Investment f
146. euerung Die Parameter werden entweder direkt im Programm in den Arc Weld Conditions Schwei parameterdatenbanken gespeichert Befehl wiset w2set oder ber einen Sonderfunktionen Bildschirm AUX 28 und AUX 29 vgl Anhang 13 4 4a des Multifunktions panels eingegeben Die dort gespeicherten Werte k nnen bedingt im Programmcode verwendet bzw in den entsprechenden Bildschirmen eingesetzt werden siehe Anhang 13 4 3 6 2 Kawasaki erlaubt das Online Ver ndern der Parameter So k nnen w hrend des Schwei prozesses Parameterwerte ge ndert werden Dies kommt vor allem der einfachen Optimierung von langen Schwei n hten zugute 6 7 Zusammenfassung Den Grundlagen des Schwei ens Kap 5 folgend wurde im Kap 6 eingehend auf die Realisierung der Kreisbahnschwei naht dargestellt Es wurden die dabei in der Praxis notwendigen Bewegungsabl ufe in der Kawasaki Programmiersprache AS beschrieben Die Neuschaffung eines strukturierten und einfach lesbaren Programms zur Erzeugung dieser Kreisbahnschwei naht war wesentlicher Bestandteil der Diplomarbeit Die Grundlagen wurden durch Versuchsreihen von Einschwei versuchen zur Findung idealer Schwei parameter vertieft Durch Ver nderung einzelner Parameter wurde deren Einfluss auf die Nahtqualit t u a bildlich erl utert Abschlie end wurden aufgetretene Probleme bei kreisinterpolierten Bewegungen aufgezeigt und deren L sungsans tze vorgeschlagen Kreisinterpolation bei Kawasa
147. fgetretene Probleme Abb 36 Kreisinterpolation Ein Vollkreis ist mathematisch hinreichend durch drei verschiedene Punkte bestimmt bei Kawasaki in dieser Eingabeform jedoch nicht vorgesehen Daher wurde das Kreisbahn 6 Der Weg zur Bahnschwei naht 55 Verhalten des Roboters bei einer Konstellation von Teachpunkte gem Abb 36 untersucht Es wurde einer der Punkte jeweils als Start und Endpunkt die restlichen als bergangs punkte verwendet Im Fall von drei um den jeweiligen Mittelpunktswinkel von 45 gegeneinander versetzten Punkten Bild 36 Mitte ergab sich eine deutlich vom Kreis abweichende Teilkurve strichlierte Linie hier berzeichnet dargestellt die sich vermutlich durch einen werksseitig ung nstig gew hlten Algorithmus einstellt Im zweiten untersuchten Fall von gegeneinander jeweils um 120 verdrehten Teachpunkten Bild 36 rechts zeigte sich wohl aus gleichem Grund ebenfalls eine Abweichung der Bahnkurve vom Kreis strichliierte Linie In beiden F llen werden die geteachten Punkte genau berfahren Diese Abweichungen fielen bei Schwei versuchen auf obwohl und gerade weil drei Punkte alle 120 versetzt sehr genau geteacht waren die Naht jedoch nicht ideal in der Kehle lag Anschlie end wurden deshalb in einem Versuch Kreise mit Zirkel auf Papier gezeichnet und anschlie end von dem mit einem Stift ausger steten Roboter nachgefahren Die Abwei chungen ergaben sich dabei zu 0 5mm Ein Kreis muss also
148. g per FESTO EasyPort und Bitcodierung ehemalig 137 Abb 66 Direkte Verbindung Serieller Schnittstelle RS 232 138 Abb 67 Bendit E Learning 139 Abb E Learning System 139 Abb 69 Bendit KC Win Webinterface 140 11 Tabellenverzeichnis 77 11 Tabellenverzeichnis APOIO EE 81 2 82 3 ochaltplan E A Belegung x nn ee em ine 85 4 Schwei stromquelle Datenblatt EWM 00 1 87 5 Drahtvorschubger t Datenblatt EWM 00 190000 00000000000000 88 ehemaliger Quellcode Bitmuster 1 4 nennen 93 7 Technische Daten Roboter 7 115 8 Leitspannung f r Drahtvorschubgeschwindigkeit 134 9 Schwei parametertabelle DVS 72 136 12 Quellenverzeichnis 78 12 Quellenverzeichnis ABB 01 AKONO1 AKONO2 DINSO2 DVS 72 EWM 00 FESTO2 IRF 00 KAPEO2 KAWA98 KAWAQ9 KAWAOO Kawa01 ABB GmbH FlexArc Compact Schweiss
149. g und Nutzung der Schwei zelle ber das Internet Abb 21 das sog E Learning System erfolgte bisher per FESTO EasyPort Das FESTO EasyPort ist ein Steuerungsbaukasten f r 24 Volt Prozesse welcher per serieller Schnittstelle an einen PC angeschlossen werden kann und 24V Ein Ausg nge besitzt Durch eine Schnittstellen optimierung wurde im Rahmen der Diplomarbeit die Minimierung der bertragungszeiten bei gleichzeitiger Einsparung von Bauteilen und Schnittstellen erreicht Die Kommunikation zur Au enwelt wird nun direkt ohne EasyPort ber die serielle Schnittstelle der Roboter steuerung bewerkstelligt N heres hierzu s Kap 7 und Anhang 13 7 3 ff 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 26 3 5 Ist Zustand und Ziel 3 5 1 Ist Zustand Wie sich zu Beginn der Diplomarbeit herausstellte waren Hardware und Software der Roboterzelle speziell f r den kurz zuvor stattgefundenen Einsatz auf der Hannover Messe Industrie HMI 2002 zusammengestellt worden Der so vorgefundene Ist Zustand entsprach nicht der f r die Diplomarbeit von allen Beteiligten unterstellten Ausgangssituation So waren die ersten geplanten praktischen Aktionen im Rahmen der Diplomarbeit rasch und flexibel umzudisponieren Der Ist Zustand stellte sich wie folgt dar Mit dem Roboter wurden die drei Rohlingskomponenten von nur einer Palette gegriffen und anschlie end ber f nf einzelne Schwei punkte miteinander verbunden Dabei kamen die Fixierungen am Schwei t
150. gas Argon Helium Metall Aktiv Gas MAG Schutzgas oft mit 18 CO in Argon und Wolfram Inert Gas WIG Schutzgas Argon Helium die durch Einstellen der Betriebsart w hlbar sind Die genannten Schwei verfahren werden im Kapitel 5 ausf hrlicher beschrieben Die Schwei stromquelle ist mit dem Drahtvorschubger t elektrisch verbunden ber eine serielle Schnittstelle findet ein Datenaustausch zwischen beiden Ger ten statt Das Drahtvorschubger t versorgt den Schwei brenner ber ein sog Schlauchpaket aus der Schwei stromquelle mit Strom aus einer Gasflasche mit Gas und von einer Drahttrommel mit Schwei draht Zus tzlich befindet sich in dem Schlauchpaket ein Schlauch um den Brenner nach dem Reinigungsprozess ausblasen zu k nnen Das Schlauchpaket stellt auch in der Industrie eines der z Zt gr ten Probleme beim Verfahren des Roboters dar da es zwar flexibel ist sich aber dennoch nicht um den Roboterarm wickeln darf Bei den Bewe gungen des Roboters ist somit Vorsicht geboten da sich wie weiter unten eingehender beschrieben die Bewegungsbahn des Roboters nicht unmittelbar voraussagen l sst Der Roboter gibt ber die integrierte Schwei interfacekarte Sollwerte sog Leitspannungen f r Stromst rke und Drahtgeschwindigkeit vor Ebenfalls sendet er ein Signal zur Freigabe der Stromquelle die ihrerseits eine entsprechende R ckmeldung gt 0 Lichtbogen steht gibt vgl Kap 4 4 Erg nzende technische Details sind i
151. ge in der bersicht 135 13 6 2 Schwei parameter 136 13 7 3a E Learning Anschluss per 137 13 7 3b E Learning Anschluss via serieller Schnittstelle R8232 137 13 7 5 2 E Learning 139 13 7 5 3 E Learning KC Win Webinterface 01 140 13 81 13 2 Projektplan Diplomarbeit Bellenberg Markus e Learning Szenario Roboterschweisszelle Druck vom Di 22 10 02 16 57 Betreuer Prof Dr Gebhardt FESTO Didactic Denkendorf April Mai Juni Nr PSP Vorgangsname 31 03 06 09 12 15 18 21 24 27 30 03 06 09 12 15 18 21 24 27 30 02 05 08 11 1 1 Meilensteine 2 11 Themengertist OK von FH und FESTO 3 12 Dipl Arbeit anmelden in Aachen 4 1 3 SI Abgabe der Diplomarbeit 5 1 4 Vortrag und Colloquium in Bremen 6 2 Rahmenbedingungen i Tab 1 Projektplan 7 2 Verschiedenes K Zeg 4 Verschiedenes 12 22 Wohnung Breme
152. gegeben welche f r die TCPs bei dem vorliegenden Lernsystem Roboterschwei en verwendet werden m ssen Bedingt durch die Schwei interfacekarte wurde dem Multifunktionspanel eine besondere Software aufgespielt welche zus tzlich einige Funktionen unterdr ckt AUX 28 29 31 48 49 131 etc die bei einem Handlingsroboter blicherweise zur Verf gung stehen und das Einrichten der TCPs erheblich vereinfachen w rden z B AUX 48 tool dimensions 4 3 2 Freiheitsgrade Achsen Im vorliegenden Fall wird ein sogenannter 6 Achsen Roboter verwendet welcher gen gend Freiheitsgrade besitzt um einer Schwei aufgabe wie dem Bahnschwei en gerecht zu werden Der Arbeitsraum ist in Anhang 13 4 3 2b abgebildet Die 6 Achsen des Roboters werden mit JT1 bis JT6 bezeichnet wobei JT6 die Achse direkt am Greifer ist Ein Scara Roboter und selbst ein 5 Achsen Roboter w ren hier unbrauchbar da eine Anzahl von weniger als 6 Freiheitsgraden der Notwendigkeit nicht gerecht w rde der Schwei brenner stets im Winkel von 45 zur Schwei kante stehen zu lassen Bei Schwei aufgaben bildet in der Regel die Winkelhalbierende zwischen den Werkst cks kanten die zudem noch senkrecht auf beiden Kanten stehen muss den optimalen Anstell winkel am Metallzylinder ist dieser 45 gro Beachtet werden muss dabei dass ein Roboter bei gestreckten Armengelenken Bewe gungsfreiheitsgrade verliert Solche Punkte werden auch Singularit ten genannt Da die vorl
153. gen das sich insbesondere auszeichnet durch geringe W rmeeinbringung Fein tropfigkeit und wenig Schwei spritzer 5 2 Schwei verfahren 5 2 1 Punktschwei en Das Punktschwei en wird oft auch als Heften bezeichnet Dieser Schwei vorgang erm glicht das schnelle und sichere Fixieren verschiedener Bauteile miteinander damit die 5 Grundlagen des Schwei ens 40 gro e Warmeeinbringung durch das nachstehend beschriebe Bahnschwei en kein berm iges mechanisches Verziehen des Werkstoffs hervorrufen kann In IRF 00 hei t es zum Punktschwei en Bei der Nutzung von Industrierobotern steht das Punktschwei en weiterhin an erster Stelle Durch relativ einfache Realisierungs m glichkeiten und hohe Wirtschaftlichkeit gelang es vor allem in der Automobilbranche die unergonomische und f r den Menschen belastende T tigkeit des Punktschwei ens mit Hilfe von Robotern zu automatisieren Derartige Arbeiten erledigt der Kawasaki Roboter mit 2 einfachen Befehlen Programmausschnitt w2set 15 0 5 70 4 7 Schwei punktdatenbank 15 0 5sec 70 4 7V 9 5m min 20m min 10V LAS 1 15 Schwei punkt setzten mit Parameter Nr 15 5 2 2 BahnschweiBen Durch verbesserte M glichkeiten der Bahngenerierung mit Hilfe von CAD Daten und optimierte Bahnverfolgung mittels Sensoren findet das Bahnschwei en mit Robotern mittlerweile eine weite Verbreitung Zur Schwei nahtverfolgung werden taktile optische und elektrische S
154. h Bewegungsfolgen und wegen bzw winkeln frei program mierbar und gegebenenfalls sensorgef hrt sind Sie sind mit Greifern Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln allgemein einem Effektor ausr stbar und k nnen Handhabungs und oder Fertigungsaufgaben ausf hren In Deutschland wird au erdem verlangt dass ein Roboter mehr als 3 Bewegungsachsen besitzen muss Diese Definition ist allerdings nicht einheitlich In vielen L ndern wie Japan oder den USA wird eine hiervon abweichende Definition f r Roboter verwendet Das f hrt dazu dass Statistiken nicht immer eindeutig Auskunft geben inwiefern die aufgef hrten Roboter auch zu einer Automatisierung f hren IRF 00 13 Anhang 115 13 4b Technische Daten des Kawasaki 503 Knickarmroboter Arbeitswinkel Motion Range Max Speed und maximale 250 s Geschwindig 100 s keit 140 s 360 s 320 210 480 720 270 720 180 s 360 s 3kg Tr gheitsmoment 5 88N m 0 12kg 5 88N m 0 12kg m 2 94N m 0 03kg m genauigkeit Antriebsmotor b rstenloser AC Servomotor Gewicht ca 20kg ee nur f r Achse 1 45 nische Stopper Grundplatte Punkt X in der Abbildung Ursprung absolute Laut Kawasaki gleich Positionier der Wiederholgenauigkeit genauigkeit 0 05 mm Max Linear 2400 mm s Max Nutzlast Max Last am Handgelenk 2 D lt Geschwindigk Max Greif 620 mm entfernu
155. hersteller z B Binzel Dinse stellen laut Kawasaki entsprechende Schwei brenner und Brennerhalter her Im vorliegenden Fall lag jedoch eine Verdrehung um die Z Achse von 30 und eine Verschiebung auf der X und Y Achse vor Somit musste der AKON Brennerhalter w hrend der Diplomarbeit entsprechend umkonstruiert werden vgl Kap 3 4 2 Skizze Anhang 13 4 3 1b Es konnte nicht gekl rt werden wieso Kawasaki in der entsprechenden Hilfsfunktion AUX 50 arc weld torch dimensions Angaben f r beliebige Verschiebungen und Verdrehungen nicht von vorne herein zul sst da es mathematisch kein Problem darstellt und sie in der Robotersoftware bereits an anderer Stelle genutzt wird Eine Umgehung dieses Problems ist mit dem Befehl TOOL in der Kawasaki Sprache realisierbar Selbst nach tagelanger Einrichtarbeit der TCPs musste festgestellt werden dass Drehungen um die jeweiligen TCPs zu Verschiebungen auf den Achsen f hrten also nicht exakt um 4 Der Kawasaki Roboter 32 einen Punkte gedreht wurde Vermutlich waren die vorhandenen nicht 100 einwandfrei Verschiebungen im TCP sind als befriedigend anzusehen Durch den o g speziellen Halter des Roboters ver ndert sich der Bewegungsraum Es muss bei Bewegungen stets sichergestellt werden dass der Roboter weder beim Greifen den Schwei brenner noch beim Schwei en den Greifer durch Kollision mit Schwei zellen komponenten oder Rohlingen besch digt Im Anhang 13 4 3 1b werden Werte an
156. higer Schwei prozess w rde gestartet werden wenn versehendlich unsinnige Werte vom Anwender ber die Robotersteuerung vorgegeben werden Die Maximalwerte werden durch die maximale Leitspannung 10V und die maximale Leistung des Schwei ger tes beeinflusst Im derzeitigen Zustand der Gesamtanlage wird durch die Bet tigung des NOTAUS Schalter nur die Roboterbewegung beendet doch nicht das Schwei ger t ausgeschaltet Dieser Missstand muss unter allen Umst nden bald m glichst behoben werden Besondere Schwei befehle siehe Anhang 13 4 3 6 1 Elektrischer Schaltplan siehe Anhang 13 3 4 4 Der Kawasaki Roboter 38 4 5 Zusammenfassung Grundlegendes Verstandnis der Robotersteuerung der Teachbox der Koordinatensysteme eines Roboters und deren Transformation und Rucktransformation des Kalibrierens der Anfahrpunkte von Geschwindigkeit Genauigkeit und Reproduzierbarkeit von Schwei vorgangen sind f r ein Verstehen und schlie lich gezieltes Anwenden eines Schwei roboters genau so unabdingbar wie das grunds tzliche Verstehen der bereitgestellten Programmiersprachen und ihrer Besonderheiten Hierauf stellten die Ausf hrungen in Kap 4 ausf hrlich wenn auch nicht ersch pfend ab Die hier behandelten Aspekte sind nach Auffassung des Verfassers auch unverzichtbare Bestandteile des Lehrinhaltes und didaktisch daher entsprechend zu verankern Es wurde untersucht und gezeigt dass der Kawasaki Roboter bereits in seiner vorl
157. ie Spannung bei gleichbleibender Drahtf rder 5 Grundlagen des Schwei ens 44 geschwindigkeit ist um so l nger wird der Lichtbogen Dadurch wird die Schwei naht breiter und flacher Bei einer zu hoch gew hlten Spannung ergeben sich zu geringe Einbrandtiefen bzw Bindefehler gro e Spritzerverluste und schlechtere mechanische G tewerte SLV 01 erh hte Spannung liefert gr ere Lichtbogenl nge bei konst erh hte Spannung liefert breitere flachere Schwei naht zu hohe Spannung liefert geringe Einbrandtiefe Spritzer Bindefehler 5 4 3 Einfluss der Schwei geschwindigkeit vs Eine Ver nderung Lichtbogenarten und der Abschmelzleistung erfordert eine Anpassung der Schwei geschwindigkeit Bei zu gro er Schwei geschwindigkeit kommt es zu einer Abnahme der Einbrandtiefe die Schwei naht wird berh ht und es entstehen seitliche Einbrandkerben Durch zu geringe Schwei geschwindigkeit wird das Schmelzbad zu gro Es besteht die Gefahr dass es vor den Lichtbogen l uft Auch dadurch entsteht ein zu geringer Einbrand bzw Bindefehler Durch eine Reduzierung der Schwei geschwindigkeit wird au erdem auch die Strecken energie d h die W rmeeinbringung bezogen auf die Nahtl nge erh ht SLV 01 falsche Schwei geschwindigkeit liefert geringe Einbrandtiefe zu gro e Schwei geschwindigkeit liefert berh hte eingekerbte Schwei naht 5 4 4 Einfluss des Kontaktrohrabstandes Der Kontaktrohra
158. iegende Schwei zelle sehr kompakt gebaut ist wurde der abma kleinste Roboter der Kawasaki Gruppe ausgew hlt Dies bringt mit sich dass der Roboter schnell in solch gestreckte Positionen gelangen kann Dies gilt es durch geschickt programmierte Bewe gungen zu unterbinden 4 3 3 Bewegungsverfahren Der Kawasaki Roboter beherrscht die drei blichen Roboter Bewegungsverfahren das kartesische gelenkoptimierte PTP und kreisinterpolierende Verfahren Die Unterscheidung der Verfahren ist elementar wichtig da durch falsche Wahl trotz identischer Anfahrpunkte leicht Unf lle entstehen k nnen da sich wie im Folgenden beschrieben die Orientierung des TCP Koordinatensystems unterschiedlich verh lt 4 Der Kawasaki Roboter 33 4 3 3 1 Das Kartesische Verfahren Dieses Verfahren wird auch als Lineare Bewegungsart bzw Lineare Interpolation bezeichnet Bei einer Linearbewegung des TCP auf einer Geraden wird die kartesische Lage zwischen Anfangslage und Endlage w hrend der Bewegung interpoliert und im kartesischen Takt durch die R cktransformation in Gelenkwinkel umgerechnet IRF 00 Dies ist rechenintensiver als das folgende PTP Verfahren Die Orientierung des TCP Koordinatensystems geht dabei kontinuierlich von der des Anfangspunktes zu der des Endpunktes ber Bei dem h ufig verwendeten pick and place Greifen und Ablegen eines Bauteiles bleibt der Greifer also stets senkrecht zur Grundplatte vgl Anhang 13 4 3 3 1 4 3 3
159. iegenden Ausstattung incl Peripherieger te hard und softwarem ig alle Voraussetzungen f r ein Punkt und Bahnschwei en besitzt Die vor Beginn der Diplomarbeit noch nicht befriedigend oder elegant gel sten Teilaspekte wie das Kreisbahn Schwei en und Vermeiden von Kol lisionen in bestimmten Situationen Konfigurationen wurden in diesem Kapitel verdeutlicht und die erfolgreichen Probleml sungen dargestellt Wesentliche Punkte dieses Kapitels waren Einrichtung des TCP f r Greifer und Schwei brenner Optimierung des Greiferhalters vgl Kap 3 4 2 sowie Anbindung und Einrichtung des Schwei ger tes an den Robotercontroller Wegen ihrer grunds tzlichen Bedeutung f r die Gesamtaufgabenstellung werden die im Rahmen der Diplomarbeit durchgef hrten Realisierungen von Bewegungsabl ufen und des eigentlichen Kreisbahnschwei ens in Kap 6 behandelt Versuche mit Rohlingen werden zeigen dass und in welcher G te die Realisierung der neuen Bewegungsabl ufe gelungen ist Sie sollen gleichzeitig aber auch Ans tze f r die didaktische Aufbereitung des Schwei ens selbst incl bestimmter Aufgabenstellungen f r die Lernenden bieten Die eigentliche didaktische Aufbereitung und Durchdringung der Themenkomplexe ist jedoch nicht Gegenstand dieser Arbeit Vorab wird im folgenden Kapitel Kap 5 das Fundament f r das Thema Bahnschwei n hte gelegt Es werden die Zusammenh nge der Schwei parameter sowie deren Auswirkung auf
160. ionen Audio Video etc e Kommunikationstools wie Email Diskussionsforen Chat etc Folgende Vorteile zeichnen E Learning aus es kann am Arbeitsplatz oder zu Hause gelernt werden e individuelle Lerngeschwindigkeit und Zeiteinteilung beim Lernen die Trainingstiefe kann individuell gesteuert werden Lernergebnisse k nnen verfolgt werden Der Transfer des Gelernten in den Berufsalltag sonst klassische Schwachstelle vieler Trainings kann durch gro e Arbeitsplatzn he der Lerninhalte sowie durch profes sionelle Online Betreuung sichergestellt werden Internet Browser und Internetverbindungen sind in weitem Umfang vorhanden Der Zugriff auf die Lerninhalte ist ber User ID und oder Passwort kontrollier und abrechenbar Anzahl der Zugriffe Datum und Zeitpunkt des Zugriffs es entfallen Wartezeiten sowie Reisekosten Zwei Hauptnachteile seien hier genannt e Limitierte bertragungs Bandbreite die zur Zeit noch eingeschr nkten Bandbreiten reduzieren die Multimedialit t der Inhalte Sound Video Der Bildschirmgr e limitiert die Anzahl simultaner Darstellungen 7 E Learning System 58 Die nichttechnischen Grundanforderungen die Unternehmen an E Learning stellen sind die didaktische Qualit t und Gestaltung der Lehr und Lernprozesse eine schnelle Einf hrung in gew nschte Thematiken eine informationstechnische Unterst tzung der Weiterbildungsprozesse die Anbindung an die Person
161. ird eine Strecke von 170mm in X Richtung 0027 880 mm 0 5 88 0 mm verfahren relative Berechnung um P2 zu 4405 045 88 0 mm Ergebnis P2 wird mit einer Genauigkeit von 020 88 0 mm 0 05mm erreicht Positionier 0 2 88 0 mm genauigkeit des Roboters 0 307 0 35 88 0 e 040 88 0 mm Versuch 2 Abb 61 rechte Skizze 0 015 mm 0 031 mm 0 077 mm 0 154 mm 0 230 mm 0 307 mm 0 384 mm 0 461 mm 0 538 mm 0 614 mm Der Roboter wird um einen Winkel von Verdrehung an der Pallette verdreht Das BASE Koordinatensystem des 001 170 0 mm Roboters ist damit nicht mehr parallel mit der e Grundplatte 1 wird ein weiteres mal geteacht 940 1700 Ausgehend von P1 wird eine Strecke von 170mm 0 15 170 0 mm in X Richtung verfahren relative Berechnung 0207 170 0 mm 0 25 170 0 um P2 zu erreichen 030 1700 Ergebnis P2 wird nicht erreicht eine 0359 170 0 Abweichung in X und Y Richtung 0 40 170 0 mm um Werte a und b entsteht 0 50 170 0 mm 0 60 170 0 mm te 0 70 170 0 mm Dies zeigt welche Pr zision bei der Ausrichtung 0805 1700 mm des Roboters notwenig ist damit Bewegungen 090 170 0 mm entlang der BASE Koordinaten m glich sind 1 00 170 0 mm 0 030 mm 0 059 mm 0 148 mm 0 297 mm 0 445 mm 0 593 mm 0 742 mm 0 890 mm 1 038 mm 1 187 mm 1 484 mm 1 780 mm 2 077 mm 2 374 mm 2 670 mm 2 967 mm 127 r sin p
162. isch der Drehgreifer die Verblitzungsschutzverglasung und die Gasd senreinigung zum Einsatz Das vor der Industriemesse verwendete Programm war zu diesem Zweck unstrukturiert und nur sp rlich mit Kommentaren versehen worden siehe dazu Anhang 13 3 5 1 Eine Dokumentation zur Software lag nicht vor Die Bewegungsabl ufe des Roboters waren nicht optimiert Die Mechanik von Greiferhalter und Schwei tisch lie en Bewegungen f r Bahnschwei n hte nicht zu Mechanisch war der Greiferhalter nicht entsprechend den in Kapitel 4 3 1 erw hnten Forderungen gefertigt Eine Kollisionsabschaltdose war weder mechanisch angebracht noch elektrisch ange schlossen Die pneumatischen und elektrotechnischen Schaltpl ne lagen gr tenteils vor Erweiter ungen waren jedoch nicht nachgetragen Im Schaltschrank befanden sich teilweise Komponenten die ausschlie lich f r den Messe aufbau ben tigt worden waren und die bersicht einschr nkten Als Teil des E Learning Systems war der Robotercontroller mit dem bereits erw hnten FESTO EasyPort ber einen angeschlossenen Rechner mit dem Internet verbunden Der vorhandene Quellcode war in Unterprogramme unterteilt Diese konnten via Internet ange sprochen werden indem ein Bitmuster ber das Internet versendet vom EasyPort in 24V Signale umgewandelt und letztendlich von einem Programm wieder entschl sselt wurde welches auf der Robotersteuerung lief Auch diese Software nderung war nicht dokumentiert Die
163. ischer h ndischer Feinabgleich Sch He er Spannung Strom Drahtvorschubgeschwindigkeit 10 Umin Ar nur bei 1 Knopfregelung m glich resultierende Lichtbogenl nge bleibt durch innere Regelung der Schwei quelle konstant Lichtbogenleistung Ger usch etc resultierende bzw m gliche Lichtbogenart en Spr h Kurz Impuls Lichtbogen Tropfenfrequenz Spritzermenge Fernsteuerung Leitspannungen zu verwendende erw nschte Brenneranstellung stechend neutral schleppend E 23 n F 5 D EN D ur 5 ei N D E 3 3 D x 2 2 3 5 U vorhandener Roboter max Geschwindigkeit Anz analoger digitaler E A Wahl der Schwei geschwindigkeit z B 90 Bei Punktschwei en Heften Schwei dauer z B 0 75 resultierende Streckenenergie resultierendes Einbrandtiefe form Nahtbreite Nahth he a Ma Schmelzbadgr e 7 Haupteinflu R Nebeneinfliss e Innere Regelung Stromquelle D Schwei M Bellenberg C fetter Text aktuell verwendete Werte Festo Didactic GmbH 8 Co 02 10 02 Abb 64 Schwei parameter Zusammenh nge in der bersicht 13 Anhang 13 6 2 Schwei parameter Ta
164. itigen Ausbildungssituation der Bundesrepublik auf dem Gebiet der Roboterschwei technik Rechnung tragend wurde eine kompakte Roboter Schwei zelle mit der Bezeichnung Lernsystem Roboterschwei en als ein Gemeinschaftsprodukt der FESTO Didactic GmbH amp Co Denkendorf der K Robotix GmbH Bremen unterst tzt durch Kawasaki Robotics Neuss und AKON CAD Services Bremen entwickelt FESTO Didactic und Kawasaki erkannten die Notwendigkeit eines solchen Lernsystems Ende 2000 FESTO Didactic erstellte das Konzept f r dieses Lernsystem und anschlie end erfolgte der Entwicklungsauftrag hierzu an AKON Die erste Version des Lernsystems wurde Mitte Februar 2001 fertiggestellt und im April auf der Hannover Messe Industrie HMI 2001 pr sentiert Das Lernsystem wurde dort als Teil einer Transferstra e vorgef hrt Nach der Messe wurde das System aus der Transferstra e ausgegliedert und in den Ausstellungsraum der Fa K Robotix transportiert Danach wurden kleinere mechanische nderungen an Greiferhalter und Spannwerkzeugen von Fa AKON durchgef hrt Auf der HMI 2002 wurde das E Learning System der Bendit GmbH Bremen auf dem FESTO Stand erstmalig pr sentiert Das Lernsystem Roboterschwei en konnte mit 1 Zusammenfassung 5 beweglicher Kamera aus Bremen ber das Internet auf eine Leinwand auf dem Messestand projiziert und von dort ferngesteuert werden Ziel der vorliegenden Diplomarbeit war die v llige technische berarbeitung und Opti
165. ki ist nur durch vier Punkte 2 Halbkreise m glich e Drehung des Schwei brenners um 360 wird durch die Fixiereinrichtung behindert Das nun folgende Kapitel geht auf die Anbindung des nun in sich funktionsf higen Lernsystem Roboterschwei en an ein E Learning System ein Dabei wird gezeigt wie die genannten Programmabl ufe vgl Kap 3 5 2 im Internet ferngesteuert werden k nnen 7 E Learning System 57 7 E Learning System Das Thema E Learning wird in dieser Arbeit aufgrund der Notwendigkeit der Themen begrenzung vereinbarungsgem nicht tiefergehend bearbeitet Das vorliegende Kapitel ist daher gedacht als Einstieg f r detailliertere Untersuchungen zu diesem Thema Technisch wurde die Anbindung zum E Learning System weitestgehend optimiert Die Schaffung einer didaktisch sinnvollen Benutzeroberfl che ist nicht Gegenstand dieser Arbeit Ans tze hierzu werden jedoch im Folgenden gegeben 7 1 Einf hrung Durch die Einf hrung von Internet und die Nutzung von PCs in allen Bereichen des Alltags hat eine Revolution des Lernens begonnen E Learning Beim E Learning handelt es sich um eine Internet gest tzte Lernform Die Teilnehmer bekommen die Lerninhalte ber das Internet zur Verf gung gestellt und k nnen zudem zus tzliche elektronische Dienste zum Austausch von Fragen und Erfahrungen mit anderen Teilnehmern nutzen Hauptbestandteile solcher Online Lernumgebungen sind Inhalte in Form von Texten Bildern Animat
166. lb Greifstelie vertahren linear Greifer 5 Preview Reale Anlage beobachten 5 M schnell ber Palette verfahren Aufgabe stellen L sen Gir AUS Vereen AUS Aufgabe LE Geist pick 2 Aufgabe knapp oberhalb 2 Greifstelle an Greifstelle verfahren linear linear Copyright 2002 Jupitermedia AU rights reserved Reprinted with permission from ees internet com modified by Bellenberg Area de IntemetServices 2002 optimized for Netscape 4 Internet Explorer 4 and above s Abb 68 E Learning System Puzzle 13 Anhang 140 Bedieneroberfl che welche im Rahmen der Diplomarbeit entstanden ist Der Ablaufplan ist hier als Puzzle realisiert der Anwender muss diesen erst richtig zusammen bauen erst dann kann der Roboter ferngesteuert werden Dies ist didaktisch wertvoller 13 7 5 3 E Learning KC Win Webinterface KCwin Web Interface Microsoft Internet Explorer Dates Bearbeiten Ansicht Favoriten Extras 2 14 2 01 suchen gegen G gt Adresse KawasakiChentinterfacezxampiehtml O KCwin Web Interface io gt gt HERE 11 Yimm Z mm Tideg 73 400 220 177 179 85 HERE tesch_g_pallet SendLine Abb 69 Bendit KC Win Webinterface Webinterface des Kawasaki Programms K
167. lbar sein IRF 00 13 Anhang 121 13 4 3 1b Einrichtung des TCPs en nn 4 Ba x i E 154 i i y i i Abb 55 Schwei brenner Greifer Schwei brenner TCP Abb 55 links gt tool tcp_weld X mm Y mm 2 mm Oldeg Aldeg T deg 0 000 0 000 174 60 0 000 45 00 0 000 174 6 mm auf RoboterFlansch Z Achse bis Schnittpunkt Z Achse Stromkontaktrohr Schwei draht mit 15mm vorgegeben 45 um RoboterFlansch Y Achse gedreht aus Zeichnung abgelesen Die von Kawasaki bereitgestellte Funktion 50 ARC WELDING TORCH DIMENSION wird in diesem Fall nicht genutzt da die Kr mmung Drehung des Schwei brenners auf der Y Achse liegen m sste hier liegt sie jedoch auf der X Achse Diese AUX Funktion ist somit nur in Spezialf llen nutzbar Greifer TCP Abb 55 rechts gt tool tcp_gripper X mm Y mm 2 mm Oldeg Aldeg 0 000 154 00 74 90 90 00 90 00 90 00 154 mm auf RoboterFlansch Y Achse bis Aussenkante Greifer gemessen 74 9 mm auf RoboterFlansch Z Achse bis Z Achse Greifer berechnet 90 um Z Achse gedreht vom Robotersteuerung nicht angenommen eine Drehung um 90 90 90 Grad ist somit notwendig Mit HSET CLAMP m ssen die richtigen Ausgangssignale dem Greifer zugeordnet werden damit die Greifer Befehle funktionieren z B open relax close 13 Anhang 122 13 4 3 2a Definition Freiheitsgrad Ach
168. le Schnittstelle RS232 bereitgestellt Des weiteren werden von der Robotersteuerung die pro grammierten Bewegungsabl ufe und externen Signale abgearbeitet vgl Anhang 13 4 1ff 4 2 Multifunktionspanel Teachbox Grunds tzlich stellt das Multifunktionspanel die Schnittstelle zwischen Roboter und Bediener dar Kawasaki bietet ein benutzerfreundliches Panel an welches auf einem druck empfindlichen Farbbildschirm Touchscreen verschiedene Men s zur Auswahl von Bild schirmseiten bietet Neben einigen Bildschirmseiten zur berpr fung der Bewegungsabl ufe des Programmstatus und der Ein Ausgangssignale bietet das Panel ebenfalls die M glich keit der Manipulation an Dabei k nnen vorrangig bestimmte Koordinatenpunkte mit dem Roboter angefahren und gespeichert man spricht vom teachen in indirekter Teach In Programmierung Programme getestet neu erstellt oder ver ndert werden Die sog Online Programmierung wird in den Kawasaki blichen Sprachen angeboten auf die im Abschnitt 4 3 6 n her eingegangen werden soll Einige Abbildungen des Panels sind in Anhang 13 4 2 zu finden 4 Der Kawasaki Roboter 31 4 3 Grundlagen zum Roboter 4 3 1 Einrichten von Werkzeugen TCP Bei Robotern wird generell unterschieden in Basis und Werkzeugkoordinatensystem engl tool coordinate system Bei Kawasaki k nnen diese individuell definiert werden blicher weise wird der Ursprung des Basiskoordinatensystems jedoch im Basissockel des Ro
169. lenstein darstellen als es auf engem Raum vollst ndig die gesamte Komplexit t eines industrienahen Roboter Schwei prozesses bietet 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 12 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 3 1 Einf hrung Das vorliegende Roboterschwei system basiert auf den FESTO Didactic MPS Stationen FESTO Didactic vermarktet unter dem Namen MPS f r Schulungszwecke verschiedene Handlingstationen in Modulbauweise welche industrienahe Prozesse von einfachen bis hin zu recht komplexen incl Steuerungstechnik und komponenten Robotertechnik industriellen Bussystemen realit tsnah darstellen Dazu geh ren Module wie Verteilen Pr fen Montieren Sortieren und Stanzen Im gezeigten Beispiel wird ein zylinderf rmiges Kunststoffbauteil Kunststoffzylinder siehe Abb 2 nach Farbe sortiert siehe rote Bauteile Abb 1 Werden alle MPS Stationen hintereinander durchlaufen so entsteht schrittweise das Modell eines pneumatischen Druckluftzylinders mit R ckstellfeder welches letztlich bei angelegter Druckluft seinen Kolben tats chlich bewegen w rde Dieser Ablauf zeigt modell haft eine gesamte Produktionsanlage mit realen Industriekomponenten Abb 1 MPS Station Sortieren FESTO2 Der Grundk rper Abb 2 unten wird im Lernsystem Roboterschwei en als Metallzylinder geh use Abb 3 erstellt Eine Einbindung des Lernsystems Roboterschwei en in eine Prozesskette mit anderen MPS Stationen ist in Planung dabei w
170. lgenden Abschnitten beschrieben welche Auswirkung die Ver nderung von einzelnen Parametern auf den Schwei prozess hat Es werden Schulungsunterlagen der SLV Fellbach SLV 01 auszugsweise zitiert 5 4 1 Einfluss der Schwei stromst rke Durch die Stromst rke wird wie bei allen Lichtbogenschwei verfahren in erster Linie die Abschmelzleistung und die Einbrandtiefe beeinflusst Eine Erh hung der Schwei strom st rke f hrt unter der Voraussetzung eines stabilen Lichtbogens zu einem tieferen Einbrand Demzufolge ist im Kurzlichtbogenbereich der Einbrand flacher als im Spr hlicht bogenbereich Die Abschmelzleistung steigt ebenfalls mit zunehmender Stromst rke Die Einstellung der Schwei stromst rke erfolgt durch Ver nderung der Drahtf rder geschwindigkeit vo Bei den am h ufigsten verwendeten Drahtdurchmessern von 1 0 mm und 1 2 mm ist die Schwei stromst rke zur Drahtf rdergeschwindigkeit etwa proportional Bleiben Drahtf rdergeschwindigkeit und Lichtbogenspannung konstant kann sich eine nderung der Schwei stromst rke auch durch gr er oder kleiner werdenden Kontaktrohr abstand ergeben SLV 01 erh hter Strom liefert tieferen Einbrand und h here Abschmelzleistung Erh hung des Stromes durch Erh hung der Drahtf rdergeschwindigkeit vo 9 4 2 Einfluss der Schwei spannung Die Spannung muss durch Wahl einer Kennlinie an der Stromquelle der entsprechenden Stromst rke zugeordnet werden Je gr er d
171. lomarbeit erstmalig hergestellt Skizze s Anhang 13 4 3 1b damit die Schwei bewegung haupts chlich auf die letzte Achse des Roboters beschr nkt bleibt N heres hierzu s Kap 4 3 1 Abb 10 Kollisionsabschaltdose Prinzip ausgel ste Dose SOMMO2 Die Kollisionsabschaltdose Abb 10 der Firma Sommer Automatic wurde ebenfalls w hrend der Diplomarbeit eingebaut Sie berwacht die auf das Greifersystem von au en einwirken den Kr fte Hierzu dient eine integrierte Mechanik welche jeglichen Druckverlust im Fehlerfall ber einen Metallstift und einen induktiven N herungssensor signalisiert ber schreiten die Kr fte die per justierbarer Druckluft zugelassene Maximalkraft so trennt die Kollisionsabschaltdose in Sekundenbruchteilen das gesamte Greifersystem mechanisch vom Roboterflansch Das Greifersystem h ngt sodann lose am Roboter Gleichzeitig wird der Roboter stillgesetzt und gibt die Fehlermeldung Torch interfered Schwei d se kollidiert aus Die Kollisionsabschaltdose meldet bei ordnungsgem anstehendem Luftdruck ihr Betriebsbereit an den Roboter zur ck 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 19 3 4 3 Schwei stromquelle Drahtvorschubger t Abb 11 EWM Schwei ger t Drahtvorschubger t Stromquelle Die Schwei stromquelle Abb 11 rechts und das Drahtvorschubger t Abb 11 links sind Produkte der Firma EWM Die Schwei stromquelle unterst tzt drei Schwei verfahren Metall Inert Gas MIG Schutz
172. luss auf Kerbwirkung und je nach Anforderungen spritzerfrei oder zumindest spritzerarm Der Praktiker spricht oft davon dass es eine Sache des Gef hls und der Erfahrung sei die richtigen Parameter zu finden Nach genauer Beobachtung von Schwei ern wurde fest gestellt dass sich in etwa folgende Entscheidungen und resultierende Handlungsabl ufe vor jedem Schwei versuch ergeben vgl Abb 24 Schwei ger t und Roboter begrenzen die freie Wahl der Parameter max Schwei strom Schwei spannung Schwei geschwindigkeit Das vorhandene Material bestimmt das zu verwendende Schwei verfahren 1 u a MIG f r VA ALU und MAG f r niedrig legierte St hle nicht f r ALU geeignet Das jew Schwei verfahren grenzt die Auswahl der verwendbaren Schutzgase ein Aus Schutzgas und Lichtbogenart ergibt sich die Schutzgasmenge Die vorhandene Materialst rke ben tigt eine bestimmte W rmeeinbringung 2 Aus Nahtgeometrie und Schwei position z B berkopfschwei en ist der Draht durchmesser zu w hlen 3 f r 0 8mm Draht max 180 1mm bis 280A 1 6 mehr als 280 A Der Kontaktrohrabstand hat direkten Einfluss auf die Einbrandtiefe er wird auf konstantem Wert gehalten z B 12mm 15mm Aus 2 und 3 ergeben sich schlie lich Schwei strom Spannung und Draht vorschubgeschwindigkeit wobei je nach Schwei ger t zwei der dieser drei Parameter vorgegeben und der jeweils dritt
173. m eine rechtwinklige Ausrichtung zu garantieren Abb 38 Dreier Palettenhalter in einem Bauteil 2 8 Ausblicke 69 8 2 Ausblicke zum Kawasaki Roboter In den schwei spezifischen Hilfebildschirmen z B AUX 28 weld condition sollten alle einstellbaren Parameter mit ihren regul ren physikalischen Einheiten eingebbar sein und steuerungsintern der entsprechenden Leitspannung ordnungs gem kalibriert zugeordnet werden Dies ist bedienerfreundlich und w rde dazu f hren dass der Bediener nicht nur den Schwei strom in Ampere sonder auch die Drahtvorschubgeschwindigkeit direkt in cm min anstelle von derzeit Volt eingeben k nnte vgl Anhang 13 4 4a Zu Zwecken der Einbindung des Lernsystems Roboterschwei en in eine FESTO Gesamtanlage bietet Kawasaki eine optionale Profibus DP Einsteckkarte f r die Robotersteuerung an Durch diese Karte k nnte eine separate SPS Speicher programmierbare Steuerung bzw ein Zellenrechner mit der Robotersteuerung direkt kommunizieren Preislich liegt diese Karte bei etwa 2200 vgl Anhang 13 4 1b Eine optionale Ethernetkarte Preis ca 520 bei Neukauf eines Roboters w re ebenfalls eine m gliche Erweiterung zum zuvor genannte Punkt Sie k nnte separat oder zusammen mit der Profibus DP Karte installiert werden Wie in Kapitel 4 3 1 beschrieben sind bedingt durch die spezielle Schwei software der Robotersteuerung des Teachpanels nicht alle Hilf
174. m herk mmlichen Internetbrowser die Roboterzelle fernsteuern und beobachten k nnen Zur Durchf hrung einer sinnvollen Verbindung muss eine Bandbreite von mindestens 128 kBit s Doppelt ISDN von der Client Seite bereitgestellt werden damit sowohl das Bild der Kamera als auch Steuersignale zur Kamera und zum Roboter m glichst fl ssig bertragen werden k nnen Sendet der Server jedem Client das Kamerabild zu so ist die Anbindung an das Internet entsprechend mit gr erer Bandbreite auszustatten alternativ kann das Bild auf einen externen Internet Server zun chst bertragen und von dort aus vom einzelnen Client ab gerufen werden In der zweiten Variante wird somit das Datenaufkommen ausgelagert Die Roboterbewegung l sst sich vom Internet aus fernsteuern Der Weg der Daten vom Klick auf der Internetseite bis zur Roboterbewegung f hrt ber Javascript ein Java Applet 7 E Learning System 61 den Roman Server UGUI TCP IP und ber die serielle Schnittstelle des Servers hin zur Robotersteuerung Der detaillierte Aufbau der Server Client Kommunikation mit Anbindung an die Roboterzelle ist dem Anhang 13 7 3ff zu entnehmen 7 4 Sicherheitsaspekte 7 4 1 Webcam begrenzt die 3D Sicht Die Fernbeobachtung der Roboterschwei zelle ist Uber eine Internetkamera Webcam realisiert Diese ist bedingt beweglich gibt dem Internetbenutzer jedoch generell nicht die M glichkeit von verschiedenen Standorten aus die Zelle zu betrachten
175. mM ess wc at ened eine 17 FESTO BGreiler una Rectan baa een 17 9 Binzel Schwei brenner Querschnitt 02 17 10 Kollisionsabschaltdose Prinzip ausgel ste Dose 5 2 18 11 EWM Schwei ger t Drahtvorschubger t 19 12 IER ne ie Le 20 13 Schwei tisch mit Fixierungen Vorderansicht 2 21 14 Schwei tisch mit Fixierungen 5 21 15 Paletten Draufsicht JAKONOT uu u see 22 16 Paletten Seitenansicht a AH EE 22 17 Ri Ee 23 18 23 19 AKON Verblitzungsschutzverglasung 24 20 Schwei rauchfilterabsauganlage 24 21 Bendit E Learning 6 01 41 4 4 0 4 0 nnnnnnnnn namen 25 22 2 bebe EES EES 34 23 SG MAG Stammbaum EINDBI 39 24 Abh ngigkeit der Schwei parameter 42 24b Nahtgeometrien im berblick KAWA98
176. mierung dieses E Learning Prototypen um eine ausgereiftere Basis f r ein E Learning System zur Verf gung zu stellen Dazu wurden zun chst die Bestandteile der Roboter Schwei zelle und ihre technische Anbindung an das Gesamtsystem untersucht und wird in Kap 3 detailliert erkl rt Die Erl uterungen sind gedacht als Bausteine einer noch zu erstellenden um fassenden Lerndokumentation zum E Learning System In Hinblick darauf wurden ebenfalls das Bewegungsprogramm der Robotersteuerung und die Abl ufe von Punkt und Bahn schwei en v llig berarbeitet so dass nun eine f r Lernzwecke gut strukturierte durch sichtige und ausf hrlich dokumentierte Software vorliegt Des Weiteren wurden notwendige mechanische nderungen am kombinierten Greifer Schwei systems des Roboters vor genommen um qualitativ gute Schwei n hte und kreisinterpolierte Bahnschwei n hte als Grundvoraussetzungen eines marktf higen Lernsystems zu erzeugen Zur Verbesserung der Betriebssicherheit wurde eine Kollisionsabschaltdose in das System integriert Schlie lich waren gro e Teile der Kerndokumentation zu erg nzen Kap 3 In den Kap 4 und 5 werden Fachwissen zum verwendeten Kawasaki Roboter sowie Grund lagen zum Schwei en vermittelt Zur Unterst tzung der schwei technischen Aspekte des Lernsystems Roboterschei en wurden Schwei Versuchsreihen durchgef hrt Dabei wurden zur Erlangung und Optimier ung guter Schwei n hte Schwei parameter in Relatio
177. mplette Initialisierung der Anlage durch nur eine Befehlszeile herbeigef hrt werden Dies darf so sicherheitstechnisch nicht akzeptiert werden Dem kann durch gezielte Beschr nkung und geschickte Kombination beider Ans tze wie im Folgenden vorgeschlagen wird abgeholfen werden 7 5 4 Unterroutinen ersetzten Der Herstellungsprozess des Metallzylinders wird durch ein Hauptprogramm gesteuert Programm main siehe Anhang 13 3 5 2b Dieses Hauptprogramm ruft nacheinander Unterprogramme auf sog Subroutinen welche einzelne Aufgaben erf llen z B 5 pallet_pick s_pallet_place s_spotweld Der Ablauf kann ebenfalls vom Internet aus gesteuert werden siehe Anhang 13 7 5 2 Die verwendeten Subroutinen verwenden nur die bei der Initialisierung Programm init berechneten Punkte Der Internetanwender k nnte als m gliche Aufgabe eine der Subroutinen z B s_pallet_pick Greifen eines Bauteils von der Palette neu zu programmieren haben Die zur Bew ltigung dieser Aufgabe ben tigen Punkte m ssten dem Anwender in der Aufgabenstellung angegeben werden Die neu programmierte Unterroutine k nnte dann ber das Internet an die Robotersteuerung bertragen werden Upload Dies setzt voraus dass der Internetanwender sich im vorhinein z B mittels COSIMIR den korrekten Ablauf klargemacht hat Dem Anwender wird somit einerseits die Freiheit geboten eigene Programme zu schreiben andererseits durch Einschr nkung des Befehlsvorrat
178. n Wohnung Bremen 17 2 3 Vertragliches Vertragliches 21 24 wi Zust ndigkeiten und Betreuer 28 3 Arbeitsthema und zeit 33 Meetings 34 41 2er Abgleich 38 42 4er Meetings 39 4 2 1 Vorbesprechung i Vorbesprechung 40 4 2 2 ve Statusbericht an FH FESTO 41 4 2 3 Statusbesprechung Freitagsmails 42 4 2 4 ve Endbesprechung 43 5 Roboter Funktionalit t und Umgebung 44 5 1 Funktionalit ten programmtechnisch 45 5 1 1 Schnittstelle zum Schwei ger t Kawasaki kontaktieren 46 5 1 2 Schnittstellen des Controllers e learning I Os 47 5 1 3 Sf Beschriebung RProg Ausz ge 48 52 Funktionalit ten 49 5 2 1 Greifwerkzeuge 50 5 2 2 Sensoren elektrisch 51 5 2 3 Aktoren elektrisch pneumatisch 52 5 2 4 Arbeitsraum Greifer amp Schwei erwerkzeug 53 5 2 5 Beschreibung Funktionalit ten 54 5 3 55 5 3 1 Aufbau 56 5 3 2 Funktionen 57 5 3 3 Beschreibung Teachbox 58 5 4 Fr Datenblatt von Roboter erstellen 59 6 Analyse der Schwei zelle 60 6 1 gE Rohlingskomponenten 61 6 1 1 Rohlingskomponenten definieren 62 6 1 2 4E Komponenten in ausreich St ckz Besorgen 63 6 2 S Beschreibung Komponenten Funktionalit t 70 6 3 Ablaufsteuerung des Schwei vorgangs 73 6 4 Wichtige Eckdaten Schwei zelle 74 T Schwei parameter Versuche 75 7 Grundfunktionen Schwei en 76 72 Grund Qualit tsparameter Schw
179. n I 90A vo 10m min Abb 30 Einschwei versuch 3 Schwei geschwindigkeit Es zeigt sich bei ann hernd gleichbleibendem Schwei ger usch ein relativ geringer Einfluss der Ver nderung von vs auf das Nahtbild Abb 30 Wegen konstanter Drahtzufuhr Vp const ergibt sich lediglich Bahn 1 50cm min dickere Bahn Bahn 2 90 normale Bahn Bahn 3 140cm min zu schmale Bahn 6 Der Weg zur Bahnschwei naht 52 6 3 2 4 Versuch 4 Schwei strom Is vs 90cm min 1 60 90 120 vo 10m min Abb 31 Einschwei versuch 4 Schwei strom Es zeigt sich ein gro er Einfluss der Schwei stromver nderungen auf die Naht Abb 31 Bahn 1 60 leichtes h rteres Gestotter Ma sehr hoch d nne Naht Bahn 2 90A Rauschen a Ma ok a Ma s Abb 34 Bahn 3 1204 sehr weiches Blubbern a Ma zu gering gro er Drahtr ckbrand Draht nach beendetem Schwei vorgang viel k rzer als 15mm 6 3 2 5 Versuchsreihe 5 Gasmengenzufuhr Ve 0 10 20 l min vs 90cm min I 90A 10 m min Abb 32 Einschwei versuch 5 Gasmengenzufuhr Es zeigt sich ein gro er Einfluss auf die Naht nur bei fehlendem Schutzgas Abb 32 oben Bahn 1 kein Gas ploppendes Lichtbogenger usch deutlich schlechte Bahn Bahn 2 10 l min Rauschen Bahn ok bei angemessener Schutzgasmenge Bahn 20 l min wenig Unterschied zu Bahn 2 bei weiterer Steigerung der Gaszufuhr ist Ausblasen des Schwei b
180. n Anhang 13 3 4 3ff zusammengefasst 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 20 3 4 4 Abb 12 Binzel Gasd senreinigung Der Schwei brenner Abb 9 ist mit einem Stromkontaktrohr ausgestattet aus dem der etwa 1mm dicke Schwei draht austritt Die separate Gasd senreinigung Abb 12 der Firma Binzel muss regelm ig zur S uberung der Gasd se C Abb 9 verwendet werden da die Verschmutzung der D se w hrend des Schwei ens laufend durch Schwei spritzer zunimmt Sobald eine leitende Verbindung zwischen Gasd se und Stromkontaktrohr B entsteht darf nicht mehr geschwei t werden da sonst ein Lichtbogen zwischen Gasd se und dem zu schwei enden Bauteil entstehen k nnte Das Reinigungsger t verf gt sowohl ber einen elektrischen Motor welcher den Reinigungsfr ser Abb 12 unten in Bewegung setzt wie auch ber einen Hubzylinder der den Fr ser in die Gasd se einfahren l sst Beide werden ber ein elektrisches Signal vom Roboter angesteuert Nach erfolgter Reinigung muss die Gasd se ausgeblasen werden Dies wird ber ein weiteres Steuersignal Spr hen ein initiiert Die technischen Daten der Gasd senreinigung finden sich in Anhang 13 3 4 4 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 21 3 4 5 SchweiBtisch mit Fixierungen Abb 13 Schwei tisch mit Fixierungen Vorderansicht Abb 14 Schwei tisch mit Fixierungen Seitenansicht Auf der Grundplatte ist ein Aluminiumblock
181. n der Ausbildung zum Mechatronik Ingenieur an der Fachhochschule Aachen mit Vertiefungsrichtung Robotik war eine Diplomarbeit im Bereich Automatisation und Roboter technik sehr geeignet Die vorhandene Roboterschwei zelle bot gleicherma en Themen die auf erlerntem Wissen aufsetzen als auch die Herausforderung das Feld der Schwei technik von Grund auf kennen zu lernen Die Integration von Robotik Schwei technik und moderner Internettechnologie im Lernsystem Roboterschwei en und die dabei auftretenden praktischen wie theoretischen Aufgaben boten f r mich eine sehr interessantes Bet tigungs feld Im Folgenden wird das Ziel der Arbeit erl utert 2 2 Gemeinschaftsprodukt Lernsystem RoboterschweiBen Das Lernsystem Roboterschwei en ist ein Gemeinschaftsprodukt von FESTO Didactic GmbH amp Co Denkendorf sowie Kawasaki Robotics Neuss mit der K Robotix GmbH Bremen und AKON CAD Services Bremen FESTO Didactic und Kawasaki erkannten die Notwendigkeit eines solchen Lernsystems Ende 2000 FESTO Didactic erstellte das Konzept f r dieses Lernsystem Anschlie end erfolgte der Entwicklungsauftrag an AKON mit enger Kooperation der Konstruktionsabteilung von FESTO Didactic Die erste Version des Lernsystems wurde Mitte Februar 2001 fertiggestellt und im April auf der Hannover Messe Industrie HMI 2001 pr sentiert Das Lernsystem wurde dort als Teil einer Transferstra e vorgef hrt Ein Demoprogramm zum Roboterpunktschwei en wurde von F
182. n teilweise leicht ungenau und abweichend von Kreisradius FEHLER Kap 5 weiterschreiben Relaxen Korrektur Kap 6 Angang eingearbeitet Winword Fehler bei Fillialdokumenten welche noch in bearbeitung sind nderungen verfolgen Struktur Puzzle Programiert berarbeitet als ausblick einer neuen E Learning Oberfl che Schwei versuche Einschwei versuche Videos aufgenommen Bei K Robotix aufr umen Korrektur Videos auf 30s komprimiert Einknopfregelung als Kompfortables Schwei ger t inkl Datenbank ca 10 000 Eur im gegensatz zu einfacher Schwei anlage ca 1400 Eur Kapitel berarbeitet Karras aus Urlaub Quellenangaben berpr fen lassen Termin f r Kollog 6 Nov Schliffbild bei BIAS besprochen BilderCD f r Kap 7Schwei parametr VISO aufgelistet gt berpr fung durch SLV Fellbach Heidenreich 2 Kap 7 Schwei Grundlagen Anhang erweitert alle extr Dateien eingebunden E learning Puzzle Kap 8 Schwei test Alles zu einem Dokumente Kapitel gel scht Neue Nummerierung erstellt Umzug Visio Grafiken eingebettet Abb verlinkt Abb Tab per Hand nummeriert Word neue Seitenr nder amp 100 Jahre FH Aachen 7 Vortrag Korrekturen Abgabe der Diplomarbeit 3342 Zeilen 23666 Worte 161178 Buchstaben 185785 Zeichen Tab 2 Wochen bersicht Ausschnitt 83 13 Anhang 13 3 4a pneumatischer Schaltplan 10 npowopoep a 000700074656 esopyeyo
183. n zu einander gesetzt Es wird gezeigt wie sich durch Variation der Parameter das Bild einer Schwei naht positiv oder negativ ver ndert Anhand des Beispieles Bahnschwei en wird das autodidaktische Vorgehen beschrieben Kap 6 Es wird gezeigt in wieweit die Einbindung des FESTO Roboter Simulationsprogramms COSIMIR in das Lernsystem Roboterschwei en m glich ist und wo z Zt die Grenzen dieser Einbindung liegen Die Anbindung an das E Learning System wurde ebenfalls revidiert und geschwindigkeits optimiert die neu geschaffene Verbindung zwischen Robotersteuerung und Internet wurde programmtechnisch offen gestaltet und vermag den gesamten Befehlsvorrat der Robotersteuerung weltweit ber das Internet zu nutzen Eine neue E Learning Oberfl che wurde entworfen die auf dieser neuen Verbindung auf setzt Dabei wurden didaktische Grundgedanken ber cksichtigt und besonders darauf 1 Zusammenfassung 6 geachtet dass die nachtr gliche Erweiterung um neue bungsaufgaben einfach realisiert werden kann Kap 7 Die Arbeit zeigt schlie lich ausblickend an welchen Stellen die Gesamtanlage weiter entwickelt werden k nnte und welche neuen Features denkbar w ren Kap 8 Der Anhang der Diplomarbeit listet weitgehend technische Einzelheiten der verwendeten Hard und Software sowie detaillierte Erkl rungen der sie betreffenden technischen Zusam menh nge auf Kap 13 2 Einleitung 7 2 Einleitung 2 1 Motivation Wege
184. ng Montage Boden Decke Wand Reichweite Max 620 mm Versorgung 220 240 Volt AC 16A abgesichert Tab 7 Technische Daten Roboter KawA01 Die Angaben beziehen sich auf eine Belastung durch eine Masse von 3 kg bei maximaler Wiederholgenauigkeit auf einen Zeitraum von 10 Jahren Die Nutzlast ist definiert als Nennlast abz glich der Werkzeuglast 13 Anhang 116 13 4 1a Einf hrung in die Robotersteuerung Controller Die Steuerung eines Industrieroboters bildet die Schnittstelle zwischen dem Anwender und der Roboterhardware Sie hat die Aufgabe die angeschlossene Kinematik so anzusteuern dass die vom Anwender eingegebenen Aufgaben bestm glich verrichtet werden Zur L sung dieser Aufgabe sind folgende Teilaufgaben zu behandeln Kommunikation mit dem Bediener Unterst tzung bei der Programmgenerierung Programmverwaltung Programminterpretation Koordinierung der Bewegungsm glichkeiten einzelner Achsen zur sinnvollen Bewegung des Werkzeugs Generierung von Sollwerten in Achskoordinaten Regelung auf diese Sollwerte Modifikation der Sollwerte durch Sensoren oder durch die Peripherie Generierung von Informationen f r die Peripherie Kommunikation mit anderen Komponenten der Arbeitszelle Garantie eines sicheren Betriebszustandes Eine Robotersteuerung verf gt in der Regel ber die folgenden Betriebsarten Teach In Verfahren per Hand gesteuert und teachen von Punkten Testen Einzelschrittbetrieb
185. nschluss via serieller Schnittstelle RS232 W hrend der Dokumentation der Roboterschwei zelle wurde klar dass durch Verwendung der bereits existierenden seriellen Schnittstelle direkt an der Robotersteuerung die 0 9 Aneinanderreihung von Komponenten entfallen k nnte vorausgesetzt dass die Applikation dadurch keine Funktions bzw Geschwindigkeitseinbu en erf hrt und das ganze nicht teurer wird Es erwies sich bei n herer Untersuchung dass die Anzahl der Funktionen von knapp 32 Befehlen die zuvor maximal per Bitmuster bertragen werden konnten auf die volle Anzahl der Robotersteuerung zur Verf gung stehenden Befehle weit ber 200 erweitert werden konnte Wegen des Entfalls der vordem notwendigen Warteroutinen Bit bertragung per Internet konnten die bertragungsprozeduren gleichzeitig erheblich in ihrer bertragungsgeschwindigkeit verbessert werden Kosten f r Schnittstellenkabel und den EasyPort entfallen 13 138 Allerdings ging mit diesen Verbesserungen eine neue softwarem ige Einbindung einher Durch die modulare Bauweise des Bendit Softwarepaketes konnte dies jedoch zeitlich wie auch finanziell in vertretbarem Rahmen realisiert werden Zu beachten ist bei der L sung mit serieller Schnittstelle allerdings dass deren bertragungsrate 9600 KB s bei weitem geringer ist als die einer Netzwerkkarte 10 bzw 100 MB s Eine Netzwerkkarte kann optional f r die Robotersteuerung erworben werden sie ersetzt die
186. nschwei en KawA99 6 3 Versuche 6 3 1 Der Bewegungsablauf Die Werte f r Schwei geschwindigkeit vs Strom 1 und Drahtvorschubgeschwindigkeit Vo werden zun chst in Parametertabellen der Robotersteuerung abgelegt AUX 28 bzw AS Befehl W1SET Bei Kawasaki wird dabei vp in Volt angeben 10V 20m min siehe Umrechungstabelle Anhang 13 4 4b Diese Angabe ist nicht mit der Lichtbogenspannung zu verwechseln Die Drahtl nge ist m glichst gleich dem Kontaktrohrabstand zu halten Durch den Startvorgang bedingt s u ist es jedoch im vorliegenden Fall unbedenklich wenn der Draht per Hand sogar viel k rzer abgetrennt wird Der Ablauf eines Bewegungsprogramms Abb 26 links beginnt vor dem Schwei gut AC Punkt AirCut Danach positioniert es den Schwei brenner mit einem Kontaktrohrabstand von 12 15 mm konstant ber dem Schwei gut WS Punkt WeldStart das auf dem Schwei tisch fixiert ist Der Draht schleicht Fachbegriff mit geringerem Vorschub ein bis sich ein Kontakt zwischen Draht und Schwei gut bildet und damit der gewollte Kurzschluss zwischen Pluspol und Nullpotential der Schwei stromquelle entsteht Der Draht erw rmt sich f ngt an zu tropfen und schl gt in das Schwei gut ein Es entsteht ein Lichtbogen dessen Signal gt 0 von der Schwei quelle an die Robotersteuerung weitergegeben wird Das Signal ist gleichzeitig Freigabesignal f r die Bewegung des Roboters der nun mit der zugeh rigen Gesch
187. nzelteile Zusammenf gen Zylinder Realisierung von Kreisbahn Schwei ungen Technisch musste die Roboterschwei zelle dazu einwandfrei f r Punkt und Bahnschwei aufgaben kreisinterpoliert vorbereitet werden Alle f r gew hnliche Schwei anwendungen verwendeten Komponenten Gasd senreinigung etc mussten neben den Handlings aufgaben funktionst chtig in einen kompletten Bewegungsablauf eingebunden werden Dabei war der programmierte Quellcode klar strukturiert und dokumentiert zu halten Aus didaktischer Sicht mussten Teilaufgaben leicht verst ndlich und sinnvoll gegliedert werden Es wurde zudem davon ausgegangen dass der Anwender i d R Neuling im Bereich der Robotik ist und so wurde die funktionsf hige und einfach strukturierte L sung einer eleganten aber weniger durchsichtigen vorgezogen insbesondere unter Vermeidung der sonst anfallenden h heren Anzahl von Sonderbefehlen Das Ergebnis ist in Anhang 13 3 5 2 ff in Form von Funktionsablaufplanen und Quellcode dokumentiert Insbesondere die Funktionsablaufpl nen Anhang 13 3 5 2a geben eine klare bersicht der Abl ufe wieder Um diese Durchsichtigkeit zu erreichen wurde der Quellcode in ein Hauptprogramm und Subroutinen Hilfsprogramme zur Bew ltigung der Schwei und Handlings aufgaben unterteilt Auf m glichst selbsterkl rende Programm und Variabelennamen wurde besonders Wert gelegt Alle Handhabungs Subroutinen wurden mit einem s_ am Anfang 3
188. oboter steuerung Werden nur 9600 Baud zugelassen so kann es u a auch hier zu Datenstaus kommen und eine wichtige Anweisung wie NOTAUS k nnte nicht schnell genug ausgef hrt werden Allein diese Gesichtspunkte f hren dazu dass sich angesichts der weitreichenden VDE Vorschriften zur Wirkung von NOTAUS eine solche Funktion auf einer Internetseite grund s tzlich verbietet 7 4 5 Sicherheit von Vorortpersonal Bei Fernnutzung des Robotersystems muss besonders sichergestellt werden dass sich w hrend der Roboterbewegungen keine Person im Gefahrenbereich der Zelle aufhalten kann Sie h tte keinen Einblick wann der Internetbenutzer eine Roboterbewegung ausl st Dies kann z B ber eine Sicherheitsumz unung vorgenommen werde 7 4 6 Multiuser Zugriffsverwaltung Eine gleichzeitige aktive Benutzung der Anlage ber das Internet durch mehr als einen User Lernenden ist didaktisch ohne Bedeutung Vielmehr macht es Sinn Zeitfenster oder limits f r Praktikumsaufgaben verschiedenen Benutzern nacheinander einzur umen gekoppelt mit klaren An und Abmelderoutinen z B per User ID Es kann jedoch grund s tzlich problemlos ein beliebig gro es Publikum via Internet die Aktionen beobachten Dies wird lediglich begrenzt durch die bertragungsbandbreite vgl Kapitel 7 3 7 5 E Learning by doing Unter dem Aspekt E Learning is learning by doing ist die praktische Erprobung des Gelernten an der real existierenden Roboterschwei zell
189. pper o_gripper o_turnleft o_turnright 3 o_turngripper o_turngripper o_center o_center o_fix o_hood o_hood 2 2 8 o_spray 9 o_cleanerturn 10 o_cleanerup 11 12 13 o_weldstart 14 15 16 2 17 18 19 rot 20 21 22 BESSBRSRRBS Eingange des Controllers Bezeichnung Klemme 4 neben Rob Klemme Sub D 37 Eing nge Buchse C Controller Variablen Profibus DP Startsignal Profibus DP Typkennung Profibus DP Typkennung Bit 1 Profibus DP Typkennung Bit 2 Greifer ist auf Greifer ist zu Drehzylinder ist rechts Drehzylinder ist links Greifer Drehzylinder ist Auf Greifer Drehzylinder st Zu Zentrierschlitten Auf Zentrierschlitten st Zu Fixierung ist Auf Fixierung istZu Haube ist oben Haube ist unten COM1 GND von Extern 2 GND OV von Extern Kollssions Abschaltdose ohne Palette 1 ist vorhanden Palette 2 ist vorhanden Palette 3 ist vorhanden neben Dreher Stromquelle Lichtbogen steht 120 Stromquelle Reserve 1 Stromquelle Reserve 2 Stromquelle Reserve 3 EasyPort Webinterface Handshace EasyPort Webinterface Bit 00001 EasyPort Webinterface Bit 00010 EasyPort Webinterface Bit 00100 EasyPort Webinterface Bit O1 Reserve Reserve Hub Brennerreinigung ist unten AKONSchweisBelegung2 xe nicht verwendet 8988 4 rot 1001 1002
190. r Teile der Kerndokumentation und schlie lich Erneuerung der Anbindung an das Internet mit Steigerung von Funktionsumfang bei gleichzeitiger Verringerung der Latenzzeiten vgl Kap 7 3ff Im folgenden Kapitel Kap 4 wird auf den Kawasaki Roboter und dessen Robotersteuerung das Kernst ck des Lehrsystems Roboterschwei en eingegangen Anschlie end wird in Kapitel 6 die Realisierung der Bahnschwei naht beschrieben 4 Der Kawasaki Roboter 30 4 Der Kawasaki Roboter Grundlegendes Verst ndnis zu Aufbau und Funktionsweise von Robotern wird vorrausgesetzt Im Anhang 13 4ff sind jedoch zu jedem der nachfolgenden Unterpunkte hin reichende Anmerkungen und technische Details aufgef hrt Wie im Kapitel 3 4 1 bereits erw hnt handelt es sich bei dem verwendeten Handlingsroboter um einen mit einem speziellen Greifersystem und einer speziellen Schwei karte erweiterten Kawasaki FSO3N 4 1 Robotersteuerung Controller Passend zum Kawasaki FSO3N wurde eine Kawasaki Robotersteuerung C40 verwendet Die Robotersteuerung engl Controller wurde im vorliegenden Fall hardwareseitig ber eine Schwei schnittstellenkarte und softwareseitig ber eine spezielle Softwareversion auf Schwei aufgaben vorbereitet Die Robotersteuerung verarbeitet ber eine Ein Ausgabe Karte externe digitale Signale der Sensoren und Aktoren sowie ber die Schwei schnitt stellenkarte analoge Signale der Schwei anlage Zum Anschluss eines PCs ist eine seriel
191. r den Betreiber solcher Anlagen zu stellen Lohnt der finanzielle Aufwand des Einbindens von E Learning in die Gesamtkonzeption der Didaktik Bring das E Learning System einen Mehrnutzen f r die Gesamtanlage Auch die Personalverantwortlichen auf Seiten der Anwender werden sich die Frage stellen nach dem Sinn und Nutzen eines weit aufgebohrten und didaktisch damit komplexen Lern systems Welche Personal und Sachressourcen werden gebunden Wird die sog Eier legende Wollmilchsau nicht den Lernenden leicht in die Situation bringen dass er vor lauter B umen keinen Wald mehr sieht und die Effizienz des Lernens eher gesenkt statt gesteigert wird Hier sind zwingend vor Realisierung genaue Bedarfsanalysen durch das Produktmanage ment durchzuf hren und intensiver Gedankenaustausch zwischen Anbieter und Kunden herzustellen Die Tatsache an sich dass neben den theoretischen Unterweisungen nicht einfach nur softwarerealisierte Simulationen dem Lernenden an die Hand gegeben werden sondern die praktischen Unterweisungen an der real existierenden Roboterzelle ebenfalls via Internet erfolgen stellt einen didaktisch nicht hoch genug zu bewertenden Pluspunkt dar wie in Kap 7 5 dargelegt 7 E Learning System 66 Die oft zitierten allgemeinen Vorteile von E Learning bekommen hier weitergehende Bedeutung Praktikum findet nicht mehr nur beim Hersteller oder in eigens daf r vorbereiteten Instituten sondern der Idee des E Learnings konsequ
192. r ebenfalls eingegeben Jede Schwei Kondition wird durch eine Nummer gekennzeichnet Diese Nummer wird beim Programmieren von Schwei bewegungen in Blocksprache als Referenz verwendet Es stehen bis zu 20 unterschiedliche Konditionen zur Verf gung 28 ARC WELD CONDITION WELD CONDITION 0 WELD SPEED 40 cm min CURRENT 60 0 A VOLTAGE 3 2V POLE RATIO CRATER TIME CURRENT VOLTAGE 2 SS Abb 63 Arc Weld Condition AUX 28 KAWA98 Fur Punktschwei en engl Spot Welding steht ein hnlicher Bildschirm bereit Wichtig Werden Schwei konditionen in der AS Sprache verwendet so m ssen zur Definition ebenfalls die entsprechenden AS Befehle verwendet werden siehe Anhang 13 4 3 6 1 13 Anhang 134 13 4 4b Leitspannung f r Drahtvorschubgeschwindigkeit Leitspannung f r Drahtzufuhr 20m min gt 10 V Vmax m min cm sec mm sec 1 00 1 67 16 67 0 50 2 00 3 33 33 33 1 00 3 00 5 00 50 00 1 50 4 00 6 67 66 67 2 00 2 00 3 33 33 33 1 00 3 00 5 00 50 00 1 50 4 00 6 67 66 67 2 00 5 00 8 33 83 33 2 50 6 00 10 00 100 00 3 00 7 00 11 67 116 67 3 50 154 17 158 33 162 50 166 67 170 83 175 00 179 17 183 33 187 50 191 67 200 00 Tab 8 Leitspannung f r Drahtvorschubgeschwindigkeit Die oben angegeben Umrechnungstabelle dient der Nutzung eines EWM Schwei ger tes an einer Kawasaki Robotersteuerung incl Schwei interfacekarte bei der die Drahtvorschub geschwindigkeit in Volt
193. rbeitsklima welches selbst im Stress meinen Humor nicht untergehen lie und f r die Bereitstellung der Arbeitsmittel dem gesamten AKON Team f r die fortdauernde Unterst tzung bei technischen Fragen und anregenden Gespr che welche f r willkommene Abwechslung sorgten dem Bendit Team f r die eifrige Unterst tzung beim Thema E Learning und die netten Mensa G nge ohne die ich wahrscheinlich verhungert w re Ulli Reintges der mir zu Beginn alle wesentlichen Informationen und Geheimnisse der Kawasaki Roboter mitteilte und somit die Einarbeitungszeit verk rzte J rgen Sch chlin dem ich nicht nur die detaillierte Einf hrung ins Roboterschwei en verdanke sondern der mir mit seiner direkten Art stets mit guten Praxistipps zur Seite stand wenn die Schwei vorg nge doch einmal klemmten J rgen Scholz und Thomas Ammann von der Firma Linde Gas AG f r das Bereit stellen umfangreicher Informationen zum Thema Schwei en Matthias Streff und Arie Stephan Koller SLV Fellbach die zum Ende der Diplom arbeit f r mich Zeit fanden und mir mit Informationen etlichen Hilfestellungen und Gespr chen zum Thema Schwei en wieder ruhig Blut machten Herbert Biebl f r interessante fachliche Diskussionen und der Bereitstellung von aufschlussreichem Beispiel Programmcode und Herrn Hammer welche mich beide in meinen Auffassungen st rkten und mich dem Ziel der Arbeit sehr weiter brachten Peter Gerken dessen flinken Fingern ich die perfekte Au
194. rpr fen der Teachpunkte Kawasaki bietet zwei Programmiersprachen an Die AS und Blocksprache 4 3 6 1 AS Die als AS Sprache Advanced Superior bekannte Programmiersprache ist eine einfach zu erlernende Basic und V weit verbreitete Roboterprogrammiersprache hnliche textbasierte Sprache welche alle n tigen Sprachelemente von Bewegungsbefehlen und Befehlen zur Ein Ausgangssteuerung ber Schleifenstrukturen und Verzweigungsbefehle bis hin zur Verwaltung von gleichzeitig ausf hrbaren Programmen Multitasking beherrscht Verfahrpunkte werden als Variable in einer Punktetabelle abgespeichert und k nnen mit dem Multifunktionspanel genau eingerichtet nachgeteached werden Die Punktetabelle ist von jedem Programm ansprechbar globale Variablen Damit jedoch keine Punkte aus anderen 4 Der Kawasaki Roboter 36 Programmen heraus berschrieben werden m ssen eindeutige Punktenamen gew hlt werden Ein berblick ber die funktionsst rksten Befehle findet sich im Anhang 13 4 3 6 1 4 3 6 2 Blocksprache Die zweite Programmiersprache wird als Blocksprache bezeichnet und bringt im Wesentlichen nur bei der Bedienung ber das Multifunktionspanel Vorteile Dort unterst tzen bestimmte Bildschirme die anwendungsbezogene Aufgabenl sung So k nnen zum Beispiel einfache Bahnschwei aufgaben durch vier geteachte Punkte erledigt werden da bereits automatisch Punkte als Anfangs bergangs oder Endpunkte festgelegt und somit di
195. rrechnungss tze sogar Kosten prognose und verfolgung f r das Projekt darstellen Der Ausdruck von bersichtspl nen sog Balkendiagrammen aus diesem Projektplan gibt dem Anwender einen besseren berblick ber das Gesamtgeschehen fokussiert ihn dabei jedoch gleichzeitig auf seine aktuellen T tigkeiten Dies schafft Planungssicherheit 2 Einleitung 9 Das Ende der Diplomarbeit konnte bis auf Tage genau vorhergesagt werden Der planerische Mehraufwand f r diesen Projektplan nahm etwa 3 Wochen in Anspruch Ein Ausdruck des Projektplanes findet sich in Anhang 13 2 3 a Es hat sich weiterhin als Vorteil erwiesen dass w hrend der gesamten Diplomarbeit die laufende Arbeit fast t glich dokumentiert wurde Dies dient der eigenen Arbeitsdisziplin und Termintreue festigt die bersicht ber neu erarbeitetes Wissen da es kontinuierlich schriftlich fixiert wird Die Wochen bersicht ist in Anhang 13 2 3 b abgebildet 24 Zielgruppe Das vorhandene Lernsystem Roboterschwei en ist insbesondere mit Blick auf die mittelst ndische Industrie entwickelt worden Hier ist ein Nachholbedarf auszumachen an Schwei Fachleuten mit fundiertem Wissen der Robotik wie auch Roboter Fachleuten mit gen gendem Wissen zum Thema Schwei en Ausbildungsst tten f r diese Zielkern gruppe d rften an Systemen dieser Art ebenfalls gro es Interesse haben Hierzu hei t es in KROBO2 Das FESTO Lernsystem Roboterschwei en richtet sich
196. s Dabei sind sowohl theoretische wie praktische Ausbildungen mit abschlie endem Testat Lehrgangsinhalte Im Vordergrund der Ausbildung steht das Schwei en per Hand In wenigen F llen wird jedoch auch auf das Schwei en per Roboter eingegangen Die Ausbildung zum Roboterschwei techniker existiert nicht Auf die Programmierung von Robotern wird wenn berhaupt nur unzureichend eingegangen Im Bereich Roboterausbildung wird ebenfalls das Thema Roboterschwei en hnlich ver nachl ssigt 2 Einleitung 11 Deutschland werden die Bediener von Robotern durch die Hersteller und deren Vertriebspartner in der Regel ber Roboter Lehrg nge 1 2 Wochen geschult Hierbei wird vor allem das Programmieren von Robotern gelernt Eine fundierte Aus und Weiterbildung zum Roboter Fachmann Techniker oder Ingenieur im Bildungsangebot in Deutschland beschr nkt sich z Zt auf die Handhabung von Robotersystemen Entsprechende Aus und Weiterbildungsma nahmen zur wichtigen Integration von Robotik in technologische Prozesse wie Schwei en fehlt aber noch meistens KROBO2 Fazit ist dass es Ans tze zur Ausbildung zum Schwei Fachmann mit Roboterkenntnissen und Roboter Fachmann mit Schwei kenntnissen gibt Jedoch werden z Zt weder vom DVS noch von den jeweiligen Roboterherstellern fl chendenkend die ben tigten kombinierten Ausbildungen zum Roboterschwei fachmann angeboten Das Lernsystem Roboterschwei en kann hier insofern einen Mei
197. schen Ausrichtung der Paletten selbst Hier addieren sich schnell Fehler da nicht alle Bauteile mit der Grundplatte verstiftet sind und somit ein gewisses Spiel aufweisen Die Wiederholgenauigkeit 0 05mm des Roboters d h wiederholtes Anfahren eines geteachten Punktes sowie dessen absolute Positioniergenauigkeit d h 0 05mm nach Aussage K Robotix Bremen z B beim Anfahren eines berechneten Punktes haben somit kaum Einfluss siehe Anhang 13 4 3 5a 13 4 3 5b Zur Bahngenauigkeit welche die Toleranzen bei einer Bewegung in den zuvor genannten Bewegungsverfahren beschreibt gibt Kawasaki keine Auskunft 4 3 6 Programmiersprachen Neben dem im Kapitel 4 2 angesprochenen Online Verfahren zur Roboterprogramm erstellung gibt es ebenfalls das h ufiger genutzte Offline Verfahren Hierbei k nnen auf einem handels blichen Programme textbasiert programmiert oder in einer Robotersimulationssoftware erstellt werden Anschie end k nnen die Programme auf den Roboter mittels serieller Schnittstelle bertragen werden Hierzu dient u a die Software KC Win von Kawasaki Als Simulationssoftware kann die Software COSIMIR FESTO verwendet werden Kap 9 2 Vorteilhaft ist bei dieser industriellen Simulations Anwendung dass der Roboter seine aktuellen Aufgaben bis zur berspielung der neuen Daten ununterbrochen verfolgen kann und somit teure R stzeiten f r Neuprogrammierungen entfallen Tests sind auf ein Minimum reduzierbar be
198. sen Gelenk K rper Gelenk Gelenk K rper 0 __ Gelenk K rper4 Abb 56 Achsen Gelenke 00 Freiheitsgrad Anzahl der voneinander unabh ngigen Bewegungsm glichkeiten des Roboters gegen ber einem festen Koordinatensystem Die Lage eines frei beweglichen Objektes ist durch drei Werte der Position x 2 und drei Werte der Orientierung Rotation um X Y Z eindeutig festgelegt Dadurch ergeben sich bei einem 6 Achsen Roboter maximal 6 Freiheitsgrade Aufgrund der gew hlten kinematischen Grundstruktur ergibt sich ein kartesischer zylinderf rmiger oder kugelf rmiger Arbeitsraum des Roboters Der Arbeitsraum bestimmt die durch die mechanische Struktur eingeschr nkte Anzahl erreichbarer Positionen und Orientierungen IRF 00 13 Anhang 123 13 4 3 2b Arbeitsbereich des FSO3N Abb 57 Arbeitsbereich Seitenansicht 01 Abb 58 Arbeitsbereich Aufsicht KAWA01 13 Anhang 124 13 4 3 3 1 Das Kartesische Verfahren Bei einer Linearbewegung des TCP auf einer Geraden wird die kartesische Lage zwischen Anfangslage und Endlage w hrend der Bewegung interpoliert und im kartesischen Takt durch die R cktransformation in Gelenkwinkel umgerechnet Abb 59 Lineare Bewegung IRF 00 Wichtige Eigenschaften der Linearbewegung sind der Bahnverlauf des im Raum wird vorgegeben die Punkte der Bahn werden w hrend der Bewegung online
199. ser Ansatz der Strukturierung und Modularisierung mittels einzeln ansprechbarer Unter programmen konnte aus didaktischer Sicht nicht weiter verwandt werden da die Unterteilung des Quellcodes zu grob war s Anhang 13 3 5 1 3 Lernsystem Roboterschwei en 27 Eine CE gerechte technische Dokumentation nach Maschinenrichtlinien 98 37 EG f r Einzelkomponenten und die Gesamtanlage incl Gefahrenanalyse Wartungs und Bedie nungsanleitung Ersatzteiledokumentation und Schaltplanen wie KROBO2 beschrieben war nicht vorhanden Ausf hrliche Ausbildungsunterlagen laut KROBO2 fehlten ebenfalls Dieser auch den beteiligten Stellen bei K Robotix und FESTO nur teilweise bekannte Ist Zustand wirkte sich deutlich hemmend auf den Beginn der geplanten Diplomarbeiten aus Es ergab sich dadurch zun chst die ungeplante Notwendigkeit einen funktionsf higen Zu stand der Roboterzelle herzustellen unter dem erschwerenden Tatbestand der fehlenden oder fehlerhaften Dokumentation 5 0 3 5 2 Weg und Ziel Das Ziel bestand in der hard und softwarem igen Entwicklung und Optimierung des Lernsystems Roboterschwei en incl Schwei zelle die in 3 Abb 3 beschriebenen Metallzylinder aus drei Grundelementen automatisch zusammenzuf gen und anschlie en zu einem Ganzen zu verschwei en Dies wurde mit zwei Schwerpunkten schlie lich erreicht Neugestaltung der Abl ufe f r die pick and place Funktionen Palette Ei
200. sie f r nur genau eine individuelle Anwendung geeignet ist so ist sie i d R berfl ssig und sollte beseitigt werden Dieser Grundsatz wurde bei den Opti mierungen der angetroffenen Roboter Schwei zellen Konfiguration und der Realisierung eigener Teill sungen beachtet 3 Das Lernsystem Roboterschwei en 15 3 4 Mechatronischer Aufbau Abb 4 Roboterschwei zelle AKONO1 Der Aufbau der Schwei zelle Abb 4 besteht aus folgenden Komponenten deren elektri sche Anbindung in einem Schaltschrank untergebracht sind 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 Achsen Industrie Knickarm Roboter Greifersystem Schwei stromquelle Drahtvorschubger t Gasd senreinigung Schwei tisch mit Fixierungen Paletten Drehgreifer Verblitzungsschutzverglasung Schwei rauchfilterabsauganlage optional E Learning Anbindung Jeder dieser Komponenten ist im Folgenden ein eigenes Unterkapitel zugeordnet Im Anhang 13 3 4ff sind hierzu pneumatische wie elektrische Schaltkreise dokumentiert 3 Lernsystem Roboterschwei en 16 3 4 1 6 Achsen Industrie Knickarm Roboter gt NW Abb 5 Kawasaki Roboter FSO3N 00 Bei dem verwendeten Roboter handelt es sich um einen modifizierten Kawasaki 503 Roboter Abb 5 Die Typenkennzeichnung verschl sselt bei Kawasaki direkt die maximale Handhabungskraft hier 3 kg Der normale Handlingroboter wurde mittels einer zus tz lichen Schwei karte um die Funktionen des Schwei
201. sqe UdYNIdS zinyospue g jodninw any 01 441 jasuyyue 7 NuoydneH gt Nsa EA cA Abb 40 Schaltplan pneumatisch 13 Anhang 84 13 3 4b elektrische Schaltpl ne 5 5 3 e 5 Ki ber X4 an Pneumatik 58 8 Brennerreinigung Sensoren ES 2 5 5 5 5 2 5 8 is wo wos N SR 5 Per neben Roboter EEE GND DN Scheint falsch verkabelt und als Freilaufdiode gemeint GI 00 Greifer Zu i 01 Drehzyl LI TE a05 Haube Ak Resene TH bOO Motor Ein E bO1 Hub Aktivieren E a02 Gr Dreh Zu gt 4 5 1 LA 8 N Koppler Relais K1 K2 K3 K4 K5 KS KY K10 5 J mit intemer Freilaufdiode D 4 24 2 S 5 8 a e 8 SE e E 2 5 8 z ER Aktorenbezeichnung D gt o gt a a2 2 B o8 N 5 SE ee 2 oe x gt gt gt gt gt gt gt Flachbandkabel m D 4 8 D 8 9 Ausg nge C Controller Roboter Karte ogreif o
202. srichtung der Paletten und die wunderbaren 3D CAD Zeichnungen zu verdanken habe Olaf Schweer f r stets kompetente Ausk nfte zu speziellen Kawasaki Fragen Uwe Reinhard BiBa f r die kostenlose mechanische Bearbeitung des Greiferhalters Herrn Kiekert f r die schnelle Zusendung und das Sponsoring der Probebleche ohne die ich die Bahnschwei versuche nicht h tte durchf hren k nnen Daniel Sandoval for proofreading my English abstract and needed input in bad times Georg Gerstenbrand f r konstruktive Kritiken und andauernde Motivationssch be schlie lich meinen Eltern die mir durch ihre nicht nur finanzielle Unterst tzung mein Studium erm glichen meinen herzlichen Dank 10 Abbildungsverzeichnis 75 10 Abbildungsverzeichnis Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb Abb 1 MPS Station Sortieren 57021 nn 12 2 MPS Kunststoffzylinder 5 02 13 3 Metallzylindergeh use 2 13 4 Roboterschwei zelle AKONO1 2 0 2 15 5 Kawasaki Roboter FSO3N Ibkawa0o0 16 FESTO Ven tilinsel FESTO2 een 16 TAKON Greifersyste
203. system were also necessary in order to improve weld quality especially for circular interpolated weld seam paths thereby greatly enhancing the marketability of the training system Finally a collision detection system was implemented to improve operator safety The major parts of the technical documentation were supplemented Chapter 3 Chapter 4 and 5 give the fundamentals of welding and main information for the Kawasaki robot and its controller To provide a more detailed explanation of welding techniques a series of welding tests is documented in chapter 6 In particular the relation of the main welding parameters to weld quality is analyzed For example the synthesis of a circular interpolated arc welding seam is described in detail It is shown how and to what extent the FESTO robot simulation software COSIMIR can be implemented in this learning environment The data communication interface between the real world robot cell and the E Learning environment was rebuild in order to increase the transmission speed This new implementation enables the client to use all Kawasaki robot commands world wide via the internet Using this improved interface a new graphical E Learning user interface was designed allowing additional exercises to be easily added Chapter 7 The final thesis concludes with a series of outlooks that discuss how the Learning Environment can be further improved and which features could be added chapter 8
204. t sind in dieser Konzeption durch geeignete Plausibilit tspr fungen programme abzufangen sp testens bevor ein Upload scharf geschaltet wird Da die Unw gbarkeiten des Internet vielschichtig sind und im Sinne der VDE Vorschriften wohl kaum sicher geschweige denn selbstheilend durch Sicherungs programme abgefangen werden k nnen muss es in diesem Szenario gelingen alle notwendigen Sicherheits und Plausibilit tsroutinen ausschlie lich auf das physikalisch mathematisch in sich abgeschlossene System Roboterschwei zelle anzuwenden und zu beschr nken Mit der Erstellung des o g Compilers w rde weiterhin die in Kapitel 7 2 2 beschriebene automatische berpr fung und Diagnose von Bewegungsprogrammen in Hinblick auf ihre Kollisionsfreiheit vor einem Upload zur realen Robotersteuerung durch COSIMIR erm glicht Plausibilit tspr fungen Gel nge dies so w re eine nennenswerte Erweiterung und Flexibilit t des E Learning Systems gewonnen und auch hier ein markantes Alleinstellungsmerkmal f r das vorliegende Produkt geschaffen 9 Danksagung 74 9 Danksagung An dieser Stelle m chte ich allen danken die zum Entstehen dieser Diplomarbeit bei getragen haben Meinen beiden Betreuern Prof Dr Karras f r seine Unterst tzung und unkomplizierte Versorgung von kurzfristig ben tigten Bauteilen Prof Dr Gebhardt f r seine angenehme Art mich wieder auf den richtigen Weg zu bringen dem K Robotix Team f r das angenehme A
205. t weltweit z Zt ca 760 000 Roboter Stand etwa 2001 Dabei sind in Deutschland ber 23 000 Roboter auf dem Anwendungsgebiet Punkt schwei en und ber 13 000 Roboter auf dem Gebiet des Bahnschwei ens eingesetzt Stand 2000 Verband deutscher Maschinen und Anlagenbau e V VDMA Robotik Automation Diese Zahlen spiegeln die Wichtigkeit des Schwei ens der Industrie und die Notwendigkeit der Ausbildung in diesem Bereich wider Die Mehrzahl der Roboter wird in der Automobilindustrie verwendet Die auf die dortigen Belange sehr genau abgestimmten Ausbildungen werden oft hausintern und oder von eigens daf r unter Vertrag genommenen Instituten durchgef hrt Bez glich der Frage nach dem Erst Einsatz von Robotern ist in klein und mittel st ndischen Unternehmen hingegen oftmals die Angst vor der neuen Robotertechnologie und den damit einhergehenden Fehl Investitionen gro und berdeckt die unternehmerischstrategische Weitsicht dass diese Technologie sich z B in Kleinserien fertigungen technisch bestens und gewinnbringend eignen w rde Die Ausbildungslage in Deutschland leistet dieser innovationsbremsenden Grundeinstellung weiter Vorschub wie im Folgenden beschrieben wird 2 6 Schwei und Roboterausbildung in Deutschland In Deutschland bilden unter dem Dachverband DVS Deutscher Verband f r Schwei en und verwandte Verfahren e V t tige Schwei technische Lehr und Versuchsanstalten SLV Schwei fachleute au
206. ter untereinander angesprochen werden Die Abh ngigkeit der Schwei parameter zeigt nachstehendes vereinfachtes Parameterbild Material Materialst rke Nahtgeometrie z B St 37 2 z B 5mm z B Kehlnaht Drahtdurchmesser 0 8 1 1 2 Kontaktrohrabstand typisch 10 12 15 mm Schwei verfahren MAG WIG Drahtvorschub geschwindigkeit z B 10m min Lichtbogenspannung Schwei strom z B 90A resultierender Schwei strom Lichtbogenspannung Schutzgas z B 18 CO Ar Schutzgasmenge z B 10 Ar Schwei geschwindigkeit z B 90 Bei Punktschwei en Heften Schwei dauer z B 0 75 Abb 24 Abh ngigkeit der Schwei parameter In Anhang 13 5 3 ist eine differenzierte Grafik zu finden mit deren Hilfe der Leihe unbekannte Fachbegriffe im Kontext besser einordnen kann aber auch die Komplexit t des Schwei ens gezeigt werden soll 5 Grundlagen des Schwei ens 43 Beim Schwei en unterscheidet man u a zwischen folgenden Nahtgeometrien 1 Horizontal fillet 2 Flat fillet 3 Vertical fillet 4 Grove fillet 5 Lap fillet 6 Corner fillet H Abb 246 im berblick KAwA98 5 4 Auswirkung von Parameter nderungen auf die Schwei naht Zur Erl uterung der Abh ngigkeiten wird in den fo
207. tinen 102 47 Funktionsablaufplan Subroutinen 102 49 Neue Teachpunkte bersicht u a an a lie 103 50 Neue Teachpunkte 111 51 Multifunktionspanel 2 41 1 1 42 2 2 118 52 Multifunktionspanel Standard 119 10 Abbildungsverzeichnis 76 Abb 53 Multifunktionspanel frei programmierbarer I F 119 Abb 54 TCP Koordinatensystem IRF OU 120 Abb 55 Schwei brenner Greifer 22 22 2 44 2 21 4107 442 1 121 Abb 56 Achsen Gelenke IRF OU 122 Abb 57 Arbeitsbereich Seitenansicht 0 123 Abb 58 Arbeitsbereich Aufsicht 2 123 Abb 59 Lineare Bewegung IRF 00 124 Abb 60 PTP Bewegung 125 Abb 61 1 Hanne nennen 127 Abb 62 Multifunktionspanel 132 Abb 63 Arc Weld Condition AUX 28 9 133 Abb 64 Schwei parameter Zusammenh nge in der 135 Abb 65 Verbindun
208. tischen Algorithmus beschrieben werden und dienen auch Schwei tabellen nur dazu erste Einstellwerte im konkreten Fall zu ermitteln so kann mit Recht spekuliert werden dass Fuzzi Logic einen brauchbaren L sungsansatz f r eine selbstoptimierende Schwei naht darstellen k nnte Dieses realisiert w rde ein Alleinstellungsmerkmal auf dem Markt geben Durch diese Beschreibungsform von Regelparametern k nnte die Problematik komplexer Schwei parameterzusammenh nge m glicherweise in rechenbare Form und ggf in eine Software eingearbeitet werden die es derzeit am Markt nicht zu geben scheint Des fteren wurde angemerkt dass es g nstiger sei den Metallzylinder selbst zu drehen und die kompliziertere Bahnbewegung des Roboters dadurch zu umgehen Dies ist sicherlich in der Industrie eine zweckm ige L sung Im Lernsystem Roboterschwei en sollen jedoch gerade Probleme dieser Art geschult werden Ein Umbau der Anlage ist daher nicht empfehlenswert Der derzeit verwendete Schwei tisch bietet eine Aufnahme f r das verwendete Metallzylindergeh use Andere Rohlingsformen z B f r Falln hte k nnen nur in sehr begrenztem Ma e auf dem Schwei tisch fixiert werden Es ist zu berdenken einen Schwei tisch zu entwickeln welcher es erm glicht s mtliche an den SLV Standorten geschulten Nahtgeometrien ebenfalls schwei en zu lassen vgl Kap 5 3 Abb 24b Derzeit verhindert die Fixiereinrichtung Klemmwirkung von oben eine 36
209. und Uberschreiben von Hilfs und Positionsdaten Kontinuierliche Routen bzw Bewegungskontrolle CP ON OFF Continuous path Zeitverz gerungen nderungen der Koordinaten Prozesssteuerungsprogramme IRQ Handbabung Fehlerunterbrechungssteuerung Eingabe von Real String und Integervariablen Lokale Variablen Steuerung der Peripherieger te Unterprogrammaufruf mit Argumenten max Stack 20 Zweiarmsteuerung Schweissprogrammplanung Abschaltzeitgeber f r Servos Autostartfunktion 32 Eing nge 32 Ausg nge maximal 128 einschlie lich der dazugeh rigen Signale Industriestandard 24V Pegel RI O optional serielle Schnittstellen RS232 Control Net optional Ethernet optional z B TCP IP Feldbus Profibus DP optional Ausg nge Motorspannung ein Motor Power ON Fehlermeldesignal Automatik Zyklusbeginn CYCLE_START Lernmodus Teach Mode HOME1 Grundstellung1 HOME2 Versorgungsspannung ein Power ON Eing nge Externe Motorspannung ein Externe Fehlerbest tigung Externer Zyklusbeginn Externes Programm Startauswahl JUMP Programm Reset Ext Hold EXT_IT Externe Haltebdingung EXT_WAIT SLOW REPEAT MODE 13 Anhang 118 Fehlermeldungen Fehlercodemeldung Selbsttest Fehlerprotokoll Ablaufprotokoll Multifunktionspanel Totmann Sicherheitsschalter 8 inch LCD Farbbildschirm Touchpanel Teach lock Funktion NOTAUS Schalter Stift fur die Bedienung des Touchpanels PC Karten Einschub Erweiterbarer Speich
210. und fast fertig Anhang zu 6 Kapitel 5 amp Anhang Anhang aufger umt Kawa 3 2 Ventil in Ventilinsel eingebaut und Bilder von Robi amp co mit neuer Cam erstellt Bilder bearbeitet retauschiert Korrektur Kap 5 6 inkl Anhang Einbindung Bilder in Kap 5 Muchacha Palettensensoren anschlie en Flu diagramme Programme teachen alten Zustand erreichen Flu diagramme Programme teachen alten Zustand erreichen Punktschwei en Flu diagramme Daniels FESTO US Besuch in D Dip Arbeit korrigieren S1 18 Teachpunkte teach_g_ erstellt Berechnungen f r Punkte in init pp_de pg verfeinern u a mit Herbert Biebl besprochen umgebungspunke help_ ber jedem teach_g_ Punkte fest programieren damit Dipl Arbeit korrigieren Erstellen von main Analyse von Cosimir Ablauf Photos von Greifpunkten von Simulation erstellen bersetzten von V Cosimir programm AS Sprache init pg main pg subs pg Test AS Programm Einrichten der Hilfspunkte above_ Einrichten der abst nde in init Drehwender Bahnschwei naht 270 Grad klappt letze Test des Programmes main Bahnschweiversuche mit 40x40 Blechen Test von 360Grad Bahnschwei naht gt Schlauchpacket ist weiterhin Problem Webinterface von berarbeitet von mir auch noch mal und Probleme mit Webcam Vorstellung der Zelle f r SLV Fellbach Hilfe von SLV Mitarbeitern bei Einmessen der Zelle TIPs f r C1Move C2Move Kreisinterpolatio
211. ustry personnel including Welding Specialists Similarly welding education centers can provide welding courses to Robotic Specialists However neither training venue includes the necessary interdisciplinary knowledge and background information to adequately train robotic welding specialists An obligatory certification common in other industrial braches e g official welding certificate is not yet available for this specialty The German automobile industry is the largest user of robotic welding applications The greatest area of application of welding robots in Germany is found in the automobile industry Most training is done internally or by specialized companies and focuses mainly on the specific needs of automobile manufacture By contrast relatively few small and medium sized businesses use robots Robots are a significant investment and are generally only practical for high volume manufacturing and or when manufacturing goods with short production cycles One can argue however that welding robots are an exception because they can weld faster and more uniformly than humans and the complexity of the welding process itself is a good match for the robot s capabilities Therefore welding robots may still be advantageous even in small manufactories which could lead to significant growth in as yet untapped robot markets This could be welcome news for Germany who s robot usage still lags behind that of other industrialized nations
212. windigkeit aus der Parametertabelle zum n chsten Punkt WC Punkt WeldContinue verf hrt Der Schwei vorgang ist beendet Drahtvorschub und Strom 0 sobald der letzte Punkt WE Punkt WeldEnd angefahren worden ist Anschlie end wird der 6 Der Weg zur Bahnschwei naht 49 Schwei brenner mit einem weiteren AC vom Schwei gut abgesetzt Der Ablauf ist in folgendem Beispielprogramm in AS programmiert PROGRAM test_arc TOOL tcp_weld Schwei brenner ausw hlen LAPPRO 1 30 30 mm Schwei punkt verfahren BREAK abwarten bis letzte Bewegung beendet wlset 3 91 90 5 Schwei parameter in Datenbank 3 speichern vs 91cm min I 90A Vp 10m min 5V w2set 5 0 0 0 Endkraterf llung ausschalten 05 0 0 lws 1 LinearWeldStart linear anfahren lwe pos2 3 5 LinearWeldEnd mit Arc Condition 3 Schwei datenbank Kraterf llung 5 LDEPART 30 30 vor letzten Punkt verfahren END Hinweise zu den verwendeten Kawasaki AS Befehlen siehe Anhang 13 4 3 6 1 6 3 2 Einschwei versuche Es wurden wie im Folgenden beschrieben verschiedene Einschwei versuche durchgef hrt mit der Variation folgender Parameter Blechdicke st rke d Drahtvorschubgeschwindigkeit vo Schwei geschwindigkeit Brennervorschubgeschwindigkeit Vs e Schwei stromst rke Is Gasmengenzufuhr Drahtl nge lp Bewegungsablauf und Kontaktrohrabstand wurden konst
213. yoom RK HH HH HH ___ ds qaqas our 4 LNIOA pram doy TOOL 4 4 _ _ 2002 60 10 01544 IS 3 ue 3551 TIYO surgnoyans HH wwasoNd 108 13 01 KK HH KKH KKH KKK HK KH HK KK HK KKH HK HH 2002 60 T0 OLSJA snyzeW ute ur TIYO USSTISSTEMUOS Jne nz DEE nn KKK 6 5
214. ystem Roboter Schwei zelle via Internet aufgezeigt und diskutiert Den Abschluss bildeten berlegungen zur Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz solcher L sungen Es wurde u a gezeigt dass die bisherige Realisierung des E Learning Systems ber das FESTO EasyPort nicht optimal war und mit erheblichen Verz gerungen behaftet Es wurde beschrieben dass dagegen durch die in dieser Arbeit direkt ber die RS232 Schnittstelle neu realisierte Internet Anbindung der Robotersteuerung die bertragungszeiten wesentlich herabgesetzt werden konnten unter gleichzeitigem Entfall von Hardware Ausblickend kann spekuliert werden dass die Akzeptanz w chst mit dem Angebot von vergleichsweise einfachen Handlings von Online Simulationen via Internet bei gleichzeitig hohem Sicherheitsaufwand der unbemerkt im Hintergrund ablaufen muss Besonders aber w chst die allgemeine Akzeptanz wenn es gelingt dem Lernenden eine Umgebung zu pr sentieren die wesentlich die Gegebenheiten der Praxis widerspiegelt Dies gelingt um so mehr je umfassender seine Sinnesorgane mit eingebunden sind Sicherlich werden E Learning Systeme der hier diskutierten Art in naher Zukunft realisiert werden Es ist auch auf diesem rasch wachsenden Markt damit zu rechnen dass die Grenzen der Realisierbarkeit und Realisierung schnell weiter nach vorn geschoben werden Im folgenden Kapitel werden m gliche Weiterentwicklungen der Gesamtanlage sowie denkbare Features diskutiert 8 Ausblicke 68
215. zelle http www abb com global atabb Aktuelles ABB GmbH Osterreich 2001 AKON Bildarchiv AKON CAD Services Bremen 2001 Gerken Peter SolidWorks 3D CAD Zeichnungen AKON CAD Services Bremen 2002 DINSE Roboter und Automatenschwei systeme Prospekt Dinse GmbH Hamburg 2002 Aichele G Leistungskennwerte f r Schwei en Schneiden und verwandte Verfahren Deutsche Verlag f r Schwei technik DVS Fachbuch Schwei technik Nr 72 Dr G nter Betriebsanleitung Triton 260DC Weldon Drive AL EWM Hightec Welding GmbH M ndersbach 2000 FESTO Didactic GmbH amp Co http www festo com didactic shop asp http catalog festo com Onlineshop FESTO Didactic GmbH amp Co Denkendorf 2002 EF Robotertechnik GmbH COSIMIR Robotics Assistant COSIMIR Educational Hilfe Datei Institut f r Roboterforschung Dortmund 2000 Timmler Ulrike Der e learning presseclub http www e learning presseclub de elpc profil htm kapete OHG K ln 2002 Kawasaki Heavy Industries Ltd OPERATION MANUAL Arc Welding Specification Supplementary Edition Kawasaki Heavy Industries Ltd Japan 1998 Kawasaki Heavy Industries Ltd Exclusive for Arc Welding AS LANGUAGE REFERENCE MANUAL Kawasaki Heavy Industries Ltd Japan 1999 Kawasaki Robotics GmbH C3X C4X C70 Controller Installationshandbuch Kawasaki Robotics GmbH Neuss 2000 Kawasaki Robotics GmbH FS Serie Handbuch f r Aufstellung und Anschluss Reparatur und Wartung Kawasaki

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