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Programmierung von Cobots für das Laserschweißen: Grundlagen und Überblick

Bediener, der einen Laserschweiß-Cobot manuell einrichtet

 

Schweiß-Cobots sind dafür ausgelegt, in unmittelbarer Nähe zu menschlichen Schweißern zu arbeiten, um viele der Vorteile der Roboterautomatisierung in einem kostengünstigeren und einfacher zu integrierenden Paket anzubieten. Eine der wichtigsten Möglichkeiten, wie Schweiß-Cobots die Automatisierung zugänglicher machen, ist die Vereinfachung der Programmierung.

 

Wie werden Cobots für das Laserschweißen programmiert?

Jeder Schweiß-Cobot ist anders, insbesondere wenn man zwischen Lichtbogenschweiß-Cobots und Laserschweiß-Cobots unterscheidet. Auch wenn sich die Einzelheiten unterscheiden mögen, bleiben die Konzepte jedoch ähnlich. Im Folgenden werden wir das LightWELD Cobot System als Referenz verwenden.

Das LightWELD Cobot-System wurde mit einem kollaborativen Roboter von ABB GoFa entwickelt, dessen Programmierstil dem von Google Blockly sehr ähnlich ist. Blockly und andere ähnliche visuelle Programmiersprachen verwenden Drag-and-Drop-Blöcke, um komplexere Codierungskonzepte darzustellen. Durch den Wegfall typischer Codierungshürden wie Syntax ist die blockbasierte Programmierung benutzerfreundlich und zugänglich, insbesondere für Programmieranfänger.

Das LightWELD Cobot-System verwendet vordefinierte Blöcke, die eine Vielzahl von Cobot-Befehlen darstellen. Jedes Programm besteht aus einer Reihe von Schritten, Bewegungen und Schweißparametern. Diese intuitive Darstellung des Codes lässt sich nahtlos in die einfache Programmierung von Schweiß-Cobots integrieren.

Hier ist ein Beispiel für eine Reihe gängiger Programmierungsschritte, die in einer leicht verständlichen Liste aufgeführt sind:

  1. Begeben Sie sich in eine sichere Ausgangsposition.
  2. Bewegen Sie sich schnell zu einem Punkt oberhalb des Schweißstartpunkts.
  3. Die Schweißspitze ausrichten und langsam zum Schweißstartpunkt bewegen
  4. Schweißgeschwindigkeit einstellen
  5. Die Startposition, den Schweißplan und die Endposition der Schweißnaht vermitteln
  6. Bewegen Sie sich zu einer Position oberhalb der nächsten Schweißnaht und wiederholen Sie die Schritte 3 bis 5 ODER kehren Sie zur sicheren Ausgangsposition zurück.

Manuelles Teach-In
Die gängigste Lehrmethode für die meisten Cobots, das manuelle Lehren, auch Teach-by-Touch oder Lead-Through genannt, ermöglicht es dem Bediener, den Cobot-Arm in die gewünschte Position zu bewegen, indem er den Arm physisch durch seinen Bewegungsbereich führt. Bediener können Luftbewegungen programmieren, indem sie die Arm Side Interface (ASI)-Taste oben auf dem Cobot drücken. Die Benutzeroberflächen von Schweiß-Cobots enthalten auch vorprogrammierte Funktionen zur Steuerung des Start-, Fortsetzungs- und Stoppzeitpunkts des Schweißvorgangs.

Jogging-
Als Alternative zur manuellen Steuerung des Arms verfügt das LightWELD Cobot-System auch über eine Joystick-Steuerung, mit der die gewünschten Cobot-Bahnen eingelernt werden können. Die Betriebsmodi sind:

  • Gelenk: ermöglicht das separate Verschieben der Haupt- und Nebenachsen
  • Linear: ermöglicht X-, Y- und Z-Bewegungen aller Achsen
  • Neu ausrichten: Ermöglicht alle Achsenbewegungen um einen Punkt herum.

Die Optionen „Linear“ und „Neuausrichtung“ sind besonders nützlich für die Programmierung besonders präziser Bewegungen und Positionen. Mit „Linear“ kann der Bediener eine oder zwei Achsen für die Bewegung in nur einer Achse sperren. Die Neuausrichtung der Schweißspitze im Jog-Modus ermöglicht eine hervorragende Kontrolle über die Position des Schweißbrenners.

 

Wie werden die Parameter beim Laserschweißen gesteuert?

Um hervorragende Schweißergebnisse zu erzielen, müssen neben der Steuerung der Cobot-Bewegung und dem Ein- und Ausschalten des Schweißvorgangs auch die Laserparameter konfiguriert werden. Bei der Verwendung für das Handschweißen werden LightWELD-Laserquellen über physische Drehregler oder eine externe Schnittstelle konfiguriert. Das LightWELD Cobot-System umfasst den Zugriff auf alle Parameter und Optionen der Cobot-Steuerung.

Das Ändern der Laserparameter ist ganz einfach: Wählen Sie die Art des Vorgangs (Schmelzschweißen, Drahtschweißen, Heftschweißen, Reinigen), wählen Sie das Material aus und legen Sie die Materialstärke fest. Daraufhin werden die für den Vorgang optimierten LightWELD-Voreinstellungen geladen. Die Bediener können die Voreinstellungen jedoch nach Bedarf an ihre Anwendung anpassen und für die spätere Verwendung speichern. 

 

Wie lange dauert die Programmierung eines Schweiß-Cobots?

Schweiß-Cobots sind speziell auf einfache Programmierbarkeit ausgelegt. Wie lange die Programmierung eines Schweiß-Cobots dauert, hängt von der jeweiligen Aufgabe ab. 

Die Programmierung komplexer Aufgaben mit vielen Bewegungen oder solchen, die mehrere Teile gleichzeitig bearbeiten, dauert länger als die Programmierung einfacher Aufgaben wie beispielsweise einzelner Schweißungen. Die erstmalige Erstellung eines Programms, die auch das Testen und Optimieren von Parametern umfassen kann, dauert ebenfalls länger als die Ausführung einer bereits definierten Aufgabe. Letztendlich dauert die Programmierung eines Schweiß-Cobots oft nur wenige Minuten.

 

Sind Programmiererfahrungen im Bereich Robotik erforderlich?

Cobots, sei es für Schweißarbeiten oder andere industrielle Anwendungen, erfordern keine Erfahrung mit Robotern oder deren Programmierung. Schweiß-Cobots wie das LightWELD Cobot System können bereits am Tag ihrer Installation programmiert und eingesetzt werden.

 

Erste Schritte mit einer Laserschweiß-Cobot-Lösung

Die Implementierung einer Cobot-Lösung für das Laserschweißen kann einschüchternd wirken, insbesondere für diejenigen, die keine Erfahrung mit Automatisierung oder Laserschweißen haben. Glücklicherweise stehen Ihnen die Laserschweißexperten von IPG gerne zur Seite. Der Einstieg ist ganz einfach: Senden Sie uns ein Muster, besuchen Sie eines unserer weltweiten Anwendungslabore oder teilen Sie uns einfach Ihre Anwendung mit.



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