Robotics

IMS – Integrated Motion SystemsEduardo De RobbioMichael Wombacher

Hintergrund Markt Applikationen SCARA Roboter Produkt Spektrum SCARA Vorteile Auslegung und Dimensionierung Beispiele Zubehör

Inhalt

Omron ist als Hersteller bereits auf vielen Märkten eingeführt. OMRON ist als Anbieter von Automatisierungslösungen

anerkannt.

Hintergrund

Ziel:

• komplette Motion-Control Produktpalette.

• bestehend aus: Control &Power (Drives) & Mechanics (Robots, Linear Sliders, etc.)

Marktvolumen in Europa nach Region

Others10%

United Kingdom

4%

Scandinavia6%

Germany37%

France 10%

Switzerland +Austria

3%

Iberia8%

Netherlands 2%

Italy20%

verkaufte Roboter: 2006: 31.521 2007: 34.900

Roboterbedarf in 2006 nach Typ:

73%(22982)

5%(1607) 1810 in 2007

20%(6190)

2%(751)

ArticulatedScaraCartesian/GantryAndere

Marktvolumen in Europa nach Robotertyp

2006/2005+11% +11% +8%

-Arc welding-Spot welding-Painting-Palletising-Machine tending-Assembly-etc -Pick&Place

-Assembly -Inspection

-Pick&Place-Assembly -Inspection

Applikationen

Montage, Schweißen, Qualitätskontrolle

Pick & Place

Stückgut Verpackungs-Maschine

Lebensmittel

PHARMA

Ampullen oder Kapseln

Applikationen

Einsatzargumente Standard Lösung. Geringerer Zeitbedarf bei der mechanischen

Konstruktion. Kosteneinsparung. Wiederverwendbarkeit. Bei Prozeßänderungen

kann der Roboter angepaßt werden. Geringerer Verdrahtungsaufwand. Schnelle Inbetriebnahme. Vielseitigkeit.

Scara Roboter

Roboter mit 4 Achsen (Servos)

Integrierter Controller

- DeviceNet, ProfiBus- I/O- Vision- Conveyor Tracking (synchronization)

ProgrammierkonsoleRPB-E

ProduktpaletteTiny-Serie

- Max. Last 1kg

- Max. Reichweite (mm): 120, 150, 180, 220

X Serie- Max. Last 3kg

- Max. Reichweite (mm): 250, 350, 400

XG Serie- Max. Last 10kg, 20 kg

- Max. Reichweite (mm): 500, 600, 700, 800, 900, 1000

- Die Steuerung beinhaltet standardmäßig eine Bremseinheit (RGU3).

ProduktpaletteSpecial X - Spezial X Version

- Max. Last 50kg

- Max. Reichweite (mm): 1200

- Bremseinheit integriert (RGU2).

XC Serie - Clean room C10

- Max. Last 3kg, 10kg, 20kg

- Max. Reichweite (mm): 250, 350, 400,500(*), 600(*), 700(*), 800(*),1000(*)

(*) Bremseinheit integriert (RGU2)

XP Serie - IP65

- Max. Last 3kg, 10kg, 20kg

- Max. Reichweite (mm): 250, 350, 400,500(*), 600(*), 700(*), 800(*),1000(*)

(*) Bremseinheit integriert (RGU2)

ProduktpaletteXSWandmontage

- Wandmontage

- Max. Last 3kg

- Max. Reichweite (mm): 300, 400

XSWandmontage(inverse)

XSDeckenmontage

XSDeckenmontage(inverse) - Deckenmontage

- Max. Last 10kg

- Max. Reichweite (mm): 500, 600

- Bremseinheit integriert (RGU2).

XSDeckenmontage - Deckenmontage

- Max. Last 20kg

- Max. Reichweite (mm): 700, 800, 1000

- Bremseinheit integriert (RGU2).

XSDeckenmontage(inverse)

ProduktpaletteController – RCX240

Nachteile kartesischer Systeme:

Wartung für Getriebe und Kabel.Anpassungen und Festlegung vieler Parameter erforderlich.Zusätzliche Kosten für mechanischen Integration. Oft wird ein Gantry benötigt – zusätzlicher mechanischer Aufwand. Geringere Steifigkeit.Kein kompakter Aufbau.Visionsystem und Servoantriebe normalerweise nicht integriert.Mangelnde Flexibilität: Mechanik and Programm nur für eine Applikation.Elektrische Verkabelung und Pneumatik für Applikation vom System getrennt.

SCARA - Vorteile

Nachteile Delta Roboter:

Höherer Preis (2 X Scara). Insbesondere für IP6x und CxAufwändigere mechanische Integration.Größere Gesamtabmessungen.Empfindlich gegenüber mechanischer Erschütterung. Kleinere Nutzlast (von 1Kg bis 6Kg).Separate elektrische Verkabelung und pneumatische Verschlauchung.Schwierige Behandlung von multi-tools.

SCARA - Vorteile

Nachteile Articulated robots:

Höherer Preis.Größere Gesamtabmessungen für XYZ- Applikationen.Kompliziertere Programmierung wegen 6 Achsen.

SCARA - Vorteile

SCARA Auswahl1. Schritt: Umgebungsbedingungen und Montage-Type.

Damit wird die Serie definiert (X, XG, XS, XP, XC).

2. Schritt: Last

Achtung: Die Last beinhaltet den Greifer und die Last.

3. Schritt: Reichweite und Arbeitsbereich

Die maximale Reichweite ist nur ein Parameter um abzuschätzen, ob der Roboter für die Aufgabe geeignet ist. Um eine endgültige Entscheidung treffen zu können, muß der gesamte Arbeitsbereich simuliert werden.

Der Arbeitsbereich kann mit der Simulationssoftware oder mit Hilfe der CAD Daten kontrolliert werden.

Sämtliche Bewegungen müssen innerhalb des Arbeitsbereiches stattfinden. Komplett ausgefahrener Arm muß vermieden werden!

4. Schritt: Zykluszeit

Wenn die Betriebszyklen bekannt sind, kann die Scara-Sim Software die Zykluszeit mit ausreichender Genauigkeit ermitteln (10% Fehler). Details siehe quick start guide.

SCARA Auswahl5. Schritt: Optionskarten

YKIONNPN: E/A-board NPN (24/16 E/A)

YKIOPNP: E/A-board PNP (24/16 E/A)

YKETHERNET: Ethernet board (TCP/IP, Telnet protocol)

YKDEVICENET: DeviceNet slave board

YKPROFIBUS: Profibus slave board

YKTRACKING: Synchronisation auf Förderband, beinhaltet Beleuchtungs-steuerung

YKENCODERCABLE5M: Encoderkabel 5 m

YKCCLINK: CC-Link board

Zusä

tzlic

he

E/A

’sSc

hnitt

stel

len

SYN

CH

RO +

E6B2-CWZ1X200005M: Encoder Line Driver 5vcc (2000 ppr) 0,5m

+

SCARA Auswahl VisionYKVISION: Vision board für 2 Kameras

YKCAMERA: CCD Kamera. VGA Auflösung (640X480) monochrome.

YKCAMERACABLE35M: Verbindungskabel Kamera – Vision board (3.5 m)

YKCAMERACABLE6M: Verbindungskabel Kamer – Vision board (6m)

YKCAMERACABLE95M: Verbindungskabel Kamera – Vision board (9.5 m).

YKLIGTHING: Beleuchtungssteuerung zur Steuerung von 2 Beleuchtungen (12VDC or 24VDC) PWM.

(in der Förderbandsynchronisation bereits enthalten)

YKLENS8MM: Objektiv 8mm (C mount type).

YKLENS12MM: Objektiv 12mm (C mount type).

YKLENS16MM: Objektiv 16mm (C mount type).

YKLENS25MM: Objektiv 25mm (C mount type).

YKLENSRING: Ring für “extra zoom” (normalerweise nich notwendig)

+

+

+

EXTRAS

SCARA Auswahl Kabel6. Schritt: Roboter Kabellängen (Motor + Resolver)

Die Standardkabellänge beträgt 3.5m

Stellen Sie sicher, daß Sie die richtige Kabellänge ordern, berücksichtigen Sie genauestens die Umgebungs- und Montagebedingungen.

Die Kabel sind NICHT im Roboter mit Steckern montiert. Ein nachträglicher Umbau ist extrem aufwendig.

YKROBOTCABLEEXT5M: 5 m Kabellänge montiert.

YKROBOTCABLEEXT10M: 10 m Kabellänge montiert.

SCARA Auswahl Tools7. Schritt: ein komplettes funktionsfähiges System benötigt immer folgende Optionen:

YKRPBE: Teaching Box mit 3 Positionsschaltern.

YKVIP: VIP+ Programmiersoftware

YKCABLE: Kommunikationskabel Controller – PC. Wenn ein Ethernet board installiert ist, ist dieses Kabel nicht notwendig.

Training notwendig ???

SCARA Auswahl

YK600XG200RCX240RP-3L

Max. Reichweite (XY):

Tiny Robots

120,150,180,220

X Serie 250,350,400

XG Serie 500,600,700,800,900,1000

Special X 1200

XC Serie 250,350,400,500,600,700,800,1000

XP Serie 250,350,400,500,600,700,800,1000

XS Inverted

300,400,500,600,700,800,1000

Roboter Serie:

X, XG, XC, XP, XS

Roboter controller

Z-Hub.

Siehe nächste Seite

FIX

Bremseinheit

P Ohne Bremseinheit

RP Mit Bremseinheit

FIX

SCARA Auswahl Hub

Series Z-Hub (mm):

YK120XG 50

YK150XG 50

YK180XG 50

YK220X 100

YK250X(H) 150

YK350X(H) 150

YK400X(H) 150

YK500XG 200 or 300

YK600XG 200 or 300

YK600XGH 200 or 400

YK700XG 200 or 400

YK800XG 200 or 400

YK900XG 200 or 400

YK1000XG 200 or 400

YK1200X 400

Series Z-Hub (mm):

YK250XC(H) 150

YK350XC(H) 150

YK400XC(H) 150

YK500XC 200 or 300

YK600XC 200 or 300

YK700XC 200 or 400

YK800XC 200 or 400

YK1000XC 200 or 400

YK250XP 150

YK350XP 150

YK400XP 150

YK500XP 200 or 300

YK600XP 200 or 300

YK700XP 200 or 400

YK800XP 200 or 400

YK1000XP 200 or 400

Series Z-Hub (mm):

YK300XS 150

YK400XS 150

YK500XS 200 or 300

YK600XS 200 or 300

YK700XS 200 or 400

YK800XS 200 or 400

YK1000XS 200 or 400

Tiny Robots

X Serie

XG Serie

Special X

XC Serie

XP Serie

XS Serie

DimensionierungBeispiel - 1

• 1 robots per machine • To handle plastic caps by 2 fingers gripper.• On the pallets there are mechanical pivots,

so pay attention on that.

Real stroke=125mm

DimensionierungBeispiel - 1

Application sheet

ORIGIN=0

6512

5

Beispiel - 1-PTP movements. NO interpolation.-Add opening/closing delay time (400ms+400ms)-Add 100ms as safety factor.-Add returning movement (or multiply by 2).

Total= (400+100+1011)*2 3sec

10

P0

P1

200

Dimensionierung

DimensionierungBeispiel - 2

• 1 robots per machine • 10 machines year.• The orientation of the caps must be checked by Vision.• To find the best solution in terms of “saving space”.

Conveyor 1

Conveyor 2

Vision system

(Orientation)

Bottle

Robot

Moving distance/ robot = 400mm

500 - 600 mm

Bottle with cap

DimensionierungApplication sheet

IMPO

RTA

NT

DimensionierungBeispiel - 2

Conveyor 1

Conveyor 2

Vision systemto check the ANGLE.

Bottle

Robot Cables length = 5m (4+1).

The robot is installed on a base frame (Height = 800mm).

500 - 600 mm

Bottle with cap

• Vision system: iVYboard + Conveyor tracking function-• Conveyor tracking function.• DeviceNet slave.• I/O = PNP without additional I/O.

Encoder

Conveyor Tracking

TP Cables length = 5m

Synchronization area

ArbeitsbereichThere are several strokes available, depening on the model:

- 50mm- 100mm- 150mm- 200mm- 300mm- 400mm

Programmierung – VIP+

RPB-E

RCX240

Zubehör - Grippers

Vacuum

3 fingers (SMC, Schunk, etc.)

2 fingers (SMC, Schunk, etc.)

Zubehör

To handle bottles

UNIGRIPPER

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.