Software de Simulación de Robots: todo lo que necesita saber
¿Cómo se usa el software de simulación de robots para programar robots virtualmente? ¿Cuáles son las 7 razones principales para usar software de simulación de robots? Encuentra todas las respuestas y aprende más en este artículo.
Un récord de 2,7 millones de robots industriales operan en fábricas a nivel mundial (según The new World Robotics 2020 Industrial Robots).
¿Por qué los fabricantes de todo el mundo invierten en automatización robótica?
La mayoría de los proyectos de fabricación tienen éxito, pero muchos sufren retrasos y sobrecostos. El uso de software de simulación de robots al principio de las fases de análisis y planificación le ayudará a evitar estos cuellos de botella.
En este artículo, lo guiaremos a través de todo lo que necesita saber sobre el software de simulación de robots.
Estos son los aspectos clave que cubriremos:
- Conceptos básicos de simulación de robots
- Cómo se utiliza el software de simulación de robots para programar robots virtualmente
- Las 7 razones principales para usar software de simulación de robots
- Cómo programar robots con el software Visual Components
- Cómo aplicar programas desarrollados offline a robots reales
- Qué posprocesadores funcionan con Visual Components
- Quién puede beneficiarse de la simulación de operaciones robóticas
- Reduzca los gastos de capital y complete los proyectos en menos tiempo
A por ello.
1. Conceptos básicos de simulación de robots
Hay muchas razones para simular el funcionamiento de un robot industrial. Ya sea que sea un fabricante de robots, un ingeniero industrial y de automatización, o esté involucrado en el desarrollo de propuestas de automatización, puede beneficiarse de ello.
Sin embargo, dependiendo de su función, puede tener diferentes necesidades. Por lo tanto, el tipo de software de robot virtual que necesita también puede diferir.
Echemos un vistazo a diferentes escenarios:
- Un fabricante de robots querrá modelar cómo funciona un diseño.
- Un ingeniero que optimice el rendimiento y el flujo de producción estará interesado en cómo un robot debe realizar una tarea que afecta las actividades anteriores y posteriores.
- Un especialista en automatización que diseñe una celda robótica querrá determinar si el robot puede alcanzar un espacio definido y qué peligros potenciales de colisión existen. También pueden querer una animación 3D precisa que muestre al cliente cómo funcionará la celda propuesta.
- Los fabricantes y los integradores de robots utilizan la simulación para mejorar la eficiencia, verificar que un robot específico pueda realizar las operaciones requeridas sin obstáculos y comunicar los detalles de la celda y el diseño propuestos.
Cuando su objetivo es mejorar el flujo de trabajo, abordar los cuellos de botella y comprender mejor los problemas de equilibrio de línea, las herramientas de simulación por computadora tienen mucho que ofrecer. En los modelos creados de esta manera, el robot procesa las piezas a un ritmo específico, pero no se intenta simular exactamente lo que hará el robot.
La simulación del movimiento del robot es una parte importante del diseño de una celda robótica. Se utiliza para determinar el tamaño y la ubicación óptimos del robot para las tareas que debe realizar. Por ejemplo, colocar el robot en un pedestal o montarlo por encima de la cabeza puede permitir el uso de un robot más pequeño y menos costoso.
Maximizar el ROI de una celda robótica a menudo conduce a la complejidad. Puede haber varios robots con envolventes de trabajo superpuestas o posicionadores para mover las piezas de trabajo en la orientación adecuada para el efector final del robot. Cuanto más compleja es la celda, mayor es el riesgo de colisiones. La simulación es una herramienta clave para validar la programación de brazos robóticos industriales fuera de línea y minimizar los problemas cuando se construye la celda.
Eche un vistazo a los conceptos básicos de la simulación de robots con Visual Components.
2. Cómo se utiliza el software de simulación de robots para programar robots virtualmente
Los fabricantes de robots industriales ofrecen productos de software de simulación de robots fuera de línea para la planificación de trayectorias de movimiento. Estos modelan fielmente el movimiento del brazo, pero una celda incluye muchos más componentes además del brazo. Obtener una comprensión completa de cómo funcionará la celda y, por lo tanto, identificar oportunidades de mejora requiere que se incluyan todos los elementos de la celda.
Para objetos como máquinas y transportadores, así como efectores finales de brazos robóticos, los modelos CAD en 3D suelen estar disponibles. Estos se pueden importar a cualquier producto de simulación que se esté utilizando. Sin embargo, si bien esto puede ayudar a evaluar el alcance y verificar colisiones con objetos estáticos, casi no tiene valor con eventos dinámicos.
Puede obtener una comprensión más completa del funcionamiento de la celda mediante el uso de un complemento de programación de robots dentro del software de simulación de fábrica. Todos los principales fabricantes de robots ponen a disposición sus herramientas de programación para tal uso.
Usando un software de simulación de fábrica con un modelo completo de la celda, es posible programar el robot virtualmente. Los movimientos del robot se integran con disparadores y otros sensores y se determina el tiempo de cada paso. Una vez que el programa se ha optimizado por completo y se ha instalado la celda real, el programa se puede copiar en el controlador del robot. A partir de este punto, solo se necesita una limpieza final para ajustar el programa a la forma en que se instalaron realmente los componentes de la celda.
3. Las 7 razones principales para usar software de simulación de robots
¿Por qué es importante la simulación de robots?
Modelar una celda de robot puede ayudar a su proyecto de automatización de muchas maneras. La asociación comercial de robótica A3 resume el valor para los fabricantes como prueba de diseño, prueba de proceso y maximización de la inversión. Echando un vistazo más profundo, las razones clave para usar el software de simulación de robots son:
Para comprobar si está invirtiendo en los robots adecuados
Casi siempre es mejor usar el robot más pequeño que pueda realizar las tareas requeridas. Los robots más pequeños generalmente tienen mayor aceleración y desaceleración y se mueven más rápido entre dos puntos cualesquiera que una máquina más grande. También suelen ser más precisos y menos costosos, aunque tienen cargas útiles máximas más bajas que los robots más grandes.
Pero, ¿siempre necesitas el más pequeño?
Mediante el uso de un simulador de robot, puede evaluar las posiciones alternativas de instalación y montaje y el impacto de diferentes tamaños de robots. Esto puede revelar formas en las que se podrían utilizar robots más pequeños y rápidos. Alternativamente, la simulación podría mostrarle que se necesita un robot más grande para proporcionar el alcance y la orientación del efector final necesarios para una tarea en particular.
Para evitar errores costosos
Una vez que se ha instalado, integrado y puesto en servicio una celda, es muy costoso realizar cambios. En ese momento, la maquinaria y las cercas se han atornillado al piso y los sensores se han instalado y cableado. Si luego descubre que el movimiento de brazo deseado no es posible, es probable que las opciones agreguen tiempo de ciclo y tal vez incluso equipo adicional o reubicación de equipo.
Esto es algo que desea evitar a toda costa. Literalmente.
Al utilizar el software de simulación de robots, puede ver todos los posibles problemas con anticipación, prevenirlos y, por lo tanto, evitar costos adicionales.
Para evitar accidentes
El peor tipo de accidente que puede tener es cuando el robot, la pieza de trabajo o una pieza de maquinaria asociada golpea a alguien que trabaja cerca. Las protecciones y los enclavamientos apropiados deben proteger contra tales eventos, pero hay al menos dos casos en los que se deben evaluar los riesgos de accidentes.
Echemos un vistazo a estos dos escenarios.
Caso 1
El primero son las colisiones entre brazos robóticos o entre un brazo y otros elementos de la celda (una puerta en una máquina herramienta, por ejemplo). Para eventos como estos, una ejecución extendida del modelo con una combinación de productos representativa de la producción diaria puede revelar ” combinaciones anormales de eventos que podrían dañar el equipo celular.
Caso 2
Una situación más compleja de evaluar es cuando uno o más robots “colaborativos” (cobots) operan junto con trabajadores humanos. Los cobots están diseñados con funciones de limitación de potencia y fuerza que les permiten colocarse junto a los trabajadores humanos, pero esto no significa que estén libres de peligros.
Al diseñar una celda de cobot, es esencial realizar una evaluación de riesgos. Una simulación proporciona una forma de evaluar los peligros antes de que se construya la celda.
Para completar proyectos más rápido
A muchos ingenieros les gusta programar el movimiento del robot después de que se hayan instalado e integrado todos los componentes de la celda. Usando el controlador colgante del robot, guiarán al robot de un punto a otro (a veces mientras están parados dentro de la celda, algo peligroso) y observarán la posición del efector final mientras buscan colisiones.
El argumento para hacer esto es que la ubicación real del equipo puede ser ligeramente diferente de lo que está en el modelo CAD. Si bien esto es cierto, el hecho es que la programación antes de que se complete la celda conduce a una finalización más rápida del proyecto. Esto se debe a que la programación fuera de línea es algo que se puede hacer en paralelo con la construcción de celdas.
La programación en paralelo acorta la escala de tiempo general del proyecto en comparación con agregar un paso de programación entre la integración y las pruebas de aceptación. Además, el programador tiene más tiempo para explorar rutas de movimiento alternativas. Por el contrario, cuando la programación está en la ruta crítica, el programador a menudo tiene que conformarse con algo lo suficientemente bueno en lugar de optimizar realmente el rendimiento general.
Para ahorrar costes de instalación comprobando el alcance
Colocar la pieza de trabajo dentro del área de trabajo del robot no garantiza que el robot pueda colocar el efector final en la posición y orientación necesarias. La soldadura es un buen ejemplo. Mantener el baño de soldadura horizontal a menudo requiere contorsiones complejas del brazo robótico y posiblemente los ejes adicionales de un posicionador robótico.
Para protegerse contra colisiones
Una colisión del robot, lo que significa que una parte del brazo o el efector final golpea otra parte de la celda, puede hacer que el robot deje de funcionar y requiera una costosa llamada de servicio. Mientras tanto, la célula no está produciendo.
Un simulador de programación de robots es una herramienta para detectar riesgos de colisión antes de que se construya la celda. Esto por sí solo puede más que justificar invertir un poco de tiempo y dinero en la simulación.
Así es como puede detectar colisiones y evitar errores costosos con Visual Components.
Para comunicar cómo se verá y funcionará la celda.
Muchos responsables de la toma de decisiones en proyectos de automatización complejos no siempre tienen la formación técnica para comprender completamente cómo funcionará una celda propuesta. Una animación 3D del robot o robots dentro de la célula es una forma poderosa de comunicar los beneficios.
4. Cómo programar robots con software de componentes visuales
Con el software de simulación de robots de Visual Components, puede simular rutas de movimiento y operaciones de robots en un espacio de trabajo tridimensional realista.
¿No tiene tiempo para aprender el tema de la simulación de robots? Ofrecemos capacitación gratuita a través de una serie de lecciones en video sobre programación de robots en Vision Components Academy.
Con VIsual Components, puede crear un programa de simulación de robots en un período de tiempo realmente corto. ¿Cómo exactamente? Mediante el uso de componentes prefabricados.
Visual Components eCatalog tiene una biblioteca de modelos virtuales de robots, máquinas y equipos de docenas de marcas líderes en automatización industrial. Tenemos más de 1500 componentes predefinidos y listos para usar, para ser exactos.
Ver por ti mismo.
El software maneja múltiples casos de uso, como pulido, desbarbado, dispensación de adhesivo, pulverización de pintura y soldadura, solo por nombrar algunos. Cambiar entre robots o cambiar el robot en el modelo es fácil usando funciones fáciles de usar dentro del software. Los usuarios experimentados han mencionado que lleva menos tiempo programar un robot con estas herramientas que programar en el propio robot.
Por ejemplo, así es como se puede simular la soldadura por arco con Visual Components.
Esto es lo que algunos de nuestros clientes tienen que decir sobre la programación de robots con componentes visuales:.
Con Visual Components, nuestros clientes pueden cambiar la posición y los parámetros de un robot para optimizar el sistema exactamente de acuerdo con sus necesidades. Esto no solo evita costosos errores de planificación, sino que también nos apoya en la fase de cotización y nos ayuda a vender con más éxito.
Marcel Deess, Gerente de Proyecto Fábrica Digital / Automatización en MAG
No solo buscábamos una herramienta potente para simular las actividades de los robots, sino algo que pudiera simular toda la cadena de producción. Para ello, Visual Components fue la mejor herramienta.
Tero Kujamäki, Gerente de Proyecto de Soluciones Marinas – Wärtsilä’s Delivery Centre Development
5. Cómo aplicar programas desarrollados sin conexión a robots reales
Todas las herramientas y funciones necesarias están integradas en el software Visual Components. Visual Components viene con una cartera completa de funciones necesarias para llevar a cabo la programación de robots. El software proporciona un control total sobre los movimientos del robot utilizando cinemática directa e inversa para colocar el brazo y el efector final donde sea necesario.
Una vez que se finalizan las rutas de movimiento y las velocidades, Visual Components ofrece funciones de posprocesamiento para convertir la enseñanza de robots fuera de línea en programas en línea. Estos se exportan rápidamente para transferirlos a los robots reales.
Algún programa de “retoque” para ajustar velocidades y posiciones es común cuando el robot pasa por primera vez a través del programa. Este programa modificado luego se puede importar al modelo de componentes visuales para garantizar que el modelo se mantenga fiel al entorno del mundo real.
6. Qué pos-procesadores trabajan directamente con componentes visuales
Visual Components ofrece posprocesadores de uso gratuito para casi todos los robots industriales. Esto significa que los usuarios no están sujetos a ninguna marca y pueden usar robots de diferentes compañías. La lista incluye:
- ABB
- Comau
- Doosan
- Epson
- Fanuc
- Hyundai
- Kawasaki
- Kuka
- Kuka Sunrise
- Mitsubishi
- Universal Robots
- Yaskawa
¿No ve su marca de robot en la lista? Póngase en contacto con nosotros directamente ya que se realizan actualizaciones todo el tiempo.
Vea cómo puede intercambiar fácilmente un robot mientras mantiene su programa en ejecución.
7. ¿Quién puede beneficiarse de la simulación de operaciones con robots?
¿Está involucrado en la venta, implementación y optimización de la automatización robótica? Si solo asintió, significa que definitivamente puede beneficiarse del software de simulación de robots 3D.
Para los integradores de robots y los vendedores de servicios de automatización, la simulación confirma la viabilidad técnica, muestra al cliente cómo se verá su sistema y acorta el tiempo de entrega del proyecto.
Quienes utilizan la automatización robótica en sus operaciones de fabricación se benefician al tener un “gemelo digital” de su celda o sistema. Esto reduce el tiempo necesario para reconfigurar el equipo para los cambios en los productos que se están realizando. También respalda los esfuerzos de mejora continua al permitir la experimentación sin riesgos con resultados cuantificables.
8. Reduzca los gastos de capital y complete los proyectos en menos tiempo
La automatización robótica es un método comprobado para reducir costos y mejorar la calidad y la seguridad en el lugar de trabajo. Los fabricantes de todo el mundo se apresuran a implementar la robótica dondequiera que exista un caso financiero o de seguridad. Los aspectos importantes de los proyectos exitosos son minimizar los gastos y completar los proyectos más rápido.
La simulación de robots juega un papel importante en ambos. Al permitir la evaluación de más opciones, ayuda a reducir los costos. También proporciona una forma más efectiva de comunicar exactamente lo que hará la celda que las hojas de cálculo y los archivos CAD.
Además, la simulación de robots comprime la ruta crítica del proyecto al permitir que los robots se programen mientras la construcción de la celda aún está en marcha. Luego, una vez que la automatización está operativa, la simulación respalda la implementación más rápida de cambios y mejoras continuas.
La mejor manera de aprender más sobre lo que puede hacer la simulación de robots es a través de una demostración. Póngase en contacto con nosotros y solicítenos una.