В современном производственном мире автоматизация стала ключевым инструментом для решения проблем с трудозатратами, повышения производительности и качества, а также снижения отходов. Однако для многих компаний, особенно тех, кто впервые сталкивается с автоматизацией, первый шаг может оказаться непростым. Существует множество промышленных роботов различных форматов и от разных производителей, а также тысячи захватов и периферийных устройств, которые можно комбинировать практически бесконечным образом. Важно понимать, с чего начать: какой размер робота и какие периферийные устройства нужны? Сколько места займет рабочая ячейка? Оправдает ли производительность вложения? Как будет происходить интеграция с другими машинами? Есть ли риск привязки к одному поставщику? Как долго будет окупаться инвестиция? В условиях глобальной экономической неопределенности и растущих затрат на энергию многие компании стали более тщательно подходить к новым капитальным решениям. Цифровые двойники, такие как RoboDK, могут помочь производителям, которые впервые рассматривают автоматизацию, преодолеть эти барьеры. Это программное обеспечение позволяет сравнивать роботов и конфигурации, тестировать периферийные устройства, уточнять позиции базовых роботов, исследовать компоновку защитных конструкций, моделировать поток деталей и учитывать доступ операторов до того, как будут сделаны капитальные вложения. Цифровые двойники представляют собой динамичные модели, которые значительно превосходят статические чертежи, CAD-макеты и таблицы, которые часто используют небольшие компании для представления своих идей по автоматизации.

Что такое цифровой двойник?

Цифровой двойник — это виртуальная модель роботизированной ячейки, которая может включать в себя робота, инструменты на конце манипулятора, крепежи, конвейеры, датчики, операторов и окружающее оборудование. Вместо того чтобы полагаться только на эскизы и предположения, программное обеспечение цифрового двойника демонстрирует, как роботизированная система будет функционировать на практике. Например, цифровой двойник может показать, сможет ли робот достичь всех необходимых позиций, протестировать траектории и пути инструмента, оценить время цикла, выявить риски столкновений и оценить доступ операторов и пространство для обслуживания. Некоторые платформы также предлагают шаблоны приложений, которые служат отправной точкой для компаний, знающих задачу, которую они хотят автоматизировать, но не уверенных в том, какой робот, захват или компоновка подойдут лучше всего. Это экспериментирование может происходить на ранних стадиях, без простоев и с гораздо меньшими затратами, чем попытки реализовать несколько физических конфигураций.

Применение цифровых двойников в автоматизации

Рассмотрим, например, ситуацию, когда производитель рассматривает возможность использования робота для обслуживания станка с ЧПУ, чтобы решить проблемы нехватки рабочей силы и улучшить качество и производительность. На первый взгляд, решение может показаться простым: робот загружает деталь, ждет окончания обработки, выгружает готовую деталь и повторяет процесс. Однако, когда фактическая конфигурация моделируется в цифровом двойнике, могут возникнуть практические проблемы. Симуляция может показать, что циклы зажима или время усадки детали создают больше простоя, чем ожидалось. Импортируя CAD-файлы и тестируя конфигурации, производитель может обнаружить, что некоторые захваты не справляются с геометрией детали или что конструкция с двойным захватом улучшит последовательность. Цифровые двойники также могут выявлять ограничения компоновки, риски столкновений и проблемы с безопасностью или рабочими процессами. Это касается не только обслуживания станков. Цифровые двойники могут поддерживать приложения от простого захвата и размещения до сварки, обрезки, дозирования, инспекции, палетирования, роботизированной обработки и телеприсутствия. Когда программное обеспечение цифрового двойника также предоставляет оффлайн-программирование и автоматическую генерацию кода, оно становится связующим звеном между вашей первоначальной идеей автоматизации, проектированием ячейки, движением робота и фактическим развертыванием.

Как выбрать программное обеспечение для цифрового двойника?

Программное обеспечение для цифровых двойников не является единым, унифицированным решением. Если вы впервые исследуете автоматизацию, вам может быть сложно определить, какой бренд робота, грузоподъемность, рабочий диапазон, захват или компоновка будут работать лучше всего. Широкая библиотека роботов и периферийных устройств, включая захваты, крепежи, конвейеры, позиционеры, датчики, средства безопасности и окружающие машины, упрощает сравнение моделей и конфигураций, а также снижает риск привязки к одному поставщику. Производителям следует искать инструменты, которые поддерживают проверку столкновений, анализ доступности, калибровку роботов, оффлайн-программирование и автоматическую генерацию кода. Если вас интересуют специфические рабочие процессы, такие как роботизированная обработка на основе CAM, вам потребуется программное обеспечение для цифрового двойника, которое предоставляет планирование движений и позволяет тестировать роботизированные машины и инструменты на основе CAD-дизайнов, генерировать пути инструмента, симулировать процессы обработки, обнаруживать столкновения и переходить от простых задач с тремя осями к более сложной обработке с несколькими осями.

Улучшение взаимодействия с интеграторами

Цифровые двойники не заменяют системных интеграторов. Они помогают компаниям, впервые инвестирующим в автоматизацию, стать более информированными партнерами по проектам. На самом деле многие интеграторы уже используют инструменты цифровых двойников и оффлайн-программирования для разработки концепций, сравнения брендов роботов, проверки доступности, генерации кода, управления вопросами безопасности и представления более четких предложений клиентам. Когда вы уже исследовали компоновки, ограничения, целевые времена цикла, варианты роботов и идеи по инструментам, вы можете начать обсуждения с поставщиками с более четкими приоритетами и лучшими вопросами. Это улучшает точность котировок, сокращает циклы планирования и снижает вероятность недоразумений. Производителям не нужно иметь ответ на каждый вопрос по автоматизации перед тем, как говорить с интегратором или поставщиком. Однако им необходимо иметь более четкую отправную точку, чем пустая страница, статическая компоновка или предпочтительная модель робота. В условиях, когда капитальные решения подвергаются более строгой проверке, цифровые двойники могут помочь производителям продолжать проекты автоматизации, побуждая компании исследовать, тестировать и уточнять свои идеи перед тем, как делать вложения в оборудование, пространство или окончательный дизайн системы.