Roboter – Automatisierungssystem

Für alle Funktionalitäten

Beim Einsatz proprietärer Robotersteuerungen im Verpackungsmaschinenbau ist der Aufwand für die Synchronisation mit der Steuerung für die weiteren Prozesse relativ groß. Gerade bei den hohen Anforderungen der Konsumgüterindustrie können daher Probleme bei der Echtzeitsynchronisierung an den Schnittstellen auftreten. Das neue Automatisierungssystem erlaubt nun die Automatisierung von Verpackungsmaschine und mehreren Robotern mit einer einzigen Steuerung.

Bisher war eine parallele Steuerung von mehreren komplexen Robotern und hochdynamischen Verpackungsmaschinen mit einem IEC 61131-3 basierten Controller nicht möglich. Diese Entwicklung ermöglicht nun die Steuerung von Verpackungsmaschine und bis zu zehn Robotern mit ein und demselben Controller. Alle Maschinenmodule inklusive Roboter werden mit dem Automation Toolkit Epas-4 programmiert. Die komfortablen Diagnose- und Fehlerbehandlungs-Funktionalitäten des neuen Systems stehen selbstverständlich auch für Roboter zur Verfügung. Der Roboterbaustein beinhaltet ein Transformations-Modul (Denavit-Hartenberg-Transformation) für unterschiedliche Roboter-Kinematiken, wie Knickarm-, Gantry-, Delta-, SCARA- oder Portal-Roboter. Dieser Baustein übernimmt in Echtzeit die Umrechnung der Robotertrajektorie, die in kartesischen Koordinaten im Bewegungsraum beschrieben wird, in die Positionen der einzelnen Bewegungsachsen des Roboters. Darüber hinaus gibt es eine intelligente Beschleunigungsüberwachung, die online die Beschleunigung am TCP, beziehungsweise die Fliehkraft auf das Produkt im Greifer des Roboters überwacht.

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Die Erfahrungen, die das Unternehmen bei der Implementierung von Robotersystemen im Verpackungsmaschinenbau gesammelt hat, belegen, dass der Aufwand für das Engineering und die Inbetriebnahme deutlich reduziert werden können. So verringerte sich der Engineeringaufwand bei mehreren Pick & Place Robotern um etwa 25 Prozent. Gleichzeitig konnte die Leistung des Gesamtsystems erhöht, in einigen speziellen Fällen sogar verdoppelt werden. Das Engineering der Maschinen wird unter anderem auch dadurch vereinfacht, dass aus dem Programm heraus auf alle Prozessgrößen zugegriffen werden kann. Die einheitliche Programmierung aller Funktionalitäten nach IEC 61131-3 und der Zugriff auf alle Funktionsbausteine, die das System zur Verfügung stellt, erleichtern zusätzlich die Arbeit des Programmierers. Da keine zusätzliche Steuerung benötigt wird, verringert sich nicht nur der Platzbedarf im Schaltschrank, auch die Hardwarekosten der Maschine können nachhaltig gesenkt werden, da auf kostspielige und meist proprietäre Robotersteuerungen verzichtet werden kann. Aufgrund der Integration der Roboteransteuerung in das Programm der Verpackungsmaschine können die Diagnose- und Fehlerbehandlungsfunktionalitäten sehr einfach projektiert werden, da ein Systembruch zwischen unterschiedlichen Steuerungen vermieden wird. Dr. Peter Stipp

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