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antriebstechnik 1-2/2015

antriebstechnik 1-2/2015

Besser integriert

Besser integriert Einheitliche Steuerung für Maschinen und Industrieroboter durch Profinet Günter Heinendirk Industrieroboter sind inzwischen eine Standardkomponente im Maschinenbau. Neben Handlingsaufgaben werden sie auch für maschinelle Bearbeitungsprozesse eingesetzt, die früher Werkzeug- oder speziellen Bearbeitungsmaschinen vorbehalten waren. Der Bedarf nach konsequenter Integration der Robotersysteme in die Maschine wächst. Doch wie erfüllt man diese Anforderungen an Maschinensteuerungen? Günter Heinendirk ist Training Manager bei Stäubli Robotics in Bayreuth Die Industrierobotik hat sich über viele Jahre v. a. in der Automobilproduktion beim Betrieb von Punktschweißzangen etabliert. Grund hierfür war die in einer Steuerung programmierbare, reproduzierbare Bahnführung. Von den heute global weit über eine Million installierten Industrierobotern findet sich noch immer ein Großteil in dieser klassischen Anwendung. Daneben haben sich jedoch schrittweise auch andere Einsatzgebiete entwickelt. Studien zeigen, dass bereits die Mehrheit der deutschen Maschinenbauer Roboter als Teil (Subsystem) ihrer Maschinen einsetzt und aufgrund der positiven Erfahrungen dies auch in Zukunft verstärkt will. Mit zunehmenden Applikationserfahrungen wird sich dieser Trend noch verstärken und dabei zu immer konkreteren Anforderungen der Maschinenbauer an die zuliefernden Roboter-Hersteller führen. Roboter verschwunden in der Maschine Der verstärkte Einsatz von Industrierobotern als Teil von Werkzeugmaschinen hat eine nachvollziehbare Konsequenz: Je mehr Roboter zu „normalen“ Komponenten einer 26 antriebstechnik 1-2/2015

STEUERN UND AUTOMATISIEREN größeren Maschine werden, desto mehr müssen sie sich samt ihrer Steuerung und Handhabung dem Maschinenkonzept anpassen bzw. in dieses durchgängig integrieren lassen. Systemintegratoren meiden jeden zusätzlichen Aufwand für eine derartige Anpassung und die Endanwender sind nicht mehr bereit, sich zur Lösung ihrer Applikation mit zwei unterschiedlichen Systemen für Maschine und Roboter zu befassen. Die Lösung wäre, den oder die Roboter und ihre Steuerung als ein eigenständig funktionierendes Subsystem in die Maschine zu integrieren und für alle Funktionen ausschließlich die vertraute Bedienoberfläche der Maschine zu nutzen. Der Roboter soll so zu einem für den Bediener quasi „unsichtbaren“ Teil der Maschine werden. Im Klartext bedeutet das: Roboter werden zukünftig in dem Maß am Maschinenbau-Markt teilhaben können, wie durchgängig und einfach sie sich in das jeweilige Maschinen-Umfeld einfügen lassen. Dieses Umfeld ist heute – wie in der Automatisierungstechnik generell – durch zwei Trends geprägt: n Die Systeme innerhalb einer Maschine oder Anlage sollen für ihren Betrieb einheitliche Tools und Bedienoberflächen bieten. Nur so kann ein Anwender – durch bspw. sichere Handhabung, einheitliche Schulung und Dokumentation, kostengünstige Wartung – entsprechenden Nutzen und Wettbewerbsvorteile aus seiner Investition ziehen. n Die Kommunikationstechnik innerhalb einer Maschine bzw. Anlage soll durchgängig sein, mit keinen oder möglichst wenigen Schnittstellen im Feld und zur Unternehmensebene; weiterhin soll die Kommunikationstechnik hinsichtlich Geschwindigkeit und Taktgenauigkeit die hohen Anforderungen von Motion Control erfüllen, aber zugleich als Standard für alle anderen Aufgaben der Fertigungs- und Prozessindustrie hohe Akzeptanz besitzen. Dieser Trend verweist auf den Einsatz von Industrial Ethernet-Lösungen und von dort hin zum Marktführer Profinet. Dieser ist dank seiner skalierbaren Leistungsklassen (Conformance classes) und seinen Anwendungsprofilen zum führenden Universal-Bus für alle Anforderungen der Automatisierungstechnik und zugleich zu einem leistungsstarken Antriebsbus einschließlich Motion Control geworden. Zwei Steuerungen erleichtern Arbeitsteilung Im Rahmen ihrer strategischen Ausrichtung auf Kundennähe sind die Maschinenbauer mehr als früher zu individuellen, anwendungsorientierten Lösungen gezwungen. Dafür erwarten sie von ihren Zulieferern entsprechende Unterstützung in Form von Subsystemen, die bereits auf die angefragte Applikation konfiguriert sind und sich ohne wesentlichen Aufwand in die Maschine integrieren lassen. Das ist eine deutliche Abkehr von dem früher bevorzugten Kauf von Roboter-Komponenten mit nachfolgendem Aufbau durch den Maschinenhersteller. Der Roboterhersteller Stäubli hat diese Situation frühzeitig erkannt und mit seinem uniVAL-Konzept dem Wunsch nach einem flexiblen und in eine übergeordnete Steuerung leicht integrierbarem Roboter-Subsys- 01 Ein an Profinet angeschlossener Stäubli-Roboter 02 Arbeitsteilung zwischen Maschinensteuerung und uniVALDrive antriebstechnik 1-2/2015 27

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