Den Maschinenbau im Visier

Roboter werden vorwiegend in Maschinenkonzepte eingebettet und übernehmen in Verpackungs-, Montage- oder Bearbeitungsprozessen vor allem Pick & Place-, Toploading- oder andere Handling-Schritte. Die flexible Gestaltung solcher Prozesse setzt eine nahtlose Integration der Robotik in das Hardware- und Software-Konzept einer Maschine voraus. Einerseits verursachen zusätzliche proprietäre Robotersteuerungen Mehrkosten für die Maschine, andererseits kommt eine weitere Schnittstelle ins Spiel. Gerade letzterer Punkt erweist sich als Nachteil, weil er die flexible Umstellung der Maschine auf andere Prozessparameter (etwa bei Formatumstellungen) erschweren kann.

Schneider Electric hat bereits vor Jahren den Weg beschritten, die Robotik steuerungstechnisch zu einem integralen Element der PacDrive-Automatisierungstechnologie zu machen: Durch Verwendung von PacDrive-Servomotoren und -Servoverstärkern für eigene, kundenspezifische oder von Drittanbietern bezogene Kinematiken wird die Robotik ein integraler Teil der Automatisierungsarchitektur von Maschinen. Dieses Konzept verfolgt das Unternehmen bereits in der zweiten Generation dieser Automatisierungstechnologie.

Die Logic-/Motion-Controller der PacDrive-Reihe sind in der Lage, je nach Typ bis zu 99 Achsen in Echtzeit zu einem Synchronverbund zu integrieren. Aus Steuerungssicht reduziert sich damit ein Roboter auf ein Motion Control-System mit entsprechender Anzahl Servoachsen und anspruchsvollen Echtzeitbedingungen. So kann die Steuerung im Extremfall bis zu 30 Roboter neben anderen Maschinenfunktionen aus einem IEC61131-3-konformen Programm heraus steuern. Die Programmierung des oder der Roboter ist daher wie auch die der Maschine im SoMachine Motion Programmier-Tool EPAS durchführbar. Dieses bietet sogar eine Simulationsfunktion für Pick & Place-Vorgänge. Ein großer Vorteil ist auch die komfortable Einbindung des/der Roboter in das Bedienkonzept einer Maschine oder in gemeinsame Diagnosekonzepte.

Von komplexen Software-Algorithmen ist bei der Roboterintegration in die Software von PacDrive-Automatisierungslösungen nichts mehr spürbar. Der Roboter wird auf ein Software-Modul abgebildet, das sich wie andere mechatronische Maschinenmodule in modulare, IEC-61131-3-konforme Programmstrukturen einfügt. Basis dafür sind die Bibliotheksfunktionen der PacDrive Robotik Library. Die Bibliothek umfasst neben den Basisfunktionen zur Integration des Roboters in das IEC-Programm auch anspruchsvolle Technologiefunktionen. So kann etwa mit parametrierbaren Software-Funktionen Conveyor Tracking – das Aufsynchronisieren auf Transportbänder – realisiert werden, theoretisch auf bis zu 99 Bänder. Die offene Bibliothekslösung zur Integration von Vision-Systemen ist bereits für eine am Markt bekannte Vision-Lösung vorbereitet, eignet sich im Prinzip aber für alle Arten von Vision-Systemen und -Sensoren.

Im Software-Konzept der PacDrive-Robotik-Lösung sind die Bewegungsprogrammierung und deren Transformation auf die Roboterkinematik getrennte Vorgänge. Daher kann die Wahl der Roboterkinematik unabhängig vom generierten Bewegungsprogramm stattfinden: Ob inviduell gestaltete Kinematik, Third Party-Produkte oder PacDrive-Mechanik, das passende Transformationsmodul adaptiert die gewählte Lösung an das Bewegungsprogramm. Grundsätzlich sind softwareseitig alle üblichen Systeme von zwei bis sechs Achsen adaptierbar.

Das im Ausbau befindliche Robotik-Portfolio umfasst heute bereits mehrere Standardkinematiken sowie ein Baukastensystem zur Gestaltung individueller Lösungen. Das Spitzenmodell ist ohne Frage der komplett in Edelstahl aufgebaute Delta-3- Roboter PacDrive P4. Wahlweise mit oder ohne Drehachse erhältlich ist er für schnelle Pick & Place- Lösungen mit Lasten bis 1,5 kg ausgelegt, bei Herabsetzung der Beschleunigung sogar für weitaus höhere Lasten bis maximal 15 kg. Bei geringen Nutzlasten sind bis zu 200 Positionierzyklen pro Minute erreichbar. Der Delta-2-Roboter D2 eignet sich für eine Vielzahl von Umsetz- und Toploading-Prozessen, wie sie etwa für Kartonierer oder Sammelpacker typisch sind. Der D2 hebt Lasten von bis zu 25 kg, die Geschwindigkeit beträgt je nach Last und Weg bis zu 70 Zyklen pro Minute.

Der Linear Motion Baukasten umfasst Basiselemente und Komplettlösungen für eine Vielzahl von ein- zwei- und dreidimensionalen Bewegungsaufgaben. Durch den konsequent durchgängigen Aufbau sind alle Elemente frei dimensionierbar. Jedes Achssystem wird in Länge und Hub individuell abgestimmt. So können Kinematiken für Positionierdistanzen von bis zu 5 m entstehen.

Portalachsen in verschiedenen Größen, wahlweise mit Zahnriemen- oder Spindelantrieb, können Lasten von bis zu 100 kg bewegen. Besondere Steifigkeit und kompakte Außenmaße prägen das Anwendungsspektrum der Lineartisch-Variante. Cantileverachsen in Rundstangen- oder Profilausführung eignen sich besonders für eingeschränkte Platzverhältnisse. Sie können durch ihren ortsfesten Motor und dem beweglichen Achskörper dynamisch in einen Arbeitsraum einfahren. Doppelachssysteme bewegen Lasten dynamisch und mit hoher Geschwindigkeit über Distanzen von bis zu 5,5 m.

Der Linearpositionierer MAX P, eine Kombination aus den Standard-Komponenten Doppelachssystem und Cantileverachse, bewegt bis zu 50 kg mit hoher Präzision. Die Portalroboter MAX R 2 mit zwei und MAX R 3 mit drei Servoachsen stellen die höchste Ausbaustufe des Linear-Motion-Baukastens dar. Optional können auch Drehachsen integriert werden.

Neben Einzelprodukten sind auch komplette Robotikpakete erhältlich. Mit ihnen ebnet Schneider Electric nicht nur den Einstieg in die Robotik, sondern schafft auch auf der Kostenseite Transparenz. Roboterkinematik, Antriebselektronik und Software bilden quasi ein ´Ready-to-use-Package´ aus aufeinander abgestimmten Komponenten. Bei Bedarf kann auch das Engineering für die komplette Robotiklösung als Teilprojekt einer Maschine zu Schneider Electric verlagert werden: Gemäß dem individuell gestaltbaren Auftragsumfang plant, realisiert und programmiert das Roboter Competence Center mit Sitz in Marktheidenfeld die Roboterlösung und dessen Bedienlösung als Teil des Maschinen-Gesamtkonzepts. Auch Inbetriebnahme und Dokumentation können übernommen werden. Dieser Weg macht die Integration einer Robotiklösung zeitlich und kostentechnisch planbar, hilft beim Aufbau von eigenem Know How und beim Überbrücken personeller Engpässe. ge

Schneider Electric GmbH

Ratingen

Tel. +49 2102 4046000

Weitere Informationen über PacDrive:

t1p. de/r1hu