In der wirtschaftlichen industriellen Fertigung spielt die Interaktion von Maschinen und Robotern eine entscheidende Rolle. Lange mussten beide Systeme getrennt voneinander programmiert, gesteuert und deren Fehler behoben werden. Mit MotoLogix bietet Yaskawa die neue Generation der bewährten Schnittstelle Motoman Sync. So lassen sich Roboter noch einfacher und ohne Robotervorkenntnisse direkt in die SPS integrieren – und das bei allen Vorteilen einer modernen Steuerung.
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In komplexen Produktionsanlagen finden sowohl Maschinen als auch Roboter Anwendung. Ursprünglich wurden dabei beide Systeme unabhängig voneinander über die SPS beziehungsweise die Robotersteuerung programmiert und bedient. Bei diesem konventionellen Zusammenspiel von Robotern und Maschinen, das technisch immer noch möglich ist, gibt es jedoch einige Punkte, die heute einfacher lösbar sind.
Beispielsweise muss das Bedienpersonal bei der konventionellen Methode nicht nur in den internationalen Standards der SPS geschult sein, sondern auch Kenntnisse in der Programmierung sowie der Steuerung von Robotern besitzen. Die redundanten Programmiervorgänge sorgen zudem dafür, dass Fehlerquellen nicht immer sofort ersichtlich sind. Das erschwert es, Störungen schnell und unkompliziert zu beheben.
In der Vergangenheit gab es bereits Lösungsansätze. So ging um die Jahrtausendwende der Trend in die Richtung, Maschinensteuerungen in die Robotersteuerung zu integrieren. Nachdem SPSen mittlerweile durch ihre hohe Leistungsfähigkeit modular erweiterbar sind, verfolgt man heute den genau gegenteiligen Ansatz: Der Roboter soll als eines von vielen Elementen über die SPS direkt in die Maschine integriert werden. Yaskawa bietet dafür mit MotoLogix eine leistungsfähige Lösung. So lassen sich über MotoLogix die Roboter aus der Motoman-Reihe schnell und unkompliziert über die SPS programmieren und steuern. Tiefergehende Roboterkenntnisse sind dabei nicht erforderlich.
Ein klarer Schnitt
Mit MotoLogix hat Yaskawa eine innovative Lösung entwickelt, die eine Koordinierung aller Achsen in einer Produktionsanlage mit der Roboterbewegung ermöglicht. MotoLogix besteht aus einer Hardware und einer Software zur Programmierung des Roboters über die SPS. Aktuell sind die Plattformen Ethernet/IP, Powerlink sowie Profinet freigegeben. Die Schnittstelle verfügt über eine Bibliothek von Funktionsblöcken, in der alle Sprachmöglichkeiten bereits vorbereitet sind. Somit kann das Bedienpersonal direkt über die Bibliothek arbeiten. Bittfolgen für Servos sind nicht mehr erforderlich. Durch die Integration der Robotersteuerung in die SPS bleiben alle Vorteile erhalten.
So berechnet die Robotersteuerung die Bewegungskinematik und garantiert eine hohe Bewegungsqualität. Das heißt: Das Yaskawa Knowhow in Sachen exakte Bewegungsabläufe der Manipulatoren bleibt weiterhin garantiert. Vor allem bei jeder Art von Handling, wie Maschinenbestückung, Picking, Packaging, Placing, Palletizing oder auch Messen, Prüfen und Sortieren können diese Roboter sowie die dazugehörige Steuerung ihre vollen Stärken ausspielen. Üblicherweise ist der Roboter dabei Sklave in der Anlage und beispielsweise als Zusatzachse eingebunden. Dabei ist auch eine Förderbandsynchronisation möglich. Das System zur Förderbandverfolgung ermöglicht es zum Beispiel, dass der Manipulator Objekte auf dem Fließband selbst dann findet, wenn sie im Laufe der Beförderung ihre Position verändert haben. Durch Sensoren und Kameras sind zudem synchronisierte Bewegungen im Rahmen komplexer Ablaufsysteme möglich. Gegenwärtig können über MotoLogix bis zu acht Roboter synchronisiert werden.
Anschließen und starten
Bei der konventionellen Methode, Roboter und Maschinen interagieren zu lassen, wurde die Maschine über die SPS programmiert und gesteuert. Das Teach In, also die Programmierung des Roboters, wiederum erfolgte über das Programmierhandgerät (PHG). Die Job-Struktur und die Bewegungspunkte werden dabei in der Robotersteuerung abgespeichert, während in der SPS eine parallele Bedienstruktur und Bauteilverwaltung vorgenommen werden muss. Durch die SPS werden dann über einen Bus die Jobs aufgerufen. Dabei erfordert die Joberzeugung ebenso wie die Wartung Know-how bei der Bedienung von Robotern. Das Personal musste bislang also gesondert geschult werden.
Mit MotoLogix ist nun kein PHG mehr nötig. Die Robotersteuerung wird direkt und vollständig durch die SPS fremdgesteuert. Durch diese werden die Bewegungen angestoßen und verfolgt. Es ist damit kein Wissen in der Bedienung von Robotern mehr erforderlich. Die Bahnsteuerung selbst läuft über die Robotersteuerung DX200. Damit bleiben die Vorteile der Steuerung, insbesondere Bewegungspräzision und Geschwindigkeitskonstanz weiter erhalten. Zur Erstinbetriebnahme ist also nichts weiter nötig. Der Roboter wird angeschlossen und ist über MotoLogix dann direkt in die SPS und das Human Machine Interface (HMI) eingebettet. Alle Daten sind somit ohne Speicherlimit in der SPS gespeichert. Von besonderem Vorteil ist außerdem die Möglichkeit, die Daten nun problemlos auf dem HMI graphisch anzuzeigen. Dort lassen sich auch individuelle Darstellungen, wie etwa das Firmenlogo oder applikationsspezifische Prozesse, realisieren.
Die einfache Integration der Robotersteuerung in die SPS zahlt sich nicht nur beim Betrieb komplexer Produktionsanlagen aus. Mit MotoLogix genügen SPS-Kenntnisse zur Steuerung von Robotern. Somit entfällt die Suche nach robotergeschultem Personal beziehungsweise der Aufwand, um das Personal darauf umzuschulen. Weltweit können Yaskawa-Roboter somit unter gleichen Bedingungen betrieben werden.
Fazit
Mit MotoLogix lassen sich alle Yaskawa-Roboter mit einer DX200-Steuerung einfach und unkompliziert in komplexe Anlagen integrieren. Der Roboter wird dabei direkt über die SPS programmiert und bedient. Dadurch entfallen auch Fehlerquellen, die bislang bereits bei der Identifizierung herausfordernd sein konnten. Über das HMI lassen sich dabei unterschiedliche, individuelle graphische Darstellungen realisieren. Die umfangreiche Bibliothek wird von Yaskawa bereitgestellt. Um das Teach In am Roboter vorzunehmen, wird kein PHG mehr benötigt. Die Präzision der Bewegungen sowie die Geschwindigkeitskonstanz des Roboters bleiben dank der innovativen Robotersteuerung DX200 von Yaskawa in vollem Umfang gewährleistet.
Yaskawa Europe GmbH
Der Autor
Tilo Dobmeier,Business Development, Robotics Division, Yaskawa Europe GmbH.
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