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Integrierte Lösung

uniVAL ermöglicht Betrieb von Stäubli Robotern über Fremdsteuerungen
Integrierte Lösung

Die Automation von Werkzeugmaschinen hat Hochkonjunktur. Stäubli hat sich bereits vor Jahren der besonderen Anforderung der Roboterintegration im Maschinenumfeld angenommen und verfügt heute über ein perfekt geeignetes Roboterportfolio für das Be- und Entladen. Das Beste dabei: Mit uniVAL lassen sich alle Stäubli Kinematiken über Multiachssteuerungen und neu auch über SPS betreiben.

Der Wunsch der Werkzeugmaschinenhersteller nach Integration der Robotersteuerung in den Motioncontroller ihrer Maschinen ist nur zu verständlich, denn natürlich will sich kein Anwender in der spanenden Fertigung mit unterschiedlichen Steuerungen für Werkzeugmaschine und Roboter auseinandersetzen. Bedienkomfort ist gefragt, und hier ist eine integrierte Lösung auf Basis einer einheitlichen Steuerungsplattform nicht zu toppen.

Um diesem Wunsch nachzukommen, sind einige Maschinenhersteller bereits vor Jahren dazu übergegangen, Roboter auch steuerungsseitig in den Motioncontroller der Werkzeugmaschine zu integrieren. Zwar durften sich die Anwender in solchen Fällen über die einheitliche Bedienoberfläche für Werkzeugmaschine und Roboter freuen, doch der Aufwand für solche Lösungen war enorm. Da reifte der Wunsch nach einer offenen Schnittstelle zur Ansteuerung der Roboter, die die Integration drastisch vereinfachen sollte.
Mit der Entwicklung der patentierten Ready-to-plug-Lösung uniVAL kam Stäubli dem Wunsch der Maschinenhersteller nach einer offenen Echtzeit-Schnittstelle zu deren Steuerungen nach. Heute lassen sich alle Stäubli Roboter als Standardmaschinen für das Be- und Entladen sowie weitere Arbeitsschritte einsetzen. Programmierung und Betrieb der Roboter laufen dabei komfortabel über die Werkzeugmaschinensteuerung oder SPS. Voraussetzung dafür ist die uniVAL-Schnittstelle, die optional für jedes Stäubli Robotermodell verfügbar ist.
Maschinensteuerung und Robotercontroller arbeiten Hand in Hand
Heute gestaltet sich die Integration der Robotersteuerung in den Motioncontroller der Werkzeugmaschine oder eine SPS denkbar einfach. Soll die Robotersteuerung über eine Multiachssteuerung erfolgen, kommt uniVAL drive zum Einsatz. Dabei setzt die Werkzeugmaschinensteuerung über uniVAL drive auf die Robotersteuerung auf und kann so über Bussysteme wie Sercos3, Ethercat, Powerlink oder Profinet die Roboterachsen mit ihren Drives ansteuern. Eine perfekte Lösung, die denkbar einfach funktioniert.
Dabei kooperieren die beiden Steuerungen in Echtzeit miteinander. Während die Maschinensteuerung für übergeordnete, applikationsspezifische Funktionen, inverse Kinematik und Bahnplanung sowie resultierende Fahrbefehle zuständig ist, übernimmt die untergeordnete Stäubli Robotersteuerung weiterhin die Regelalgorithmen der Achsen wie Synchronisation und Achsentkopplung sowie die Ansteuerung der Antriebe. Ein entscheidender Vorteil dieser integrierten Lösung ist die Kombination der Stärken beider Steuerungswelten, sprich der kompletten Robotikkompetenz von Stäubli in Kombination mit der Durchgängigkeit der eigenen Steuerungsplattform.
uniVAL plc und uniVAL drive: Lösungen mit vielen Vorteilen
Die neueste Entwicklung aus dem Hause Stäubli heißt uniVAL plc. Diese Lösung mit vordefinierter Schnittstelle erlaubt den Betrieb der Roboter über speicherprogrammierbare Steuerungen. Die Programmierung der Roboter erfolgt dabei besonders anwenderfreundlich über angelegte Funktionsbausteine. Die sehr gute Stäubli Bahnplanung bleibt dabei im Hintergrund stets aktiv.
Von der einfachen steuerungstechnischen Integration über uniVAL drive oder uniVAL plc profitieren Maschinen- und Roboterhersteller sowie Anwender gleichermaßen. Die Vorteile für Maschinenhersteller liegen auf der Hand: Sie können die einheitliche Programmier- und Bedienumgebung ihrer Steuerung für den Roboterbetrieb nutzen, ohne sich mit einer fremden Programmieroberfläche auseinandersetzen zu müssen. Ein Mehrwert, der sich auch im Servicefall schnell bezahlt macht.
Für die Endanwender bietet die integrierte Steuerungslösung ein Maximum an Bedienkomfort sowie weitere Vorteile in punkto Maschinenauslastung. Die einfache Bedienung erlaubt einen besonders effizienten Einsatz der Maschinen und trägt somit dazu bei, teure Maschinenstillstandszeiten weiter zu reduzieren. Auch für Stäubli zahlt es sich heute aus, dass man dem Kundenwunsch nach einer offenen Schnittstelle zu Fremdsteuerungen nachkam. Führende Maschinenhersteller sehen in der offenen Schnittstelle einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil, der den Robotern ein noch breiteres Einsatzspektrum erschließt.
Präzisionsroboter für härteste Einsatzbedingungen
Noch vor der steuerungstechnischen Weiterentwicklung durch die Echtzeitschnittstelle uniVAL drive hat Stäubli die komplette Roboterpalette auf Einsätze an und in Werkzeugmaschinen bestens vorbereitet. Dort wo Staub, Späne und Kühlschmierstoffe für härteste Einsatzbedingungen sorgen, garantieren diese Premiumroboter aufgrund einzigartiger Konstruktionsmerkmale prozesssichere Lösungen.
Bereits die Standard-Sechsachser der TX-Baureihen zeichnen sich durch eine voll gekapselte Bauweise aus. Sie erfüllen die Schutzart IP 65 und punkten zudem mit innenliegenden Kabeln und Versorgungsleitungen. Eine aufwändige Handgelenkskonstruktion verhindert das Eindringen von Schmutz, Staub, Flüssigkeiten und Spänen. Hinzu kommen eine überaus kompakte Bauweise mit schlanker Struktur. Bei der konstruktiven Auslegung der Hauptachsen haben die Entwickler zudem große Sorgfalt darauf verwendet, den Robotern komplexe Bewegungsprofile mit minimalem Platzbedarf zu ermöglichen.
Für Einsatzfälle, bei denen die Roboter im Maschineninneren permanent der Beaufschlagung von Kühlschmierstoffen ausgesetzt sind, rät Stäubli zur Verwendung der besonders geschützten Roboter in HE-Bauweise. Durch Verwendung der Stäubli Überdruckeinheit lässt sich die Schutzartklassifizierung IP 65 noch steigern. Eine weitere Stäubli Innovation erweist sich hier als besonders nützlich: die vertikale Kabeldurchführung. Sämtliche Anschlüsse befinden sich vor Kühlschmierstoffen und Spänen geschützt unter dem Roboterfuß.
Dank der intensiven Entwicklungsarbeit der vergangenen Jahre kann Stäubli Robotics heute prozesssichere, vollintegrierte Lösungen für die Automation von Werkzeugmaschinen anbieten, mit denen sich eine Reihe von Vorteilen erschließen lassen.
Stäubli Robotics Deutschland www.staubli.com

Der Autor
Gerald Vogt,
Geschäftsführer, Stäubli Robotics Deutschland
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