Startseite » Allgemein »

Wenn die Werkzeugmaschine mit dem Roboter…

Einheitliche Bedienung erhöht Akzeptanz
Wenn die Werkzeugmaschine mit dem Roboter…

Roboter können die Produktivität von Werkzeugmaschinen deutlich erhöhen, wenn sie beim Be- und Entladen helfen oder sogar direkt bei anspruchsvollen Bearbeitungsaufgaben unterstützen. Als Hemmschuh erweist sich aber noch immer die unterschiedliche Bedienung. Doch dafür gibt es eine Lösung: Spezielle Schnittstellen ermöglichen es, den Roboter direkt an der CNC oder am CAM-System zu programmieren.

Investitionsgüter wie Werkzeugmaschinen müssen optimal ausgelastet werden, um sie wirtschaftlich zu betreiben. Dementsprechend scheint es sinnvoll, den Be- und Entladevorgang zu automatisieren. Diverse Statistiken zeigen jedoch, dass es noch immer Nachholbedarf gibt – also relativ wenige Roboter an Werkzeugmaschinen zum Einsatz kommen. Dafür gibt es Gründe, aber auch Lösungen.

So sind etwa eine ganze Reihe von Normen und Empfehlungen zu berücksichtigen – angefangen von den Vorschriften für Bediener- und Maschinensicherheit bis hin zur Auswertung der Produktionsdaten im Controlling. Zu den verbindlichen Normen zählen beispielsweise jene zur Maschinensicherheit: Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, Roboter ISO 10218-2:2011, Sicherheit von Maschinen ISO 13849-1.
Hat ein Produktionsbetrieb schließlich automatisiert, folgt häufig der Wunsch nach Controlling und einer möglichst flexiblen Fertigung. Um etwaige Erfolge messen zu können, gibt es unter anderem den Ansatz nach „gefertigtem Stück pro Stunde und Maschine“ und nach der „Flexibilität in Losgrößen und Werkstücken“. Auch hier gibt es diverse Normen, die das Gesamtsystem als flexible Fertigungszelle betreffen, so zum Beispiel das Einheitsblatt VDMA 34180, VDI 3423, VDI 5600, VDMA 66412. Für Fertigungsbetriebe gilt es, sich diesen Herausforderungen zu stellen. Hierbei kann z. B. der Steuerungshersteller Siemens unterstützen, da das Unternehmen in den entsprechenden Gremien vertreten ist.
Haupthindernis für die schnelle Verbreitung von Robotern ist derzeit die unterschiedliche Bedienung von Roboter und Werkzeugmaschine. Und damit nicht genug: Zudem unterscheidet sich die Bedienung der Roboter verschiedener Hersteller voneinander. Anwender müssten dadurch immer wieder in Schulungen und Personal investieren.
Als Lösung gilt daher die Möglichkeit, die Achssteuerung der Werkzeugmaschine auch für Zusatzachsen zu nutzen, wie etwa zum Be- und Entladen. Damit erfolgen sowohl Bedienung wie auch Inbetriebnahme komplett in der dem Maschinenbauer und Endanwender bekannten Umgebung.
Roboter über SPS programmieren
Die einfachste Form der Anbindung zwischen Maschine und Roboter erfolgt durch ein binäres SPS-Interface. Auf diesem werden die relevanten Anforderungen beziehungsweise Bestätigungen ausgetauscht, wie z. B. für eine Entlade-Anforderung oder der Bestätigung „Werkstück gegriffen“.
Siemens hat inzwischen gemeinsam mit Kuka eine Lösung erarbeitet, die auf dem offenen CNC-System Sinumerik 840D sl basiert. Entscheidend dafür: Das für Roboter von Kuka konzipierte mxAutomation-Interface enthält diverse Simatic-S7-Funktionsbausteine. Damit ist es möglich, den Kuka Roboter komplett über Bausteine der SPS zu projektieren und zu programmieren. Ein mxAutomation Interpreter auf der Kuka Robotersteuerung kommuniziert die SPS-Befehle an die Bahnplanung, die den Roboter in der gewohnten Präzision und Zuverlässigkeit in Bewegung setzt.
Der Bewegungsablauf wird in Sinumerik mit den normalen Mitteln programmiert, wie etwa Editor oder dem Handverfahren im JOG. Roboter-Kenntnisse sind also nicht notwendig. Sollte einmal etwas nicht funktionieren, liefert der Roboter seine Meldungen direkt in das Meldesystem der CNC. Das fertige Roboterprogramm kann schließlich mit Sinumerik eingefahren werden, genauso wie NC-Programme.
Roboter für anspruchsvolle Aufgaben
Auf Basis der positiven Erfahrungen mit dem Roboter in Bearbeitungszentren haben sich inzwischen weitere Einsatzfelder eröffnet. So ist es etwa seit kurzem möglich, Roboter für anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben zu nutzen. Bei dieser Kombination erfolgt die Erstellung des notwendigen Programms für die CNC direkt aus dem CAM-System NX CAM von Siemens PLM. Die Verbindung von der Sinumerik 840D sl zur Kuka Steuerung KR C4 übernimmt eine Motion-Control-Schnittstelle, welche die durchgängige Integration der Steuerungen in die Verfahrenskette von CAM bis zur Bahnbewegung ermöglicht. Für die Diagnose wird auf das bewährte Interface der Handhabungslösung mxAutomation zurückgegriffen, die auch die Antriebsdiagnose umfasst.
Mit den sechs Freiheitsgraden eines Roboters ist dann sogar eine 6-Achs-Bearbeitung möglich. Das erlaubt eine hohe Flexibilität und gute Erreichbarkeit der Werkstücke bei vergleichsweise geringen Kosten. Die Roboterhersteller bieten ihre Produkte modular und abgestimmt auf den Anwendungszweck an. So gibt es Roboter für Palettieren, Schweißen, Montieren und zum Beispiel auch für die Fräsbearbeitung. Diese Roboter sind bereits in Mechanik und Getrieben verstärkt, um höhere Bearbeitungskräfte aufnehmen zu können. Darüber hinaus bieten die Hersteller besondere Pakete an, um zum einen die Genauigkeit und zum anderen die Dynamik des Roboters zu optimieren.
Nicht zuletzt gibt es auch roboterspezifische Sicherheitsaspekte wie die kartesische Raumüberwachung oder die sichere Geschwindigkeit des Werkzeugs, die von der Robotersteuerung bereitgestellt werden. So vereint die Kuka Steuerung KR C4 Bewegungs- und Sicherheitssteuerung homogen und ersetzt passive Reaktionen durch extrem schnelle, aktive Interaktion. Durch die Anbindung an die Bewegungsführung der Sinumerik wird diese optimal für anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben, wie etwa die Composite-Bearbeitung, erschlossen.
Siemens AG www.siemens.de

Der Autor
Peter Kreusser, Leiter der Fachberatung Ausrüstungen für Werkzeugmaschinen, Siemens AG
Unsere Webinar-Empfehlung
Aktuelle Ausgabe
Titelbild mav Innovation in der spanenden Fertigung 1
Ausgabe
1.2024
LESEN
ABO
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Trends

Aktuelle Entwicklungen in der spanenden Fertigung

Alle Webinare & Webcasts

Webinare aller unserer Industrieseiten

Alle Whitepaper

Whitepaper aller unserer Industrieseiten


Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de