Unternehmen schrecken häufig noch vor der Investition in Roboter zurück, weil sie deren Bedienung und Programmierung für kompliziert halten. Hersteller Kuka hat daher verschiedene Pakete zusammengestellt, um den Einsatz zu vereinfachen.
Andreas Schuhbauer, Key Technology Management, Kuka Roboter GmbH
2011 wurden weltweit fast 400 000 Werkzeugmaschinen verkauft, aber nur gut 5000 Roboter für deren Automatisierung eingesetzt. Hierfür gibt es nach eigener Recherche drei hauptsächliche Gründe: Die Anwender von Werkzeugmaschinen halten den Roboter für teuer, gefährlich und kompliziert.
Zahlreiche Amortisationsrechnungen zeigen jedoch, dass es möglich ist, die Investition innerhalb von 1,5 Jahren und weniger wieder zu erwirtschaften, auch bei umfangreichem Teilespektrum. Die Zahlen werden durch die realisierte Automatisierung noch unterboten. Aus der Perspektive Amortisationszeitraum betrachtet ist also eine Roboterautomatisierung nicht teuer, auch wenn die ursprüngliche Investition durch die Roboterzelle verdoppelt wird.
Da Roboter von Kuka mit wenigen Modifikationen inzwischen sogar zum Patiententransport im Operationssaal eingesetzt werden dürfen, können sie auch nicht gefährlich sein. Auch der Kuka-Robocoaster (Roboter als Achterbahn für bis zu vier Personen) zeigt mit seiner Erfolgsgeschichte (mehrere Hundert Installationen weltweit) und dem fehlerfreien Betrieb seit vielen Jahren, wie zuverlässig und ungefährlich die Roboter heute sind. In der Industrie kommen Sicherheitsfunktionen wie Safe-Operation (Beschränkung des Arbeitsraums in sicherer Technik) und sicherer Betriebshalt zum Einsatz.
Bleibt noch das Argument, Roboter seien kompliziert. Roboter werden traditionell in einer proprietären Sprache programmiert. Jeder Roboterhersteller hat hier seine eigene Sprache. Für Kuka-Roboter ist dies die KRL (Kuka-Robot-Language). Die professionellen und zertifizierten Trainer in den weltweit mehr als 20 Schulungszentren können die KRL innerhalb weniger Tage vermitteln. Dennoch scheuen viele Anwender diesen Trainingsaufwand. Um auch diese Kunden erreichen zu können, hat Kuka Pakete für verschiedene Zielgruppen geschaffen.
CAD/CAM-System erstellt Roboterbahnen
Für Firmen, die heute schon CNC-Maschinen einsetzen und mit deren Bedienung vertraut sind, wurde Kuka.CNC entwickelt. Damit ist es möglich, den Roboter komplett in G-Code zu programmieren. Die Roboterbahnen können in einem geeigneten CAD/CAM-System, zum Beispiel von Mastercam, erstellt und direkt auf dem Roboter verarbeitet werden. Programme können aber auch direkt auf der Steuerung im ISO-Code modifiziert oder sogar erstellt werden.
Die Bedienung des Roboters erfolgt über Masken, die jedem CNC-Maschinenbediener sofort vertraut sind. Die Technologie zielt hauptsächlich auf Anwender, die den Roboter für Bearbeitungsaufgaben wie Entgraten, Bohren und Fräsen einsetzen wollen. Soll der Roboter die Maschine be- und entladen und nur in den Nebenzeiten als Bearbeitungsgerät eingesetzt werden, kann auch problemlos in der Anzeige zwischen klassischer Robotersteuerung und CNC-Bearbeitung gewechselt werden.
Für Kunden, bei denen entsprechendes Knowhow für die Projektierung und Programmierung von SPS-Steuerungen vorhanden ist, wurde die mxAutomation-Schnittstelle entwickelt. Für die Welt der Werkzeugmaschinen wurde auf Grundlage dieser Schnittstelle in Zusammenarbeit mit Siemens ein Paket für die Projektierung in der Siemens-S7-Welt und die Visualisierung auf dem Bedienpanel der Siemens-840Dsl geschaffen.
Die mxAutomation-Funktion Block Library ermöglicht es in Step7, der Entwicklungsumgebung der Siemens S7 SPS, die Bewegungen des Roboters zu planen und Abläufe inklusive Ansteuerung von Peripherie wie Greifer und Schutztüren zu projektieren. Ein Austausch von I/Os zwischen Maschine und Roboter ist nicht mehr nötig. Die Befehle werden im Programmablauf von der SPS über Profinet an die Robotersteuerung übertragen, die in gewohnter Präzision und Zuverlässigkeit die Aussteuerung des Roboters durchführt. Für die Projektierung genügen Grundlagenkenntnisse über die Robotertechnik.
Auch für den Bediener der Anlage wird die Arbeit deutlich vereinfacht. Denn über das Applikationspaket RunMyRobot von Siemens ist es möglich, die Bedienung des Roboters komplett auf der 840D-Steuerung zu visualisieren – und zwar mit gleicher Systematik wie die Bedienung der Werkzeugmaschine.
Der Aufruf und die Manipulation von Bahnpunkten sind ebenso möglich wie das Handverfahren des Roboters (JOG) über das Bedienpanel der Maschine oder über ein optionales Handbediengerät (HT8). Durch die Einbindung des Roboters in das Sicherheitskonzept der Maschinensteuerung geschieht das mit sicherer Technik und bei geöffneter Schutztür in sicher reduzierter Geschwindigkeit.
VDW-Schnittstelle und HMI Zenon
Meldungen des Roboters werden in Klartext im Meldungsfenster der Maschinensteuerung angezeigt. Der Override der Maschinenbedientafel kann direkt zur Geschwindigkeitssteuerung des Roboters (zum Beispiel beim Einfahren) genutzt werden.
Auch wenn die Projektierung klassisch in Robotersprache durch einen der Kuka-Systempartner stattfindet, gibt es Möglichkeiten, die Projektierung und Bedienung zu vereinfachen:
Projektierung: Die gebräuchlichste Schnittstelle zwischen Maschine und Handlinggerät ist immer noch die I/O-Schnittstelle, bei der über ein Bussystem (bei Werkzeugmaschinen in Europa hauptsächlich Profibus) die notwendigen Signale ausgetauscht werden. Namhafte deutsche Werkzeugmaschinenhersteller, Anbieter von Steuerungssystemen und Hersteller von Handlinggeräten haben sich zusammengesetzt, um diese Schnittstelle zu vereinheitlichen und so eindeutig zu dokumentieren, dass es zu keinen Missverständnissen kommen kann. Die Schnittstelle ist inzwischen über das VDMA-Einheitsblatt 34810 für alle Marktteilnehmer verfügbar.
Bedienung: Für den Anwender der Automationszelle kann über die Nutzung von Kuka.HMI Zenon die Bedienung für den deutlich vereinfacht werden. Mit der Entwicklungsumgebung von HMI Zenon ist es möglich, anlagenspezifische Oberflächen zu erstellen, die es dem Anwender zum Beispiel ermöglichen, mit wenigen Klicks Programme aufzurufen und zu starten oder durch die Eingabe weniger Parameter das Ablaufprogramm zu beeinflussen. Die HMI-Oberfläche kann dabei auf einem externen Bildschirm oder direkt auf dem Kuka-SmartPad mit seiner Touchbedienung dargestellt werden.
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