Kabelloses, mobiles HMI-System für Roboter, Maschinen und FTS

Ein System für jeden Einsatz

Fahrerlose Transportsysteme erfahren einen starken Aufwind in den Hallen von Industrieproduktionen. Sie helfen sowohl beim internen Materialfluss als auch in der getakteten Fertigung. Es existieren bereits Lösungen am Markt, wie man Fahrzeuge von verschiedenen Herstellern mit nur einem System bedienen kann. Wie wäre es aber, wenn man mit nur einem HMI-System, Roboter, Maschinen sowie FTS steuern und überblicken könnte – und das sicher, kabellos und mobil? Eine Lösung dafür bietet Keba mit dem KeTop Safe Wireless.

Ein Bediengerät für alle Steuerungen

Denn mit dem KeTop Safe Wireless von Keba werden sämtliche Roboter, Maschinen und fahrerlose Transportsysteme in der Produktionshalle mit einer sicheren Wireless-Basisstation ausgestattet. Dabei ist es vollkommen egal, ob unterschiedliche Steuerungen bzw. FTS eingesetzt werden – das KeTop Safe Wireless kommuniziert mit allen mobil, drahtlos und sicher. Mit nur einem Gerät kann der Bediener also nacheinander von einer Maschine zum FTS und zum Roboter nahtlos wechseln, sich verbinden und seine Arbeit verrichten.

Vorteile in Soft- und Hardware

Schon bei der kabelgebundenen Version der KeTop-T15x-Serie können unterschiedliche Applikationen in verschiedenen Browsern lokal laufen. Die Hardwaretasten sind über passende Treiber konfiguriert. Bei der kabellosen Variante wird die Konfiguration beim Verbinden ausgetauscht, anschließend kann der zugehörige Applikationsteil angezeigt oder die jeweilige Applikation geladen und in den Vordergrund geblendet werden.

Ebenso könnte der Einsatz eines zusätzlichen Tablets für die IT-Ebene entfallen. Sofern die App dafür in Windows 10 konfiguriert ist, kann sie bequem auf dem KeTop geöffnet werden. Somit wechselt der Bediener nur noch zwischen unterschiedlichen Applikationen. Eine wesentliche Beschränkung von üblichen Fehlerquellen, ergibt sich auch durch die gleichbleibend vertraute Hardware: Der Nothalt befindet sich immer an derselben Stelle und der Zustimmtaster ist gewohnt ergonomisch positioniert.

FTS-Einsatz mit kabelloser Bedienung

Man stelle sich folgendes Szenario in einer Produktionshalle vor: FTS bewegen sich durch die Halle, bringen Werkteile vom Roboter zu einer Maschine und befördern diese nach Bearbeitung ins Lager. Roboter, Maschinen sowie alle FTS sind üblicherweise im Hallen-WLAN eingebunden. Das sichere Wireless-Bediengerät wird dabei auf IT- wie Operationsebene eingesetzt. Beim Pairen mit dem FTS wird die sichere Verbindung aufgebaut. Weil für diesen Anwendungsfall passend, wechselt das WLAN nicht zur Basisstation. Es verbleibt im Hallennetzwerk. Das lässt sich bei der Inbetriebnahme einfach konfigurieren. Das KeTop Safe Wireless ist als Stand-Alone-Lösung konzipiert und benötigt prinzipiell keine (Funk-)Infrastruktur. Dass eine (bestimmte) Funklösung vorhanden sein muss, ist somit nicht Voraussetzung. Für die Datenübertragung kann aber die vorhandene Infrastruktur (in 2,4GHz oder 5GHz) genutzt werden. Die SWL-Lösung kümmert sich dann nur um den Funk der Sicherheitsdaten. In diesem Fall wird auch keine typischerweise IT-relevante WLAN-Komponente an der Maschine ins System hinzugefügt, was die Administration erleichtert. Selbst ein Wechsel zwischen Nutzung der vorhandenen Infrastruktur und der Keba-Lösung wäre im Betriebsfall möglich.

Sicherheit auf allen Ebenen

Üblicherweise hat der Maschinen- oder Anlagenhersteller bereits eine Entscheidung aus Gesamtsicht bezüglich der Sicherheitssteuerung getroffen. Eine weitere Sicherheitssteuerung ist mit der HMI-Lösung von Keba nicht nötig, da sie völlig steuerungsneutral ist. Zusätzliche Aufwände für weitere Sicherheitssteuerungen, wie z.B. Wartungsaufwände, entfallen somit. Wird die Basisstation auch für die Datenkommunikation genutzt ist diese auf die Safe-Wireless-Geräte beschränkt. Werden 3rd-Party-Geräte eingesetzt, ist trotz Funkgegenstelle (bzw. Basisstation) keine Accesspoint-Funktionalität möglich und somit kein Angriffsvektor gegeben.

Manuelles Bedienen des FTS

Nun kommt es vor, dass der Bediener das FTS mehrfach am Tag manuell verfahren muss. Das kann anspruchsvoll sein, vor allem beim Positionieren schwerer Lasten in einigen Metern Höhe. Im teils stark genutzten WLAN-Hallennetzwerk kann es schon zu Latenzen kommen, die zwar bei der HMI-Applikation im Parameterupdate nicht stören, beim taktilen Verfahren aber zu unvorhersehbarem Verhalten führen. Um diesem Problem entgegenzuwirken, ist das kabellose Gerät mit der Option der ’schnellen Tasten‘ ausgestattet: Diese Direktkommunikation der Tasten führt zu einem verzögerungsfreien Verhalten und somit auch zur effizienten Positionierung von z.B. mehreren 100kg schweren Paletten.

Häufig kommt es beim Einsatz von FTS auch zur folgenden Fehlermeldung: Ein FTS hat sich unter einem schwer zugänglichen Regal verklemmt. Durch die Option des Remote Pairens, kann allerdings schnell eine sichere Verbindung aufgebaut werden und so ein viel rascheres Freifahren erfolgen als mit der sonst erforderlichen reduzierten Geschwindigkeit.

Drei Fragen an Produktmanager Christian Hüttner

ROBOTIK UND PRODUKTION: Welche Mehrwerte bietet das KeTop Safe Wireless in Bezug auf die Kosten?
Christian Hüttner: In Produktionen sind oft zahlreiche unterschiedliche HMI-Geräte im Einsatz und für den Gesamtüberblick werden zusätzlich zunehmend Tablets eingesetzt. Mit dem sicheren KeTop Safe Wireless wechselt jeder Bediener leicht zwischen IT- wie Operationsebene – also von der Überblicksvisualisierung zur jeweiligen lokalen Maschinenbedienung. Gespart werden könnte somit bei der Anschaffung vieler unterschiedlicher lokaler HMI-Hardware sowie bei den erforderlichen Schulungen.

ROBOTIK UND PRODUKTION: Ist der Einsatz des Bediengerätes nur mit einer Keba-Steuerung möglich?
Alle Maschinen, Roboter und FTS werden mit einer Wireless-Basisstation ausgestattet. Schon das kabelgebundene KeTop kann beim Wechsel von Maschine A auf Maschine B aufgrund verschiedener Treiber mit unterschiedlichen Steuerungen kommunizieren. Bei der kabellosen Variante kann zusätzlich mobil auf das Hallennetzwerk sowie auf Roboter- wie Maschinennetzwerke und FTS zugegriffen werden. Es gibt aber natürlich Vorteile, wenn das Bediengerät in eine KebaSteuerung integriert ist.

ROBOTIK UND PRODUKTION: Stichwort Hallen-WLAN: Gibt es beim Einsatz des kabellosen Gerätes besondere Voraussetzungen bei der Konfiguration oder ist diese frei entscheidbar?
Das KeTop Safe Wireless ist als Stand-Alone-Lösung, also steuerungsneutral, konzipiert und zudem ist die Funkgegenstelle für Daten frei entscheidbar, ob lokal von der Maschine oder global von der Halle. Steuerungsneutral gilt sowohl für die eigentliche Steuerung als auch für die Sicherheitssteuerung. Treiber für die Hardwareelemente, wie z.B Tastatur oder Bedienelemente, ermöglichen die einfache Integration.

Begriffserklärung: Pairen/Unpairing

Beim Pairen begibt sich der Bediener in die unmittelbare Nähe der Basisstation eines bestimmten Roboters, einer Maschine oder eines FTS. Er bestätigt, dass man sich verbinden möchte. Daraufhin wird die sichere Verbindung zwischen Bediengerät und Basisstation in wenigen Sekunden aufgebaut.
Unter Unpairing versteht man die Trennung der sicheren Verbindung und den Wechsel in den Tablet Mode. Kein Bediener
kann sich gleichzeitig mit zwei Basisstationen verbinden. Mit einer Basisstation können sich wiederum nicht zwei unterschiedliche Bediener gleichzeitig verbinden. Jedoch können sich unterschiedliche Bediener parallel mit verschiedenen Basisstationen verbinden.
Die einfache, schnelle und komfortable Version des Pairens ist nicht immer möglich, weil z.B. Hindernisse den Zugang erschweren. Dafür wird die Variante des Remote Pairens initiiert. Ein Sicherheits-Check überprüft, dass der Bediener eine bewusste Handlung setzt und sich mit der richtigen Basisstation verbindet. Das stellt somit eine weitere zertifizierte Variante des sicheren Pairens dar. Im Bedienprozess können je nach Erfordernis die Pairing-Arten beliebig gemischt werden.