Drahtlose Safety leicht gemacht
Mein erster Delta – Teil 3
Die Robotik erobert neue Anwendungen und Branchen – gerade im Mittelstand. Doch ein Faktor bremst ihren Siegeszug leider spürbar: Es gibt nicht genügend Spezialisten im Markt und der Fachkräftemangel tut sein Übriges. In der Folge setzen Anbieter darauf, die Installation, Inbetriebnahme und Bedienung von Robotern möglichst einfach zu machen. Im Rahmen eines Selbstversuchs hat die Redaktion von ROBOTIK UND PRODUKTION einen Deltaroboter von Igus montiert und in Betrieb genommen. Im dritten Teil der Artikelserie geht es nun um die Absicherung der Kinematik. Dabei fiel die Entscheidung auf die Wireless-Sicherheits-SPS Safety Simplifier – weil sie ebenfalls verspricht, den Anwender ohne Expertenwissen schnell und zuverlässig zum Erfolg zu führen.
Im Selbstversuch wurden für die Absicherung des Deltaroboters zwei Einheiten der modularen Sicherheits-SPS Safety Simplifier sowie eine Türzuhaltung angeschlossen.(Bild: TeDo Verlag GmbH)
Was bisher geschah: Im ersten Teil des Selbstversuchs ‚Mein erster Delta‘ wagte sich die Redaktion von ROBOTIK UND PRODUKTION an die Montage des Delta-Kits von Igus. Die Montagezeit-Vorgabe des Herstellers konnte zwar nicht punktgenau eingehalten werden, aber die Redakteure kamen nur wenig später zum Ziel. In der zweiten Folge ging es um die Inbetriebnahme des Deltas. Dafür stellte Igus einen vorbereiteten Kompaktschaltschrank zur Verfügung – auf Basis der Motorsteuerung D1 – mit dem der Delta unkompliziert verkabelt, eingerichtet und programmiert wurde. Um den Selbstversuch möglichst praxisnah durchzuführen, galt es abschließend, die Delta-Applikation auch unter Sicherheitsaspekten funktionstauglich zu machen.
Drahtlose Sicherheit
Für die Absicherung des Deltaroboters kam die Sicherheitssteuerung Safety Simplifier von SSP Safety System Products zum Einsatz. Zum einen, weil der Anbieter sie als unkomplizierte Lösung positioniert. Zum anderen, weil der innovative, modulare Ansatz der SPS auf drahtlose Safety setzt – eine aufwändige und zeitintensive Verkabelung entfällt. Die in der Anwendung eingesetzten IP65/IP66-Module kommunizieren untereinander mit speziellem Protokoll und im eigenen Netz. Dabei erfüllen sie alle Vorgaben für die sicherheitsgerichtete Kommunikation und gewährleisten einen stabilen Prozess. Die Safety Simplifier erlauben aber nicht nur einfache, sondern auch leistungsstarke Sicherheitslösungen mit Wireless-Reaktionszeiten von 10ms und Reichweiten von 100m. Die Elektronik der Safety-Einheiten ist stets identisch, allerdings lassen sich die Module mit Bedienelementen wie Notausschalter oder Leuchttaster exakt auf die jeweiligen Bedürfnisse anpassen. Mit diesen Eigenschaften spielt der Safety Simplifier seine Vorteile vor allem in Applikationen aus, bei denen die Safety-Funktionen zwar einfach sind, deren Wechselwirkung aber sehr komplex ist – so etwa bei der Absicherung von Roboterzellen.
Integration in die Steuerungstechnik
Ein weiterer Vorteil, der bei der Absicherung des Delta-Selbstversuch voll zum Tragen kam: Man muss mit der Sicherheitstechnik nicht tief in die Robotersteuerung eingreifen, sondern kann den Safety Simplifier über den Freigabeeingang der Motorsteuerung anschließen. Die Safety wird also einfach dazwischen geschaltet. Löst die Sicherheitssteuerung aus, z.B. weil in einen Lichtvorhang eingegriffen oder ein Notausschalter aktiviert wird, blockiert sie das Freigabesignal – umgehend schaltet der Motion Controller alle Motoren stromlos und versetzt sie in einen sicheren Zustand. Bei der Parallelkinematik reicht es also, den Safety Simplifier an die Regler der drei verbauten Schrittmotoren und die Energieversorgung anzuschließen. Im Versuchsaufbau wurde ein SPS-Modul ohne Bedienelemente – als von SSP vorbereitete Standardeinheit – direkt am Schaltschrank montiert, das drahtlos mit einem weiteren Modul zur Türabsicherung mit Notausschalter kommuniziert. Darüber lässt sich z.B. eine Zuhaltung, ein Lichtgitter oder anderweitige Safety-Elemente integrieren. „Wir bieten dem Anwender vorab konfigurierte bzw. vorbereitete Safety-Module für bestimmte Funktionen bzw. Einsätze“, betont Nathanael Prömel, Produktmanager Sicherheitssteuerungen bei SSP, der den Redakteuren beim Selbstversuch auf die Finger schaute. „Durch den durchgängig modularen Ansatz lassen sich die SPS-Einheiten exakt auf die spezifischen Anforderungen anpassen. Hier stehen dem Anwender alle Wege offen.“ Über den Online-Konfigurator des Anbieters kann der Kunde das passende Gerät mit wenigen Mausklicks generieren. Er erhält den Safety Simplifier bei Bedarf auch vorverdrahtet mit der gewünschten Sicherheitsfunktion.
Im kostenlosen Programmier-Tool stellt SSP vorbereitete Funktionsbausteine und eine grafische Oberfläche zur Verfügung – echtes Code-Schreiben entfällt. (Bild: TeDo Verlag GmbH)
Unkomplizierte Programmierung
Die Programmierung der eingesetzten Safety-Simplifier-Module lässt sich bequem per Laptop erledigen. Die konkrete Funktionalität kann der Anwender über die dazugehörige Software schnell festlegen und gegebenenfalls später noch anpassen. Die 16 integrierten I/Os lassen sich im Tool individuell bzw. anwendungsspezifisch belegen – wahlweise als sicherer Ein- bzw. Ausgang oder als Standardausgang. Man muss sich also I/O-seitig nicht auf eine bestimmte Hardware-Variante festlegen. Um den Programmieraufwand für den Anwender möglichst gering zu halten, stellt SSP eine Vielzahl von hinterlegten Funktionsbausteinen für die jeweiligen Steuerungsmodule zur Verfügung – neben Notaus und Zuhaltung z.B. auch für Lichtgitter, Laserscanner oder Schaltmatten. Durch die grafische Programmieroberfläche sind weder spezielle Programmierkenntnisse noch Hochsprachen-Knowhow nötig. Im Selbstversuch wurden demnach vorbereitete Funktionsbausteine für die beiden Einheiten verwendet und in der Software einfach miteinander verknüpft. Echte Programmierarbeit war – wie der Hersteller verspricht – also nicht nötig. Das Programmier-Tool steht kostenfrei auf der Homepage von SSP zum Download bereit und kann ohne Lizenzgebühren genutzt werden.
Selbstversuch abgeschlossen
Nach der erfolgreichen Absicherung der Deltakinematik – als letztem Teil des Selbstversuchs – gilt es nun, ein Fazit zu ziehen. Dieses lautet: Robotik muss heute nicht mehr kompliziert sein. Zugegeben, eine Schwalbe macht noch keinen Sommer und ein einzelner Deltaroboter ist natürlich nicht mit einer komplexen Automatisierungsanwendung gleichzusetzen. Aber der Markt für Roboter-, Steuerungs- und Sicherheitstechnik bietet heute auch Mittelständlern und Neueinsteigern einen einfachen und kostengünstigen Start in die Automation. Die Redaktion von ROBOTIK UND PRODUKTION hat den Selbstversuch erfolgreich umgesetzt – ohne Schäden für Mensch oder Maschine. Und in jedem Fall soll es mit dem Delta weitergehen. Aber an einem anderen Ort, denn das Aufgabenspektrum für den Roboter geht im Redaktionsalltag leider gegen Null. Deswegen soll die Kinematik künftig bei einer entsprechenden Institution für die Aus- und Weiterbildung von Nachwuchskräften zum Einsatz kommen. Wenn es soweit ist, lesen Sie natürlich in ROBOTIK UND PRODUKTION darüber. (mby)
