Roboter und Controller von Denso

Große Nummer in der Kompaktklasse

Die Robotics-Sparte von Denso wurde einst als Kompetenzzentrum ins Leben gerufen, um die Automation in den konzerneigenen Werken des Automobilzulieferers voran zu treiben. Längst sind die Kinematiken des Anbieters aber auch auf dem freien Markt erhältlich und haben sich im Marktsegment der Kleinroboter einen Namen gemacht. Welches Selbstverständnis dahinter steckt und inwiefern das auf die hohen Ansprüche der Denso Werke zurück geht, greift der folgende Artikel auf.

Denso Robotics konzentriert sein Portfolio ganz bewusst auf kompakte Sechsachser und Scaras. (Bild: Denso Robotics Europe)

Das Hauptaugenmerk von Denso als Ausgliederung des Toyota-Konzerns liegt eigentlich auf der Zulieferindustrie. Das Unternehmen zählt sich in diesem Bereich zu den drei größten Anbietern weltweit. Entsprechend gibt es weltweit über 200 Niederlassungen und Produktionswerke, allein auf Europa entfallen 35. Gemessen an den insgesamt 170.000 Mitarbeitern, macht der Robotikbereich nur einen sehr geringen Anteil aus. Dennoch genießt er einen außergewöhnlichen Stellenwert.

„Mit 50 Jahren Erfahrung und 100.000 installierten Kinematiken sind wir Marktführer im Bereich der Kleinrobotik.“ (Bild: Denso Robotics Europe)

Konzerneigene Roboterschmiede

Denn ursprünglich wurde Denso Robotics als Technologiekader gegründet, um die Werke des Zulieferers mit zeitgemäßen Robotiklösungen aus- und aufzurüsten. So werden seit 1967 Roboter entwickelt – anfangs nur für den unternehmenseigenen Produktionsverbund, seit rund 30 Jahren auch für den allgemeinen Markt. Was die Art der Kinematiken angeht, liegt der Fokus ausschließlich auf kompakten Sechsachsern und Scaras. Umso breiter sind allerdings deren heutige Einsatzfelder: Sie finden sich in der Zulieferindustrie und klassischen Montageanwendungen, in der Elektronikfertigung, der Verpackungs- und Messtechnik sowie in Marktsegmenten wie Pharma oder Medizin. Quer durch alle Branchen erstreckt sich das Referenzspektrum über bekannte Anwender: Siemens, Danfoss, Ferrari, Kärcher, Hilti, Intel oder Lego. „Mit 50 Jahren Erfahrung und insgesamt 100.000 installierten Kinematiken sind wir Marktführer im Bereich der Kleinrobotik“, unterstreicht Dirk Schöffler, Senior Manager Robotics in Deutschland, das eigene Selbstverständnis. Hierzulande ist Denso Robotics seit 2007 aktiv. Von den in Summe jährlich produzierten 7.000 Robotern gehen etwa 1.000 in die Länder der EU.

Ein USP der Kinematiken von Denso: Die Verkabelung lässt sich bis zur sechsten Achse im Roboterarm verlegen. (Bild: Denso Robotics Europe.)

Kompakte aber leistungsstarke Lösungen

Generell umfasst das Denso-Programm Sechsachser für Traglasten bis 13kg und Reichweiten von 400 bis 1.300mm sowie Scaras mit 350 bis 1.000mm Aktionsradius und Lasten bis 20kg. „Besonders werden unsere Roboter vor allem durch Eigenschaften und Add-Ons, die man bei anderen Marktbegleitern nicht bekommt“, ergänzt Schöffler. „Das fängt bei den sehr flexiblen Anschlussmöglichkeiten an und reicht bis zur integrierten Verkabelung.“ Auf Wunsch liefert Denso Roboter mit komplett intern verlegten Energie- und Datenleitungen. „Dieses spezielle Design eliminiert alle Kabel, die extern geführt werden müssen und die Applikation somit zwangsläufig Fehler- bzw. Störanfällig machen“, erklärt Schöffler. Diese Vorgabe sei originär Denso-intern gestellt worden, sprich aus den eigenen Produktionsstätten. „Die interne Verkabelung ist ein gutes Beispiel für die Vorteile, die dem Markt daraus entstehen, dass Denso Roboteranbieter und -anwender zugleich ist“, fährt der Manager fort. „Denn unsere Werke reflektieren in Bezug auf die Robotik natürlich genau das, was auch die Anwender aus anderen Bereichen benötigen.“ Ein weiteres Beispiel findet sich in der Robotersteuerung, von der es im klassischen Denso-Portfolio nur ein einziges Modell gibt. Dieses ist allerdings passend für alle Kinematiken des Anbieters ausgelegt und unterscheidet sich nur durch die jeweils verbauten Leistungsmodule. Ein Ansatz, der sowohl Varianz und Komplexität reduziert, als auch beim Anwender das Ersatzteillager entlastet – und den Denso aufgrund von Anforderungen wählte, die sich aus den eigenen Fabriken heraus stellte. „Die eigenen Kollegen sind eben oft die strengsten, stellen die höchsten Ansprüche und haben den engsten Zeitplan“, sagt Schöffler mit einem Augenzwinkern. Das sei im ersten Moment natürlich anspruchsvoll und arbeitsintensiv, zahle sich hinterher auf dem freien Markt aber durchaus aus. „Denn die Anforderungen der dortigen Kunden unterscheiden sich ja nicht grundlegend“, führt der Senior Manager weiter aus. „Darauf abgestimmt, handelt es sich im Ergebnis – also bei unserer Steuerung RC8A – um den kompaktesten High-Performance Controller auf dem Markt.“ Da er auf bis zu acht Achsen ausgelegt ist, lassen sich, je nachdem ob Sechsachser oder Scara, zwei bzw. vier zusätzliche Achsen in der Anwendung ansteuern. Außerdem ist es auch möglich, zwei Scaras über die Steuerung laufen zu lassen. Bei Bedarf können über Ethercat zudem weitere externe Achs-Controller angebunden werden – deterministisch und in Echtzeit. „Es gibt hier nur wenige Limitierungen“, verspricht Schöffler. Entsprechend bietet Denso auch Schnittstellen zu den etablierten Kommunikationsprotokollen wie CC-Link, Ethernet/IP oder Profinet. Genauso ist laut Anbieter für die Einbindung der gängigen Kameratypen und Vision-Systeme gesorgt. Darüber hinaus erhält der Anwender durch optionale Analog- und Digital-I/O-Karten weitere Freiheiten. „In Summe bieten wir also auch das offenste Controller-Konzept auf dem Markt“, betont Schöffler. „So unterstützen wir mit unserer Steuerung seit einigen Jahren auch bereits OPC UA.“ Im Rahmen des Engineering will Denso seinen Kunden ebenso hohe Flexibilität bieten. Den Kern bildet die windowsbasierte Programmieroberfläche Wincaps III, mit der der Anwender die Applikation je nach Vorliebe offline programmieren und summulieren kann. Alternativ können Denso Roboter gemäß IEC61131, in C++, C#, Java oder Labview programmiert werden. Unterstützung bzw. Hilfestellung bieten dabei die integrierten Wizards und Funktionsbausteine. Mit den auf der Programmierung aufsetzenden Simulations- und Emulations-Tools wie VRC oder EMU erhält der Anwender zusätzlich die Möglichkeit, mehrere Projekte zusammenzufügen sowie weitere Geräte oder Anlagen im Sinne eines digitalen Zwillings virtuell einzubinden. Anschließend lässt sich der dabei entstandene Steuerungs-Code eins zu eins auf die echten Roboter übertragen.

Speziell für Einsätze in der Pharmaindustrie hat Denso den Roboter VS-050S2 ausrüsten und zertifizieren lassen. (Bild: Denso Robotics Europe.)

Besondere Branchen, besondere Ausrüstung

An Industriezweige wie Pharma oder Medizintechnik wendet sich Denso mit speziell ausgestatteten Roboterbauformen. So steht z.B. ein Modell zur Verfügung, das nicht nur reinraumtauglich und spritzwassergeschützt nach IP65 und 67 ist, sondern auch resistent gegen die meisten aggressiven Chemikalien in der pharmazeutischen Industrie. „Der Roboter ist sogar durchgängig gemäß der GMP-Standards designed“, so Schöffler. Es gibt also weder Winkel noch Vertiefungen, in denen sich Keime oder Reinigungsrückstände ansammeln könnten. „Das macht diesen Roboter einzigartig auf dem Markt.“ Weil Denso im Pharmabereich großes Potenzial sieht, wurde für die besonderen Einsatzmöglichkeiten des Roboters vom Fraunhofer IPA sogar eine aufwändige und umfassende Zertifizierung erstellt.

Roboter im Internet der Dinge

Eine aktuell weitreichende Vorgabe im Denso-Konzern sieht vor, bis 2025 alle Fabriken global und durchgängig zu vernetzen. „Nicht nur auf Ebene der Produktionsanlagen oder Linien, sondern bis hinein in die einzelne Roboter sowie SPS, Kamerasysteme, CNC System und Systemplattform“, gewährt der Manager Einblick. „Ziel ist es von überall aus die Betriebszustände zu überwachen und zu analysieren.“ Das Fundament dafür legen die RC8A-Roboter-Controller, aus denen sich alle steuerungs- bzw. wartungsrelevanten Parameter und Zustandswerte auslesen lassen. Nach oben hin soll ein neuer IoT-Server die Verbindung sicherstellen, den Denso eigens entwickelt hat. Er ermöglicht eine umfängliche Datensammlung und Übermittlung an verschiedene Analyse Tools und Clouds (exklusive und allgemeine IoT Anwendugsplattform) sowie Visualisierung Tools. „Entsprechend beschäftigten wir uns schon länger stark mit den Themen Industrial IoT und Smart Maintenance“, resümiert Schöffler. „Zum einen zwangsläufig, um die Forderungen im eigenen Haus zu erfüllen. Zum anderen aber auch im Sinne des Marktes: Denn obwohl sich das Thema Industrie 4.0 bei unseren Kunden gerade erst entwickelt, wissen sie bei diesen neuen Technologien kompetente Partner an ihrer Seite sehr zu schätzen.“