Tiefe Integration von Robotern in Maschinen und Anlagen
Damit Robotik und Steuerungstechnik exakt aufeinander abgestimmt werden können, ist ein funktionales Zusammenspiel von Roboter und Kernfunktionen nötig. Das reibungslose Zusammenspiel erfolgt nicht zuletzt durch eine entsprechende Datenintegration sowie -verfügbarkeit, um zukünftige Ansätze, wie Predictive Maintenance oder datengetriebenes Lernen, zum Erfolg zu bringen. Das integrierte Automatisierungssystem Kemro X von Keba macht selbst komplexe Aufgaben mit hoher Variabilität auf einfache Weise beherrschbar, in dem es klar differenzierte Gesamtlösungen für technologieorientierte Maschinen- und Anlagenbauer ermöglicht.
Traditionellerweise sind die Welten Robotik und Steuerungstechnik klar getrennt, sowohl was Anbieter und technische Lösung als auch Verantwortungen und Kompetenzen bei den Stakeholdern betrifft. Eine echte flexible und zeitgemäße Produktion kann aber nur durch übergreifende Automatisierungskonzepte erzielt werden. Mit dem zunehmenden Bedarf an Integration stellen sich auch immer mehr Fragen. Was ist bei Entscheidungen über die Integrationsrichtung wichtig? Was ist zu beachten, wenn Maschinen- und Anlagenbauer aktuelle Technologietrends wie Cloud Computing, Big Data und Datenanalyse heute und in Zukunft reibungslos integrieren wollen?
Die Antworten auf diese Herausforderungen sind vielfältig und reichen von Integrationspaketen der Roboterhersteller zur vertieften Anbindung in Steuerungslösungen über Standardisierungsbestrebungen der Schnittstellen, wie dem neuen Standard Robot Command Interface, bis zu einer Reihe von neuen, roboterunabhängigen Programmier- und Bedienansätzen. Bei all diesen Ansätzen bleiben jedoch zwei getrennte Steuerungen für Robotik und Maschine bestehen.
Digitale Kluft zwischen Maschinensteuerung und Robotik
Die große digitale Kluft zwischen Maschinensteuerung und Robotik wird durch diese Mittel schon teilweise überbrückt. Viele Standardanwendungen, wie Maschinenbeladung oder End-of-Line-Palettierung, lassen sich relativ gut realisieren, aber für eine Reihe von Anwendungsfällen, wie z.B. Kleben, Lackieren, Messen, Schweißen, greifen die Ansätze noch zu kurz. Allerdings stehen technologieorientierte Maschinen- und Anlagenbauer auch heute noch vor einigen Herausforderungen, sobald sie ihre Lösungen durch den Einsatz von Robotern flexibilisieren wollen:
• Funktionales Zusammenspiel: Roboter und Kernfunktion müssen in vielen Fällen exakt interagieren. Das betrifft sowohl gemeinsame Bewegungsmuster von Maschinenteilen und Robotern als auch die Prozesstechnik, die exakt mit der Roboterbewegung abgestimmt sein muss.
• Teileprogrammierung: Die teilespezifischen Produktionsabläufe (Programme oder Rezepte) müssen integriert Bewegungs- und Prozessinformationen definieren. Zusätzlich wünschen sich Anwender Möglichkeiten, diese Programme Tool-unterstützt offline vorbereiten zu können, um die wertvolle Produktionsressource nicht durch Teach- und Einrichtarbeiten zu blockieren. Nur so bleiben diese hochintegrierten und effizienten Maschinen und Anlagen für die Betreiber beherrschbar und können den vollen Nutzen erbringen.
• Datenintegration: Bei komplexen Produktionsmaschinen und -anlagen entstehen sowohl aus den Robotern als auch dem Prozess und beteiligten Maschinen eine Vielzahl an Daten. Diese müssen zum einen zur Laufzeit integriert werden, um das bestmögliche Zusammenspiel zu erlauben. Andererseits sollen sie bereits bei der Projektierung, dem Engineering und der Inbetriebnahme bis hin zu Service und Wartung eine ausreichende Informationsbasis und einfache Bedienung und Handhabung für die Anwender gewährleisten. Zukünftige Ansätze, wie datengetriebenes Lernen oder Predictive Maintenance, können nur mit entsprechender Datenverfügbarkeit und Konsistenz zum Erfolg gebracht werden.
Integriertes Automatisierungssystem
Mit dem integrierten Automatisierungssystem Kemro X bietet Keba eine Lösung, die alle drei Herausforderungen schlüssig und durchgängig beantwortet.
• Durch eine Vielzahl von möglichen Modifikationen von Roboterbewegung, Systemverhalten und verwendeten Schnittstellen können Technologie und Bewegung nahtlos ineinandergreifen – es entstehen homogene, durchgängige Lösungen, die Maßstäbe in Produktivität, Prozessqualität und Flexibilität setzen.
• Durch die Erweiterungsmöglichkeiten der Keba-Robotersprache Kairo können Bewegung und Technologie in einem gemeinsamen Teileprogramm abgebildet werden – und zwar konsistent und in – für Anwender – beherrschbarer Form. Damit kann sowohl eine Offline-Vorbereitung der Teileprogramme mit Hilfe einer prozessspezifischen Entwicklungsumgebung am digitalen Zwilling als auch die Online-Interaktion an der Maschine oder Anlage zum optionalen Fein-Tuning der Produktionsprozesse erfolgen. Besonders der einfache und durchgängige Umgang und die integrierte Berücksichtigung der jeweiligen Prozesserfordernisse sind Schlüsselfeatures, die Anwender und deren Endkunden besonders schätzen.
• Durch das einheitliche Daten-Handling zwischen Robotik und Prozesssteuerung sowie optional integrierter Technologiemodule in Hochsprache stehen für alle datengetriebenen Angebote durchgängige und synchronisierte Daten zur Verfügung. Auch Service und Support sind für diese integrierten Systeme einfacher möglich – vom Systemupdate bis zur Applikationsunterstützung.
Robotik und Produktion: Was versteht man genau unter tiefe Integration von Robotern in Maschinen und Anlagen?
Michael Garstenauer: Die Technologien Maschinensteuerung, Prozesstechnik und Robotik verschmelzen zu einer Gesamtlösung, bisherige harte Grenzen werden aufgelöst und sind für den Anwender nicht mehr bemerkbar und störend.
Wann ist eine solche tiefe Integration nötig?
Immer dann, wenn Lösungen mit klassischer Lösungsarchitektur mit Standard-Industrierobotern an ihre funktionalen Grenzen stoßen oder so komplex werden, dass sie von den Anwendern nicht mehr flexibel eingesetzt werden können. Sonst würden ja die Vorteile flexibler Automatisierung wieder verloren gehen.
Was sind die Vorteile beim Einsatz der Keba-Lösung?
Kemro X von Keba bietet ein durchgängiges Automatisierungssystem, ein komplettes und offenes High-End- Robotiksystem flexibel mit einer klassischen SPS-Umgebung und der Möglichkeit zur Integration von eigenen Technologiebausteinen vereint – sowohl in der Steuerung selbst wie auch in den Bereichen Bedienen und Visualisieren sowie den entsprechenden Softwaretools.
