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Softwareseitige Integration

Roboterintegration schließt Automatisierungslücken

| Autor / Redakteur: Jürgen Lieber / Andrea Gillhuber

Pick-and-Place-Anwendungen mit dem Delta 3 Roboter.
Pick-and-Place-Anwendungen mit dem Delta 3 Roboter. (Bild: Schneider Electric)

Damit man Produktionsprozesse flexibler gestalten kann, müssen sich Industrieroboter nahtlos in die Automatisierungsarchitektur einfügen. Moderne Motion-Control-Lösungen ermöglichen eine direkte Integration der Roboter auf Steuerungs- und MES-Ebene.

Roboter sind als anpassungsfähige Automatisierungskomponenten in der Lage, der steigenden Komplexität moderner Wertschöpfungsketten zu begegnen und Fertigungsprozesse maßgeblich zu flexibilisieren. Grundvoraussetzung ist allerdings eine möglichst nahtlose Integration der Robotik in das Hardware- und Softwarekonzept einer Produktionsanlage. Damit dies gelingt, arbeiten Roboterhersteller und Automatisierungsspezialisten zunehmend Hand in Hand. Offene Schnittstellen auf Herstellerseite in Kombination mit standardisierten Motion-Control-Lösungen, wie sie beispielsweise von Schneider Electric favorisiert werden, sorgen so langfristig für immer höhere Integrationsgrade. Industrierobotern fällt im Rahmen des digitalen Wandels damit künftig eine Schlüsselrolle auf dem Weg zur vollständig vernetzten Produktion zu.

Roboter können sowohl in einen Produktionsprozess als auch unmittelbar in ein Anlagenkonzept integriert werden, um eine vollständige Automatisierung zu erzielen. Roboter picken, positionieren, sortieren und mischen Produkte vollautomatisch und flexibel. Damit ist die Robotik in vielen Fällen ein entscheidender Aspekt, wenn es gilt, Ver- und Bearbeitungsschritte sowie Verpackungs- und Handhabungsschritte in einen umfassenden Gesamtprozess zu integrieren. Ihre besondere Stärke entfaltet die Robotik allerdings bei der Reorganisation von Prozessen. Denn Roboter lassen sich im Vergleich zu klassischen Mechaniken flexibel und ohne manuelle Eingriffe an veränderte Prozessparameter anpassen – selbst der Austausch des kompletten Bearbeitungswerkzeugs kann dabei automatisiert werden. Darüber hinaus sind Roboter in der Regel mit komplexen Sensoren oder Vision-Systemen gekoppelt und können dadurch wertvolle Daten für übergeordnete Analyse- und Statistiklösungen bereitstellen. Der Einsatz von Robotiklösungen schafft somit die Voraussetzungen, um Automatisierungslücken aufzudecken und sie auf dem Weg zur intelligenten Produktion nahtlos zu schließen. Grundvoraussetzung hierfür ist allerdings, dass sich die entsprechenden Steuerungssysteme auch nahtlos in die jeweilige Automatisierungsarchitektur einfügen lassen.

Roboter spielen Schlüsselrolle auf dem Weg zur vernetzten Produktion

Häufig kommen in der Robotik noch proprietäre Steuerungskonzepte mit getrennten Kontrollsystemen für die Anlagen- und Robotersteuerung zum Einsatz. Wird eine Maschine oder eine Fertigungslinie allerdings auf andere Formate oder Produkte umgestellt, braucht auch der in den Prozess integrierte Roboter – bei aller ihm eigenen Flexibilität – entsprechende Informationen, um sich auf die veränderten Parameter einzustellen. Ist die Robotersteuerung, wie im Falle von proprietären Steuerungskonzepten, inklusive Positionsberechnung nicht in das Maschinenprogramm integriert, müssen beide Systeme separat umgestellt werden – eine einfache Integration auf Basis von „Plug-and-work“ ist deshalb nicht möglich. Zwar lassen sich beide Steuerungen über Schnittstellen beziehungsweise Gateways koppeln, allerdings kann es im Zuge dessen zu deutlichen Einschränkungen bei der Vielseitigkeit und Flexibilität des Roboters kommen. So ist ein Roboter, der über eine proprietäre Steuerung angesteuert wird, beispielsweise nicht in der Lage, seinen Tool Center Point (TCP) ohne Weiteres auf ein Förderband zu synchronisieren, das über einen übergeordneten Motion Controller angesteuert wird. Zur Synchronisierung ist ein getaktetes Förderband notwendig, was wiederum erhebliche Einbußen beim Maschinendurchsatz bedeutet. Darüber hinaus schränkt ein zwischengeschaltetes Gateway unter Umständen auch die Verfügbarkeit anderer Daten ein: Da es sich bei proprietären Steuerungen um herstellerabhängige und somit isolierte Konzepte mit eigenen Programmiersprachen und -umgebungen handelt, können Daten zur Bedienung, Visualisierung oder funktionalen Sicherheit oftmals nur mit zusätzlichem Aufwand erschlossen werden.

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