Externe Maschinensteuerungen kommandieren Industrieroboter

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Die mxAutomation-Bibliothek ist in portierbarem Structured Text erstellt und steht zurzeit angepasst für Siemens Simatik und – darauf aufsetzend – Sinumerik 840D sowie Rockwell PLCs und Codesys beziehungsweise Procon-OS-Systeme zur Verfügung. Weitere befinden sich in Vorbereitung. Für andere Steuerungshersteller existiert ein Adaptation-Kit, mit dem sie die mxAutomation-Bibliothek nach Abschluss eines Kooperationsvertrages mit Kuka selbst in die von ihnen angebotene Steuerung integrieren können. Dies ist auch in anderen Programmiersprachen, wie zum Beispiel C/C++ möglich.

Roboter-Programmierfunktionenauch in der mxAutomation-Bibliothek

Das Applications Programmers Interface (API) der mxAutomation-Bibliothek ist an das Programmierparadigma der Motion Control Function Blocks (MCFB) der PLC-Open angelehnt und Kuka-Roboter-spezifisch erweitert worden. Nahezu alle Funktionen, die direkt am Roboter programmiert werden können, stehen auch über die mxAutomation-Bibliothek zur Verfügung. Da sind zum einen allgemeine Funktionen, wie etwa zum Auslesen der aktuellen Roboterpositionen, -geschwindigkeiten und -beschleunigungen; zum anderen gibt es Funktionen zum Lesen und Beschreiben von lokalen Roboter-E/A und -variablen. Ein Anwendungsbeispiel für die sinnvolle Verwendung von Systemvariablen ist das sensitive Greifen von Werkstücken oder Packgütern, wobei der Einsatz achsbezogener Momentenbegrenzung ein probates Mittel ist. Hier kann innerhalb der mxAutomation-Konfiguration die Systemvariable TORQMON_DEF einer mxAutomation-Variable zugeordnet werden, die dann über die Funktion KRC_SetSysVar beschrieben werden kann.

Für das achsspezifische oder kartesische Verfahren des Roboters mit LIN, PTP oder CIRC stehen entsprechende Bausteine zur Verfügung. Dabei ist Überschleifen ebenso möglich wie auch genaue Bahnschaltaktionen oder Interrupts. Auch zum Handverfahren des Roboters und zum Teachen von spezifischen Raumpunkten gibt es Funktionen, sodass auch diese Bedienhandlungen vom Maschinenterminal aus durchgeführt werden können.

Kundenspezifische Erweiterungen der Steuerungsfunktionen möglich

Auf Kundenwunsch ist das Kuka-Engineering bei der Implementierung von kundenspezifischen Sonderfunktionsbausteinen behilflich. So können die Kunden beispielsweise aus Gründen ihres Know-how-Schutzes, zur Nutzung weiterer, bisher nicht in mxAutomation implementierter, elementarer Roboterfunktionen (zum Beispiel kartesischer Softservo „Vectormove“ oder Conveyor) oder zur Implementierung komplexerer Roboterunterprogramme (zum Beispiel kundenspezifische Home-Fahrt-Strategien) auf das Kuka-Engineering zurückgreifen. Neben der Conveyor-Funktionalität sind weitere Synchronisier-Funktionen in Vorbereitung.

Der mxAutomation-Ansatz hat gegenüber vergleichbaren Lösungen, bei denen beispielsweise die Maschinensteuerung direkt die Ansteuerung der Roboterantriebe oder -motoren übernimmt, einige Vorteile. Die Maschinensteuerung muss keine komplexen Robotertransformationen beherrschen und sie muss die detaillierten Maschinendaten und Metriken der Robotermechaniken nicht kennen. mxAutomation arbeitet auf Anhieb mit allen KR-C4-basierten Kuka-Robotertypen zusammen – vom KR Agilus bis zum KR 1000 titan. Kuka verfügt über ein erprobtes durchgängiges und anpassfähiges Portfolio an Robotermechaniken: unterschiedliche Reichweiten, Traglasten, Konsolbauformen, Armverlängerungen, optimierte Eigengewichte und andere.

Es besteht nicht die Gefahr, dass die Maschinensteuerung aus Unkenntnis der mechanischen Belastungsgrenzen von Robotermotoren, -getrieben und -mechaniken diese Belastungsgrenzen überschreitet, was zu frühzeitigem Ausfall führen würde. Zusätzlich bleiben der Maschinensteuerung alle Vorteile und Eigenschaften der Kuka-Robotersteuerung erhalten.

Entgegen einer oft geäußerten Vermutung führt eine Roboteransteuerung bei direkter Bahnplanung auf der Maschinensteuerung auch zu keinem Vorteil gegenüber einer mit mxAutomation kommandierten Bewegung: Der Grund liegt in der physikalisch begründeten natürlichen Trägheit serieller Roboter, an deren Mechanik die Arbeitsweise der Kuka-Steuerung perfekt angepasst ist. Durch den mxAutomation-Ansatz bleiben die Produkthaftungsverantwortlichkeiten klar definiert.

* Dr. Joachim Strobel ist Produktmanager KR C4: KRC Open, mxAutomation bei der Kuka Roboter GmbH, 86368 Gersthofen, Heinrich Munz ist in der Entwicklung der Kuka Roboter GmbH tätig

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