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Roboteranbindung Vollständig CNC-integrierte Robotik

| Autor / Redakteur: Victor Malita / Andrea Gillhuber

Die Robotik vollständig in die CNC, in die CAD/CAM-Kette und in das Engineering zu integrieren, bringt Vorteile. So lassen sich Roboter einfacher für Handlingaufgaben, zur Fertigungsintegration und für die haupt- und nebenzeitparallele Bearbeitung nutzen.

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Die vollständige Systemintegration der Robotik in die CNC vereinfacht die robotergestützte Teilebearbeitung, das Umsetzen von Handlingaufgaben und das Einbinden von CNC-Maschinen in flexible Fertigungsverbände.
Die vollständige Systemintegration der Robotik in die CNC vereinfacht die robotergestützte Teilebearbeitung, das Umsetzen von Handlingaufgaben und das Einbinden von CNC-Maschinen in flexible Fertigungsverbände.
(Bild: Siemens)

Unter dem Namen Sinumerik Run My Robot hat Siemens bereits mehrere Varianten der Roboteranbindung an Werkzeugmaschinen im Portfolio. Sie reichen von einer verbreiteten VDMA-​Schnittstellenlösung bis hin zu vollständiger Bedienung, Programmierung, Inbetriebsetzung, Wartung und Diagnose des Roboters über die CNC.

Bisher musste die Maschinensteuerung dazu mit der robotereigenen Steuerung kommunizieren. Das hat sich nun geändert: Algorithmen versetzen Sinumerik-CNCs heute in die Lage, die Robotermechanik direkt zu steuern. Bei Sinumerik Run My Robot /Direct Control übernimmt die CNC auch die Antriebsregelung des Roboterarms und realisiert alle robotertypischen Sicherheitsfunktionen. Kurz: Sinumerik Run My Robot /Direct Control übernimmt teilweise Aufgaben, die bisher der dedizierten Robotersteuerung vorbehalten waren.

Konsequente CNC-Integration der Roboteranbindung

Dabei bringt die konsequente CNC-Integration der Roboteranbindung eine Erweiterung des Spektrums unterstützter Roboter. Neben der bewährten Partnerschaft mit dem Roboterhersteller Kuka bei den Run-My-Robot-Varianten „/Handling“ und „/Machining“ kooperiert Siemens bei „/Direct Control“ mit dem Roboterhersteller Comau. Zu den offensichtlichen Vorteilen einer entfallenen Hardwarekomponente gehören geringerer Platzbedarf, einfacherer Schaltschrankaufbau, reduzierter Invest und Einsparungen beim Bevorraten von Ersatzteilen, ebenso eine reduzierte MTBF und damit eine erhöhte Verfügbarkeit.

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Direkt gesteuerte, in die Regelkreise der CNC eingebundene Roboterarme ermöglichen höchste Dynamik und eine gesteigerte Präzision der Bewegungsführung. Damit kann der Roboter anspruchsvollere Bearbeitungsaufgaben übernehmen.

Durch Sinumerik Run My Robot /Direct Control wird der Roboter dynamischer und kann straffer geführt werden. Das verbessert die Möglichkeiten der hauptzeitparallelen Bearbeitung.

Roboterspezifisch vorkonfigurierte Projektteile erleichtern Inbetriebnahme

In seinem Projektierungstool „Sizer“ hat Siemens für alle von Run My Robot /Direct Control unterstützten Roboterarme die komplette Konfiguration hinterlegt. Mit der Entscheidung für einen Roboterarm ist die Projektierung also de facto erledigt: Anhand des Robotertyps wird die Konfiguration ausgewählt und ins Engineeringprojekt eingefügt – fertig.

Die Inbetriebsetzung des Roboterarms ist dann ähnlich einfach wie die Projektierung: Vom Roboterhersteller bereitgestellte Datensätze zur jeweiligen Mechanik werden in einen Kanal der Sinumerik-CNC eingespielt. Diese Daten konvertiert die Funktion Sinumerik Create My Config in CNC-Daten, dazu gehören auch roboterspezifisch optimierte Antriebsparameter. Die CNC setzt daraufhin den Roboterarm in einem unbedient und automatisch ablaufenden Prozess in Betrieb. Anschließend ist er bereit für das Teach-in und/oder für die Programmierung mit allen von Sinumerik-CNCs unterstützten Programmiersprachen.

Auch das weitere Engineering wird praxisgerecht unterstützt. Zu Roboterarmen, die für „Run My Robot /Direct Control“ geeignet sind, gibt es digitale Zwillinge für die Arbeit in NX CAM Robotics. Mit dem kinematischen 3D-Robotermodell und dem virtuellen NC-Kern Sinumerik VNCK werden die in der CAD/CAM-Kette erzeugten Teileprogramme realitätsnah simuliert. Das Zusammenwirken von Roboter, Teileprogrammen und CNC wird dabei vollständig innerhalb eines homogenen Systems simuliert. So sinkt der Aufwand, Roboteraktionen schon im Vorfeld zu verifizieren und zu optimieren.

Die Teileprogramme für die Werkzeugmaschine und den oder die Roboter werden über die Kanalsynchronisation des Sinumerik-Systems koordiniert. Dadurch kann der Roboter zwischen verschiedenen synchronen und asynchronen sowie haupt- und nebenzeitparallelen Aufgaben wechseln. Das ermöglicht eine optimierte Auslastung der Robotik, die flexible Nutzung der Fertigungseinrichtungen und einen wirtschaftlichen Betrieb.

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