Startseite » Themen » Robotik »

Tuning für Industrieroboter

Automatisierung: PC-Steuerungen und Ethernet erhöhen den Arbeitstakt
Tuning für Industrieroboter

Die Metallbearbeitungsmaschine Robmill, deren Herzstück ein aufgerüsteter und mit B&R Technik getunter Handling-Roboter bildet, erreicht ein ausgezeichnetes Preis-Leistungsverhältnis. Der Bau der Maschine wäre ohne Ethernet und innovativer Automatisierungstechnik nicht möglich gewesen, urteilen die Experten von Fill.

Dem Maschinenbauunternehmen Fill GmbH aus dem österreichischen Gurten ist es nicht nur mit der Metallbearbeitungsstation Robmill, sondern auch mit der überarbeiteten Entkernungsmaschine Swingmaster gelungen, in neue Bereiche der Produktionsqualität und Verfügbarkeit vorzustoßen. „Mit Zauberei hat das aber nicht zu tun“, erläutert Matthias Gamisch. „Vielmehr haben engagierte Mitarbeiter ihre langjährige Erfahrung im Bau von Produktionsmaschinen kombiniert mit neuen Ideen aus der Automatisierung“, sagt der Teamleiter Produktentwicklung & Produktmanagement bei Fill.

Um die mechanischen Voraussetzungen für einen stabilen und kontrollierbaren Zerspanungsprozess zu schaffen, haben die Fill-Ingenieure die 6-achsige Knickarm-Roboterkinematik eines Standardindustrieroboters mit zusätzlichen Servostabilisierungsachsen verstärkt, um so höhere Bearbeitungskräfte aufnehmen zu können. Gleichzeitig konnte auf diese Weise die Bahngenauigkeit sowie die Vorschubgeschwindigkeit und damit die Produktivität des Roboters erhöht werden. „Uns war klar, dass wir nicht nur die Mechanik, sondern auch die Steuerungstechnik entsprechend modifizieren mussten, da eine Robotersteuerung einfach nicht für Bearbeitungsaufgaben konzipiert ist und zudem erheblicher Programmieraufwand angefallen wäre“, verdeutlicht Matthias Gamisch den Ansatz. „Eine Robotersteuerung stößt schon bei acht oder neun Achsen an ihre Grenzen und der Programmieraufwand ist immens, und wir haben zwölf Achsen im Einsatz, die zu steuern sind“, so der Fill-Entwickler. Die originale Robotersteuerung wurde daher durch eine von Fill weiterentwickelte CNC-Steuerung ersetzt. Diese übernimmt die Ansteuerung des Roboters und stellt die für die CNC-Programmierung notwendigen Funktionalitäten zur Verfügung. Herzstück der Steuerung bildet ein Industrie-PC aus der Serie APC620 von dem Automatisierer Berneker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.m.b.H. aus Eggelsbach.
„Wir haben uns aufgrund der Leistungsfähigkeit der Hardware und der offenen Softwareplattform im Bereich Robotik und CNC für den Einsatz der B&R-Lösung entschieden“, erläutert Matthias Gamisch. Sein Kollege Markus Gadringer, der für Robmill zuständige Produktmanager: „Es gab meiner Meinung nach keine Alternative, die unseren Anforderungen entsprochen hätte.“ Neben den technischen Anforderungen und Kostenaspekten waren aber für die Spezialisten von Fill auch die Innovationsfreudigkeit und der Support von B&R ausschlaggebend: „Wir brauchen einen innovativen und zuverlässigen Partner, der schnell auf Anforderungen und Wünsche reagieren kann“, betont der Teamleiter. „Dies ist umso bedeutender, da die Herausforderung des Zusammenspiels von Mechanik und Elektronik für den Maschinenbau zukünftig darin liegen wird, diese mechatronischen Anforderungen organisatorisch und technisch zu bewältigen.
Ein weiteres Beispiel für eine konstruktive Zusammenarbeit ist die Entkernungsmaschine Swingmaster 315 ist. Die vollständig überarbeitete und weiterentwickelte Maschine wird zum Entsanden von Gussteilen, die nach dem Prinzip der verlorenen Form hergestellt wurden, verwendet. „Hier handelt es sich um ein Beispiel für die Bedeutung der Mechatronik im Maschinenbau“, hebt Matthias Gamisch hervor. Das komplette mechanische Getriebe, das noch in der Vorgängermaschine eingesetzt wurde, ist durch ein verschleißarmes elektronisches ersetzt worden. Die Maschine nutzt zwei besonders leistungsstarke Unwuchtwellen, um den Sandkern kurz nach Abschluss des Gussprozesses mittels hoher Beschleunigungswerte von mehr als 250 m/s² und einer großen Bewegungsamplitude zu zerschlagen, zu zerreiben und aus dem Gussteil herauszuschütteln.
„Diese außergewöhnlichen Beschleunigungswerte und eine zulässige Zuladung bis 315 kg können wir erreichen, indem wir hochdynamische Antriebe einsetzen. Diese realisieren einen extrem hohen Regeltakt, damit auftretende Abweichungen nicht zu groß werden und die Maschine nicht beschädigt wird“, begründet Gamisch das Konzept. „Die Lösung von B&R auf Basis einer Standardsteuerung mit integriertem Antriebskonzept war für die Aufgabenstellung sogar besser geeignet als eine Konfiguration mit einer dedizierten CNC-Werkzeugmaschinensteuerung. Ein weiterer Vorteil liegt in der hohen Präzision, mit der sich die eingesetzten Acopos-Servoantriebe über den Echtzeitbus Ethernet Powerlink und die Steuerung aus der X20-Serie synchronisieren lassen. „Wir hätten die Achsen auch über den CAN-Bus synchronisieren können, aber Powerlink vermeidet schon im Vorfeld viele Probleme, da er unempfindlich gegenüber Variabilitäten in der Anwendung ist“, so Gamisch.
Als weiteren Vorteil bewerten die Fill-Experten die Möglichkeit, die Steuerung einfach nach außen hin als Profibusgerät konfigurieren zu können. Das Unternehmen rüstet daher die Steuerung standardmäßig mit einem Basismodul aus, dass optional und nur bei Bedarf mit einem Profibus DP-Master-Schnittstelle bestückt werden kann. „Die Integration des Swingmasters in eine Profibus-vernetzte Produktionsanlage oder der Anschluss eines Handling-Roboters ist dann einfach“, freut sich Gadringer. Gleichzeitig wurde sichergestellt, dass der Swingmaster mit einer standardisierten Betriebssoftware ausgestattet ist und 80 % der Anwendungen ohne Modifikation abdeckt. Die wenigen Applikationen, die mit dieser bewusst schlank gehaltenen Standardsoftware nicht abgedeckt werden können, werden dann von einer Kopfsteuerung übernommen, die beispielsweise eine Siemens- oder eine Allen-Bradley-Steuerung sein kann.
Andreas Enzenbach Berneker+Rainer, Eggelsbach
Zwölf Achsen pro Roboter müssen geregelt werden
Industrieanzeiger
Titelbild Industrieanzeiger 4
Ausgabe
4.2024
LESEN
ABO
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Tipps der Redaktion

Unsere Technik-Empfehlungen für Sie

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Aktuelle Whitepaper aus der Industrie

Unsere Partner

Starke Zeitschrift – starke Partner


Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de