Interview mit Dr. Joachim Strobel und Philipp Kremer, KUKA Roboter

Wie KUKA das Engineering von Roboter und Maschinenautomation erleichtert

Dr. Joachim Strobel, Manager Sales Channels, und Philipp Kremer, Produktmanager mxAutomation bei der KUKA Roboter, erläutern die softwaremäßige Realisierung von mxAutomation, dessen Integration in Steuerungen, wie der Maschinenbauer kundenspezifische Software integrieren kann, die Tools zur Roboterauswahl und schließlich die geänderte Situation beim Enduser: single point of operation und einfacherer Service.

Wie hat KUKA die mxAutomation softwaremäßig realisiert?

mxAutomation zeigt sich standardmäßig als SPS Bibliothek

mxAutomation stellt eine SPS Bibliothek bereit, die der Maschinenbauer in seine Maschinen-Entwicklungsumgebung integriert. Nach Anwendung in Maschinenprogrammen und Ausführung auf der Maschinensteuerung bewirken die Bausteine via Kommunikation die gewünschte Kommandierung des Roboters. Also: Die Maschinensteuerung steuert die Maschine wie bisher. Zusätzlich kann sie auch noch die Bewegung des Roboters synchron zu den Maschinenabläufen kommandieren. Der Roboter macht Bahnplanung, Kompensationen und setzt - ganz wichtig – das vorgesehene Roboter-Safetykonzept um.

Können denn nicht als Folge dieser Übersetzung Verluste an Performance auftreten?

Nach unseren Erfahrungen liegt die Einbuße an Performance bei ca. 1 - 2 %, eine Einbuße, die marginal einzustufen ist.

Sie nannten die Sinumerik von Siemens als Beispiel für die Anwendung der mxAutomation. In welche weiteren Maschinensteuerungen kann mxAutomation integriert werden?

Die Integration von mxAutomation in Steuerungen

KUKA mxAutomation kann in Steuerungen von Siemens, Rockwell und Codesys integriert werden.

mxAutomation ist grundsätzlich in Simatic S7 und in die Rockwell Logix Controller integrierbar und ermöglicht damit den Einsatz in Europa, Asien und Amerika. Darüber hinaus unterstützt mxAutomation die CODESYS-basierten Steuerungsplattformen wie zum Beispiel von Beckhoff.

mxAutomation nutzt dabei die entsprechenden steuerungstypischen Ethernetprotokolle wie ProfiNet, EtherNet/IP und EtherCAT. Die Anbindung an Sercos III ist über eine Partnerfirma in Vorbereitung. Die Sinumerik-Anwendung basiert übrigens auf der in Sinumerik standardmäßig eingebetteten, für den Maschinenbediener nicht weiter sichtbaren S7-SPS. Genauso würde man auch bei anderen Technologie Oberflächen vorgehen.

Die Maschinenbauer betonen die entscheidende Rolle der Software als Wettbewerbsvorteil in der Marktuntersuchung zum Engineering der Maschinenautomation. Ich greife einmal zwei Aspekte heraus, nämlich mittels Software flexibel auf Kundenwünsche eingehen zu können und der Schutz der selbst entwickelten Softwarelösungen als Wettbewerbsvorteil. Sehen sich diese Maschinenbauer nicht eingeengt, wenn die Roboterprogrammierung auf eine standardisierte SPS-Bibliothek zugreift?

Wie der Maschinenbauer kundenspezifische Software integrieren kann

Die SPS Bibliothek der mxAutomation deckt alle elementaren Roboterbewegungen ab, die in der Praxis eben sehr häufig auftreten und jetzt zeitsparend in der gewohnter Engineeringumgebung der Maschinensteuerung realisiert werden können.

Wer über diesen Vorteil hinaus weitere besondere Bewegungsmuster umsetzen möchte, kann z.B. mit Hilfe unserer Engineering-Abteilung entsprechende sogenannte TechFunctions nutzen: Diese werden in KRL (= KUKA Robot Language) geschrieben und über ihr Interface in der Maschinensteuerung als IEC61131 Baustein zur Verfügung gestellt.

Das ermöglicht spezielle und geschützte Softwarelösungen. Die mxAutomation ermöglicht also gleichzeitig den Engineeringaufwand zu reduzieren und eigene Softwarelösungen zu realisieren. Auch wenn die externe Steuerung keine SPS ist, können nach einer beidseitigen Vereinbarung die mxAutomation Bausteine auch als C++ oder C# Bausteine zur Verfügung gestellt werden.

Zum Engineering der Roboteranwendung gehört die Auswahl des richtigen Roboters. Wie unterstützt KUKA diesen Prozess?

Die Tools zur Auswahl des richtigen Roboters

Zunächst einmal durch die Tatsache, dass der Maschinenbauer aus einem Programm von weit über 200 Bauformen auswählen kann, die nach einem Baukastenprinzip aufgebaut sind. Diese Vielfalt deckt nahezu alle Anwendungen an der Maschine ab, ob es nun ein Ceiling Roboter sein soll, der raumschaffend und platzsparend von der Decke aus operiert, oder ein Roboter, der als Konsolroboter auf der Maschine oder z.B. als Kleinroboter in der Maschine installiert ist, ob der Roboter spritzwassergeschützt sein soll, alle solch wichtigen Aspekte der Einsatzbedingungen sind im KUKA-Programm berücksichtigt. Und dies wird für den exportorientierten Maschinenbau durch weltweite Produkt- und Serviceverfügbarkeit ganz wesentlich ergänzt und abgesichert.

Damit der Maschinenbauer bei dieser Anwendungsvielfalt im Engineering den Überblick behält, gibt es die beratenden Vertriebsspezialisten von KUKA, weiterhin das Simulationstool KUKA.Sim, das die Feinplanung des Robotereinsatzes zuverlässig, sicher und komfortabel gewährleistet. Und apropos mechanische Auslegung: Auch unsere Steuerung wird es künftig erlauben, sich durch ihre „panel mounted“ Varianten in ein Kundenhousing integrieren zu lassen.

Natürlich erfordern die vielfältigen Bewegungsmöglichkeiten eines Roboters, sich damit vertraut zu machen um die Effizienzpotenziale auch aktivieren zu können. Das ist dem Maschinenbauer schon von leistungsfähigen Antrieben her bekannt. Über die Vor-Ort-Unterstützung informiert und schult sich der Maschinenbauer in Grundkursen von KUKA, die nach drei Tagen bis einer Woche zu einer eigenständigen Erstinbetriebnahme befähigen.

Wir haben über Vorteile der mxAutomation für den Maschinenbauer gesprochen. Was hat der Kunde des Maschinenbauers, der Enduser, von mxAutomation?

Beim Enduser Single-Point-of-Operation durch mxAutomation

Die Enduser haben größtes Interesse an einer schnellen, zuverlässigen und sicheren Bedienung der Maschinen in der Produktion. Ohne mxAutomation gibt es an der Maschine mit Robotern zwei Bediengeräte, eines für die Bedienung der Maschine, ein zweites für die Bedienung des Roboters.

Hohe Taktraten und ein differenziertes Produktprogramm sind für moderne Produktionsanlagen typisch und erfordern vom Maschinenbediener schnelle, zuverlässige Eingaben. Bei Störungen im Produktionsfluss muss der Roboter frei gefahren und die Störung beseitigt werden. Je schneller der Bediener die Störung beseitigt, umso besser. Er steht aber vor zwei Bedienpanels mit verschiedenen Layouts und Funktionen. Diese Situation begünstigt natürlich Bedienfehler und diese Situation gehört mit mxAutomation der Vergangenheit an.

Mit mxAutomation gibt es nur noch ein einziges Bediengerät für Maschine und Roboter, ein einheitliches, nämlich das aus der Maschinenbedienung vertraute Layout. Ggf. durch einfachen Tastendruck schaltet der Bediener zwischen Maschine und Roboter hin und her und er sieht den Roboter in derselben Art auf dem Display, wie er die Maschine sieht. Damit setzt sich die höhere Effizienz, die Roboter ermöglichen, in der Bedienung von Maschinen mit Robotern fort. Eine durchgängige Effizienzsteigerung der Produktion ist das Ergebnis.

Und was bedeutet mxAutomation für den Service des Endkunden?

Einfacherer Service beim Enduser durch mxAutomation

Der Service des Endkunden muss nicht mehr in zwei Welten der SPS und des Roboters wandeln, sondern er bewegt sich nur mehr in der ihm vertrauten Welt der SPS bzw. Maschinensteuerung. Es reicht die Qualifikation für die Maschinensteuerung, er schließt sein Engineeringtool an und sieht das ganze Roboterprogramm, das Display visualisiert die Roboterachsen in der vertrauten Weise der Maschinenachsen. Natürlich muss sich der Service mit der Elektrik des Roboters so vertraut machen, wie er das ja auch bei anspruchsvollen Antrieben macht. mxAutomation entlastet und unterstützt also auch den Service des Endkunden.

Analoges gilt für den Serviceeinsatz des Maschinenbauers. Nicht zwei Servicefachleute, einer für die Maschinensteuerung, ein zweiter für den Roboter, müssen weltweit auf Reise gehen, sondern nur ein Experte, der über die Maschinensteuerung die ganze Roboterapplikation beherrscht.

Darüber hinaus steht der globale Support von KUKA bereit: 24 Stunden pro Tag, 7 Tage die Woche, Expertenhotline, schnellste Ersatzteilverfügbarkeit, weltweit regionale Niederlassungen mit zertifizierten Ausbildungszentren und schließlich ein professionelles Refurbishment.

Herr Dr. Strobel, Herr Kremer, vielen Dank für das Interview.

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