Acopos Trak mit integrierten Safety-Funktionen
Zusammenarbeit von Mensch und Transportsystem
B&R hat sich mit der Vorstellung von Acopos Trak im Bereich der linearen Transportsysteme aus dem Stand heraus ganz nach vorne katapultiert. Mit einem großen und vielbeachteten Messeexponat hat das Unternehmen auf der SPS IPC Drives 2017 sein Transportsystem für das digitale Zeitalter vorgestellt. In diesem Jahr zeigt B&R sichere Kollaboration von Maschinenbedienern mit dem Linearsystem. Im Interview mit Robert Kickinger erläutern wir den Systemaufbau und die Vorteile, die sich daraus für Maschinen- und Anlagenbauer ergeben.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHMit Acopos Trak reagiert B&R auf die steigenden Flexibilitätsanforderung in der Produktion, denn im Vergleich zu starren Fördersystemen hat Acopos Trak viele Vorteile, die es möglich machen, auf die Digitalisierung im Sinne einer individualisierten Massenproduktion zu reagieren.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbH
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHZusammenarbeit von Mensch, Track und Roboter
"Wir zeigen auf der SPS-Messe die Human Track Collaboration, also die Zusammenarbeit von Acopos Trak mit einem Menschen live und das in Kombination mit Human Robot Collaboration", sagt Kickinger. Möglich wird das, weil B&R gleich fünf Safety-Funktionen in das System integriert hat: Damit Menschen und Roboter kollaborieren können, muss der Track über entsprechende Sicherheitsfunktionen verfügen. Safely Limited Speed ist erforderlich, damit man die kinetische Energie der bewegten Werkstücke begrenzen kann. Safely Limited Force bewirkt, dass die Kraft, die auf ein Körperteil ausgeübt wird, nicht die Werte übersteigt, die in Normen und Sicherheitsrichtlinien festgelegt sind. Zudem muss auch die Bewegungsrichtung jederzeit sicher bestimmt und gesteuert werden können. Daher ist die dritte Sicherheitsfunktion Safe Direction. Safe Torque Off und Safe Maximum Speed komplettieren den Safety-Baukasten von Acopos Trak. Damit steht einer umfassenden Mensch-Track-Kollaboration nichts mehr im Wege. Und noch einen wesentlichen Vorteil von Acopos Trak macht Kickinger im Interview deutlich: "Ein Alleinstellungsmerkmal unseres Systems ist die sichere Fehlerreaktionszeit von lediglich 6ms. Das führt dazu, dass die Sicherheitsabstände zwischen den Shuttles sehr klein werden und in der Folge sehr kompakte Maschinen mit geringem Platzbedarf entstehen. Steht eine solche Maschine oder Anlage in einem Reinraum oder einem Trockenraum, spart das sehr viel Geld für die gesamte Gebäudeinfrastruktur solch einer Produktion."
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHMapp Trak
Mapp Trak ist die Systemsoftware von Apocos Trak. Sie läuft integriert im Automation Studio, also in der für B&R-Anwender gewohnten Engineering-Umgebung. Kickinger erläutert: "Mapp-Trak sorgt dafür, dass unsere Kunden ihre Projekte mit wenig Engineering-Aufwand und zeitgerecht über die Bühne bekommen. Die Software verfügt über sehr anwenderorientierter Usability; viele vorgefertigte Funktionen sind hier bereits enthalten. So müssen Applikationsingenieure auch in kompliziertesten Trak-Layouts keine Berechnungen anstellen, um beispielsweise die kürzeste Route von Punkt A nach Punkt B zu finden. Dasselbe gilt für die Kollisionsvermeidungen, z.B. beim Einsatz von Weichen. Das sind Aufgaben, die eine gewisse mathematische Schwierigkeit besitzen. Dass diese von Mapp Trak automatisch übernommen werden, beschleunigt die Anwendungsentwicklung ungemein. Das ist es im Endeffekt, was das Engineering von Acopos-Trak-Projekten so schnell macht", erklärt Kickinger. Die automatische Kollisionsvermeidung ist unter anderem beim Trennen und Zusammenführen von Produktströmen notwendig und funktioniert auch bei voller Geschwindigkeit der Shuttles. Selbst bei verschieden großen Produkten und Traglasten gibt es keine Kollisionen: Die Produktgröße wird konfiguriert oder mit Sensoren gemessen. Mapp Trak passt die Steuerung der Shuttles automatisch an, damit es zu keinen Zusammenstößen kommt.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHMit Mapp Trak schneller ans Ziel
Um zu verdeutlichen, wie diese Funktionen den Anwender unterstützen gibt Kickinger ein Beispiel: "Wir haben einen Kunden, der ein Acopos-Trak-System programmiert und fertig in Betrieb genommen hatte. Dann hat er sich dazu entschlossen weitere Elemente einzufügen, d.h. er hat das Oval größer gemacht und zwei Acopos-Trak-Geradensegmente eingefügt. Der Aufwand, bis er das System von der Software wieder am Laufen hatte, waren gerade einmal 20 Minuten. Das verdeutlicht, wie einfach der Umgang mit Acopos Trak für unsere Kunden ist."
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHProzessorientierte Programmierung
Doch wie kann es sein, dass ein so komplexes System so einfach zu integrieren ist? Kickinger: "Das liegt an der Art wie Acopos Trak programmiert wird; wir nennen das prozessorientierte Programmierung. Sie ist unabhängig von der Anzahl der Shuttles, d.h. wir geben nicht vor, was jedes Shuttle tun soll, in dem wir Bewegungsprofile für jedes einzelne Shuttle definieren. Nein, wir machen es viel einfacher: Wir definieren Regeln, wie sich die Shuttle am Track verhalten sollen. Diese kann man sich vorstellen wie Verkehrsregeln. An jeder beliebigen Stelle im Track können Anwender virtuelle Trigger-Punkte definieren. Sobald diese am Track überfahren werden, bekommt man im Echtzeitsystem ein entsprechendes Signal, also ein Event im Programmiersystem. Man kann dann in Abhängigkeit von dem was gerade passiert ist Aktionen festlegen: Beispielsweise, das Shuttle soll mit konstanter Geschwindigkeit von 2m/s bis zum nächsten Trigger-Punkt C fahren oder wenn das das Shuttle Nummer 17 ist und ein blaues Produkt trägt, dann soll es bitte an der nächsten Weiche nach links abbiegen und zum Trigger-Punkt D fahren. So kann man sich das vorstellen."
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHEinfach zum digitalen Zwilling
Genau diese prozessorientierte Programmierung ist auch der Grund dafür, dass der digitale Zwilling immer automatisch bei der Programmierung des Acopos Trak mit entsteht, erläutert Kickinger: "Die Applikationssoftware, die der Kunde erstellt hat kann man einerseits auf einem realen Acopos-Trak-System laufen lassen oder auf einem im PC simulierten Track-System. Mit Hilfe des B&R Scene Viewer sieht man dann, was am Track passiert. Das ist der Digital Twin, der automatisch bei der Programmierung entsteht, ganz ohne zusätzlichen Aufwand", sagt Kickinger. B&R bietet noch weitere Möglichkeiten der Simulation von Acopos Trak, beispielsweise durch die Nutzung der Simulationssoftware Industrial Physics von Machineering. "Industrial Physics bietet mehr Möglichkeiten und hat einen größeren Funktionsumfang. Es ist allerdings auch ein zusätzliches, externes Tool, für das man deutlich mehr Know-how benötigt, um diese zusätzlichen Möglichkeiten wirklich nutzen und ausschöpfen zu können", erläutert Kickinger.
Fazit
Maschinenkonstrukteure haben heute eine Vielzahl an Aufgaben: kleiner Maschinenfootprint, dynamische Maschinengeschwindigkeit, schneller und flexibler Formatwechsel, geringer Ressourcenverbrauch oder digitaler Zwilling. Natürlich legt dabei jedes Unternehmen die ganz eigenen Schwerpunkte. Das herausragende an Acopos Trak: Man bekommt hier Vorteile für all diese Aufgaben gebündelt in einem System. Maschinenbauer, die sich in einer dieser Aufgaben wiederfinden, sei daher ein Blick auf das neue Exponat am B&R-Stand während der SPS IPC Drives auf jeden Fall empfohlen. (kbn)
B&R hat sich mit der Vorstellung von Acopos Trak im Bereich der linearen Transportsysteme aus dem Stand heraus ganz nach vorne katapultiert. Mit einem großen und vielbeachteten Messeexponat hat das Unternehmen auf der SPS IPC Drives 2017 sein Transportsystem für das digitale Zeitalter vorgestellt. In diesem Jahr zeigt B&R sichere Kollaboration von Maschinenbedienern mit dem Linearsystem. Im Interview mit Robert Kickinger erläutern wir den Systemaufbau und die Vorteile, die sich daraus für Maschinen- und Anlagenbauer ergeben.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHMit Acopos Trak reagiert B&R auf die steigenden Flexibilitätsanforderung in der Produktion, denn im Vergleich zu starren Fördersystemen hat Acopos Trak viele Vorteile, die es möglich machen, auf die Digitalisierung im Sinne einer individualisierten Massenproduktion zu reagieren.Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbH
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHZusammenarbeit von Mensch, Track und Roboter
"Wir zeigen auf der SPS-Messe die Human Track Collaboration, also die Zusammenarbeit von Acopos Trak mit einem Menschen live und das in Kombination mit Human Robot Collaboration", sagt Kickinger. Möglich wird das, weil B&R gleich fünf Safety-Funktionen in das System integriert hat: Damit Menschen und Roboter kollaborieren können, muss der Track über entsprechende Sicherheitsfunktionen verfügen. Safely Limited Speed ist erforderlich, damit man die kinetische Energie der bewegten Werkstücke begrenzen kann. Safely Limited Force bewirkt, dass die Kraft, die auf ein Körperteil ausgeübt wird, nicht die Werte übersteigt, die in Normen und Sicherheitsrichtlinien festgelegt sind. Zudem muss auch die Bewegungsrichtung jederzeit sicher bestimmt und gesteuert werden können. Daher ist die dritte Sicherheitsfunktion Safe Direction. Safe Torque Off und Safe Maximum Speed komplettieren den Safety-Baukasten von Acopos Trak. Damit steht einer umfassenden Mensch-Track-Kollaboration nichts mehr im Wege. Und noch einen wesentlichen Vorteil von Acopos Trak macht Kickinger im Interview deutlich: "Ein Alleinstellungsmerkmal unseres Systems ist die sichere Fehlerreaktionszeit von lediglich 6ms. Das führt dazu, dass die Sicherheitsabstände zwischen den Shuttles sehr klein werden und in der Folge sehr kompakte Maschinen mit geringem Platzbedarf entstehen. Steht eine solche Maschine oder Anlage in einem Reinraum oder einem Trockenraum, spart das sehr viel Geld für die gesamte Gebäudeinfrastruktur solch einer Produktion."
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHMapp Trak
Mapp Trak ist die Systemsoftware von Apocos Trak. Sie läuft integriert im Automation Studio, also in der für B&R-Anwender gewohnten Engineering-Umgebung. Kickinger erläutert: "Mapp-Trak sorgt dafür, dass unsere Kunden ihre Projekte mit wenig Engineering-Aufwand und zeitgerecht über die Bühne bekommen. Die Software verfügt über sehr anwenderorientierter Usability; viele vorgefertigte Funktionen sind hier bereits enthalten. So müssen Applikationsingenieure auch in kompliziertesten Trak-Layouts keine Berechnungen anstellen, um beispielsweise die kürzeste Route von Punkt A nach Punkt B zu finden. Dasselbe gilt für die Kollisionsvermeidungen, z.B. beim Einsatz von Weichen. Das sind Aufgaben, die eine gewisse mathematische Schwierigkeit besitzen. Dass diese von Mapp Trak automatisch übernommen werden, beschleunigt die Anwendungsentwicklung ungemein. Das ist es im Endeffekt, was das Engineering von Acopos-Trak-Projekten so schnell macht", erklärt Kickinger. Die automatische Kollisionsvermeidung ist unter anderem beim Trennen und Zusammenführen von Produktströmen notwendig und funktioniert auch bei voller Geschwindigkeit der Shuttles. Selbst bei verschieden großen Produkten und Traglasten gibt es keine Kollisionen: Die Produktgröße wird konfiguriert oder mit Sensoren gemessen. Mapp Trak passt die Steuerung der Shuttles automatisch an, damit es zu keinen Zusammenstößen kommt.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHMit Mapp Trak schneller ans Ziel
Um zu verdeutlichen, wie diese Funktionen den Anwender unterstützen gibt Kickinger ein Beispiel: "Wir haben einen Kunden, der ein Acopos-Trak-System programmiert und fertig in Betrieb genommen hatte. Dann hat er sich dazu entschlossen weitere Elemente einzufügen, d.h. er hat das Oval größer gemacht und zwei Acopos-Trak-Geradensegmente eingefügt. Der Aufwand, bis er das System von der Software wieder am Laufen hatte, waren gerade einmal 20 Minuten. Das verdeutlicht, wie einfach der Umgang mit Acopos Trak für unsere Kunden ist."
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHProzessorientierte Programmierung
Doch wie kann es sein, dass ein so komplexes System so einfach zu integrieren ist? Kickinger: "Das liegt an der Art wie Acopos Trak programmiert wird; wir nennen das prozessorientierte Programmierung. Sie ist unabhängig von der Anzahl der Shuttles, d.h. wir geben nicht vor, was jedes Shuttle tun soll, in dem wir Bewegungsprofile für jedes einzelne Shuttle definieren. Nein, wir machen es viel einfacher: Wir definieren Regeln, wie sich die Shuttle am Track verhalten sollen. Diese kann man sich vorstellen wie Verkehrsregeln. An jeder beliebigen Stelle im Track können Anwender virtuelle Trigger-Punkte definieren. Sobald diese am Track überfahren werden, bekommt man im Echtzeitsystem ein entsprechendes Signal, also ein Event im Programmiersystem. Man kann dann in Abhängigkeit von dem was gerade passiert ist Aktionen festlegen: Beispielsweise, das Shuttle soll mit konstanter Geschwindigkeit von 2m/s bis zum nächsten Trigger-Punkt C fahren oder wenn das das Shuttle Nummer 17 ist und ein blaues Produkt trägt, dann soll es bitte an der nächsten Weiche nach links abbiegen und zum Trigger-Punkt D fahren. So kann man sich das vorstellen."
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHEinfach zum digitalen Zwilling
Genau diese prozessorientierte Programmierung ist auch der Grund dafür, dass der digitale Zwilling immer automatisch bei der Programmierung des Acopos Trak mit entsteht, erläutert Kickinger: "Die Applikationssoftware, die der Kunde erstellt hat kann man einerseits auf einem realen Acopos-Trak-System laufen lassen oder auf einem im PC simulierten Track-System. Mit Hilfe des B&R Scene Viewer sieht man dann, was am Track passiert. Das ist der Digital Twin, der automatisch bei der Programmierung entsteht, ganz ohne zusätzlichen Aufwand", sagt Kickinger. B&R bietet noch weitere Möglichkeiten der Simulation von Acopos Trak, beispielsweise durch die Nutzung der Simulationssoftware Industrial Physics von Machineering. "Industrial Physics bietet mehr Möglichkeiten und hat einen größeren Funktionsumfang. Es ist allerdings auch ein zusätzliches, externes Tool, für das man deutlich mehr Know-how benötigt, um diese zusätzlichen Möglichkeiten wirklich nutzen und ausschöpfen zu können", erläutert Kickinger.
Fazit
Maschinenkonstrukteure haben heute eine Vielzahl an Aufgaben: kleiner Maschinenfootprint, dynamische Maschinengeschwindigkeit, schneller und flexibler Formatwechsel, geringer Ressourcenverbrauch oder digitaler Zwilling. Natürlich legt dabei jedes Unternehmen die ganz eigenen Schwerpunkte. Das herausragende an Acopos Trak: Man bekommt hier Vorteile für all diese Aufgaben gebündelt in einem System. Maschinenbauer, die sich in einer dieser Aufgaben wiederfinden, sei daher ein Blick auf das neue Exponat am B&R-Stand während der SPS IPC Drives auf jeden Fall empfohlen. (kbn)
B&R Industrie-Elektronik GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN SPSS 2018 - 19.11.18.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
