Die Entwicklung der Robotersteuerung
Mehr Flexibilität, Konnektivität, Bedienkomfort
Es gab Zeiten, da wurde mit einfachen Siebensegmentanzeigen, Zeitschaltern mit Drehmechanismen und mechanischen Kippschaltern gearbeitet. Doch Robotsteuerungen haben eine beständige und rasche Entwicklung durchlebt. Die neueste Steuerungsgeneration kann sogar einfach mit dem Internet verbunden werden.
Bild: Wittmann Kunststoffgeräte Ges.m.b.HVon Beginn an existierten in der für die Kunststoffverarbeitung tätigen Roboterindustrie zwei Denkweisen darüber, wie Roboter programmiert werden sollten. Eine dieser Denkschulen wollte dem Anwender alle Freiheiten geben - innerhalb der physischen Beschränkungen des Roboters. Dieser Zugang wird oftmals mit der Bezeichnung Open-Architecture-Programmierung belegt. Der andere Zugang kann als Verfahren-basierte bzw. vordefinierte Programmierung bezeichnet werden (engl.: canned bzw. mode-based). Diese Programmierweise stellte dem Anwender eine Handvoll Optionen innerhalb des Programms zur Auswahl zur Verfügung. Jede der beiden Methoden hatte sowohl Vor- als auch Nachteile. Um nun das Beste aus beiden Programmiermethoden zusammenzuführen, versuchten die Robothersteller Wege zu finden, die beiden Zugangsweisen zu vermählen. Unglücklicherweise ist es über viele Jahre hinweg nicht gelungen, den idealen Weg zu finden, um das zu bewerkstelligen.
Speichermedien und Displays
Während der Achtziger- und Neunzigerjahre nutzten die Roboterhersteller unterschiedliche Speichermedien. Als transportables Medium scheint sich der USB-Stick als Industriestandard durchgesetzt zu haben - zumindest fürs Erste. Allerdings wartet die neueste Steuerungsgeneration auch mit Vernetzungsoptionen auf, was es den Geräten ermöglicht, Backups und Programme zentral auf einem Server abzuspeichern. Mit Fortschreiten der technologischen Entwicklung wurden die alten Displays, die nur den DOS-Code anzeigten, durch lichtstarke farbige Screens mit leicht verständlichen Icons ersetzt. Die Navigation zwischen den Aufgaben wurde vereinfacht, und nun war es ein Leichtes, den Umgang mit den Steuerungen zu erlernen.
Bild: Wittmann Kunststoffgeräte Ges.m.b.HFortschrittliche Programmiermethoden
Es ist noch nicht lange her, dass einige Hersteller Wege zu erkunden begannen, die besser geeignet waren, die Zugänge von Open-Architecture und vordefinierter Programmierung zusammenzuführen. Diese Unternehmen nutzen eine Assistenzfunktion, die den Anwender Schritt für Schritt bei der Erstellung eines Basisprogramms begleitet. Digitale Assistenten machen das Programmieren von Steuerungen quasi narrensicher. Der User ist nun in der Lage, Basisfunktionen - z.B. einen Pick&Place-Ablauf - innerhalb von Minuten zu erstellen. Grundsätzlich gilt: Ist die Basissequenz vorhanden und möchte der Anwender tiefer in die Programmierung eingreifen, kann er in eine Texteditor-Funktion wechseln, wo er alle Freiheiten hat. Hier kann eine Sequenz auf komfortable Weise modifiziert werden - über jene Möglichkeiten hinaus, die die Assistenzfunktion zur Verfügung stellt, mit weit zahlreicheren Optionen. Obwohl in der Kunststoffindustrie immer noch Steuerungen älterer Bauart anzutreffen sind, haben die meisten Anwender die Notwendigkeit erkannt, Roboter einzusetzen, die über die beschriebenen Funktionen verfügen. Nur so können das Personal, die Spritzgussanwendungen und die Roboter das Optimum realisieren und die Zykluszeit reduzieren.
Erhöhte Rechenleistung und Intelligenz
Mit der Weiterentwicklung der Roboter erhöhten sich die Rechenleistung und die Intelligenz der Steuerungen. Eine der damit verbundenen Innovationen war die Werkzeugnachführung, die zusätzliche Hardware an der Maschine voraussetzt. Ein Signalwandler wird über eine Schnittstelle mit dem Roboter verbunden; der Roboter kennt nun die Position des Werkzeugs und die Schnelligkeit von dessen Bewegungen. Wird diese Information verarbeitet, kann der Roboter ins Werkzeug einfahren und dem Öffnen des Werkzeugs nachfahren. Dieser Vorgang spart Zykluszeit, da der Roboter nicht zu warten braucht, bis das Werkzeug völlig offensteht, um in den Bereich einzufahren. Allerdings erscheint diese Option einigen Anwendern wenig attraktiv, wegen des Programmieraufwands und zusätzlicher Kosten. Heute existieren intelligente Features, die den Roboter selbstständig den bestgeeignetsten Zeitpunkt für das Einfahren in den Werkzeugraum wissen lassen, bevor das Werkzeug zur Gänze geöffnet ist. Das ist etwas anderes als die einfache Werkzeugnachführung über einen Signalwandler. Es handelt sich vielmehr um ein intelligentes System, das den Roboter seine erste Beschleunigungsphase durchführen lässt, während sich das Werkzeug noch öffnet, was einen effizienteren Prozess ergibt als das, was irgendjemand programmieren könnte.
Die nächste Stufe: Industrie 4.0
Einen der größten Fortschritte stellen heute die Anbindungsmöglichkeiten ans Internet dar. Viele nutzen ganz selbstverständlich Computer im Privatleben. Und dieselbe Geschwindigkeit bei der Bereitstellung von Information wird heute auch von Produktionsmitteln erwartet. All jene, die in Herstellungsprozesse involviert sind, möchten wissen, ob das Equipment arbeitet oder nicht. Die neueste Steuerungsgeneration kann einfach mit dem Internet verbunden werden, um diese wichtige Information bereitzustellen. Von über E-Mail verschickten Alarmmeldungen bis hin zum Fernzugriff auf Informationen entwickelt sich auf dem Gebiet der Robotsteuerungen alles rasch zum Standard. Fällt ein Roboter aus, sollte es dem Hersteller möglich sein, von außen auf das Equipment zuzugreifen, um den Roboter online möglichst augenblicklich wieder in Betrieb zu setzen. Wittmann Battenfeld bietet eine komplett integrierte Lösung für Spritzgießarbeitszellen an. Der Roboter und die anderen Peripheriegeräte können in die Maschinensteuerung integriert werden. Das verschafft die hier zuvor dargestellten Vorteile - aber für die gesamte Spritzgießzelle, nicht nur für den Roboter. Schließlich ermöglicht diese Lösung die Steuerung der Maschine von der Robotsteuerung aus.
Es gab Zeiten, da wurde mit einfachen Siebensegmentanzeigen, Zeitschaltern mit Drehmechanismen und mechanischen Kippschaltern gearbeitet. Doch Robotsteuerungen haben eine beständige und rasche Entwicklung durchlebt. Die neueste Steuerungsgeneration kann sogar einfach mit dem Internet verbunden werden.
Bild: Wittmann Kunststoffgeräte Ges.m.b.HVon Beginn an existierten in der für die Kunststoffverarbeitung tätigen Roboterindustrie zwei Denkweisen darüber, wie Roboter programmiert werden sollten. Eine dieser Denkschulen wollte dem Anwender alle Freiheiten geben - innerhalb der physischen Beschränkungen des Roboters. Dieser Zugang wird oftmals mit der Bezeichnung Open-Architecture-Programmierung belegt. Der andere Zugang kann als Verfahren-basierte bzw. vordefinierte Programmierung bezeichnet werden (engl.: canned bzw. mode-based). Diese Programmierweise stellte dem Anwender eine Handvoll Optionen innerhalb des Programms zur Auswahl zur Verfügung. Jede der beiden Methoden hatte sowohl Vor- als auch Nachteile. Um nun das Beste aus beiden Programmiermethoden zusammenzuführen, versuchten die Robothersteller Wege zu finden, die beiden Zugangsweisen zu vermählen. Unglücklicherweise ist es über viele Jahre hinweg nicht gelungen, den idealen Weg zu finden, um das zu bewerkstelligen.
Speichermedien und Displays
Während der Achtziger- und Neunzigerjahre nutzten die Roboterhersteller unterschiedliche Speichermedien. Als transportables Medium scheint sich der USB-Stick als Industriestandard durchgesetzt zu haben - zumindest fürs Erste. Allerdings wartet die neueste Steuerungsgeneration auch mit Vernetzungsoptionen auf, was es den Geräten ermöglicht, Backups und Programme zentral auf einem Server abzuspeichern. Mit Fortschreiten der technologischen Entwicklung wurden die alten Displays, die nur den DOS-Code anzeigten, durch lichtstarke farbige Screens mit leicht verständlichen Icons ersetzt. Die Navigation zwischen den Aufgaben wurde vereinfacht, und nun war es ein Leichtes, den Umgang mit den Steuerungen zu erlernen.
Bild: Wittmann Kunststoffgeräte Ges.m.b.HFortschrittliche Programmiermethoden
Es ist noch nicht lange her, dass einige Hersteller Wege zu erkunden begannen, die besser geeignet waren, die Zugänge von Open-Architecture und vordefinierter Programmierung zusammenzuführen. Diese Unternehmen nutzen eine Assistenzfunktion, die den Anwender Schritt für Schritt bei der Erstellung eines Basisprogramms begleitet. Digitale Assistenten machen das Programmieren von Steuerungen quasi narrensicher. Der User ist nun in der Lage, Basisfunktionen - z.B. einen Pick&Place-Ablauf - innerhalb von Minuten zu erstellen. Grundsätzlich gilt: Ist die Basissequenz vorhanden und möchte der Anwender tiefer in die Programmierung eingreifen, kann er in eine Texteditor-Funktion wechseln, wo er alle Freiheiten hat. Hier kann eine Sequenz auf komfortable Weise modifiziert werden - über jene Möglichkeiten hinaus, die die Assistenzfunktion zur Verfügung stellt, mit weit zahlreicheren Optionen. Obwohl in der Kunststoffindustrie immer noch Steuerungen älterer Bauart anzutreffen sind, haben die meisten Anwender die Notwendigkeit erkannt, Roboter einzusetzen, die über die beschriebenen Funktionen verfügen. Nur so können das Personal, die Spritzgussanwendungen und die Roboter das Optimum realisieren und die Zykluszeit reduzieren.
Erhöhte Rechenleistung und Intelligenz
Mit der Weiterentwicklung der Roboter erhöhten sich die Rechenleistung und die Intelligenz der Steuerungen. Eine der damit verbundenen Innovationen war die Werkzeugnachführung, die zusätzliche Hardware an der Maschine voraussetzt. Ein Signalwandler wird über eine Schnittstelle mit dem Roboter verbunden; der Roboter kennt nun die Position des Werkzeugs und die Schnelligkeit von dessen Bewegungen. Wird diese Information verarbeitet, kann der Roboter ins Werkzeug einfahren und dem Öffnen des Werkzeugs nachfahren. Dieser Vorgang spart Zykluszeit, da der Roboter nicht zu warten braucht, bis das Werkzeug völlig offensteht, um in den Bereich einzufahren. Allerdings erscheint diese Option einigen Anwendern wenig attraktiv, wegen des Programmieraufwands und zusätzlicher Kosten. Heute existieren intelligente Features, die den Roboter selbstständig den bestgeeignetsten Zeitpunkt für das Einfahren in den Werkzeugraum wissen lassen, bevor das Werkzeug zur Gänze geöffnet ist. Das ist etwas anderes als die einfache Werkzeugnachführung über einen Signalwandler. Es handelt sich vielmehr um ein intelligentes System, das den Roboter seine erste Beschleunigungsphase durchführen lässt, während sich das Werkzeug noch öffnet, was einen effizienteren Prozess ergibt als das, was irgendjemand programmieren könnte.
Die nächste Stufe: Industrie 4.0
Einen der größten Fortschritte stellen heute die Anbindungsmöglichkeiten ans Internet dar. Viele nutzen ganz selbstverständlich Computer im Privatleben. Und dieselbe Geschwindigkeit bei der Bereitstellung von Information wird heute auch von Produktionsmitteln erwartet. All jene, die in Herstellungsprozesse involviert sind, möchten wissen, ob das Equipment arbeitet oder nicht. Die neueste Steuerungsgeneration kann einfach mit dem Internet verbunden werden, um diese wichtige Information bereitzustellen. Von über E-Mail verschickten Alarmmeldungen bis hin zum Fernzugriff auf Informationen entwickelt sich auf dem Gebiet der Robotsteuerungen alles rasch zum Standard. Fällt ein Roboter aus, sollte es dem Hersteller möglich sein, von außen auf das Equipment zuzugreifen, um den Roboter online möglichst augenblicklich wieder in Betrieb zu setzen. Wittmann Battenfeld bietet eine komplett integrierte Lösung für Spritzgießarbeitszellen an. Der Roboter und die anderen Peripheriegeräte können in die Maschinensteuerung integriert werden. Das verschafft die hier zuvor dargestellten Vorteile - aber für die gesamte Spritzgießzelle, nicht nur für den Roboter. Schließlich ermöglicht diese Lösung die Steuerung der Maschine von der Robotsteuerung aus.
Wittmann Österreich
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 2 2019 - 15.05.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
