Robotik

Baukasten für industrielle Service-Robotik

| Autor / Redakteur: Andreas Hahn* / Jan Vollmuth

Mit den Pilz Service Robotik Modulen – Manipulator Modul, Steuerungsmodul und Bedien Modul sowie ROS Module – erweitert Pilz sein Portfolio um Module für Service-Robotik im industriellen Umfeld.
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Mit den Pilz Service Robotik Modulen – Manipulator Modul, Steuerungsmodul und Bedien Modul sowie ROS Module – erweitert Pilz sein Portfolio um Module für Service-Robotik im industriellen Umfeld. (Bild: Pilz GmbH & Co. KG)

Die neuen Pilz Service Robotik Module erfüllen die Anforderungen an flexible und individuelle Roboterapplikationen auch im industriellen Umfeld.

Das Bild der Robotik in den Fabrikhallen wandelt sich: Bis vor kurzem bestimmten noch fest installierte, hünenhafte Roboter, die beispielsweise Schweißaufgaben an zentnerschweren Karosserieteilen ausführten, das Bild der industriellen Robotik. Heute kommen immer mehr kleinere, wandlungsfähige Roboter-Arme, sprich Manipulatoren, zum Einsatz. Wie Serviceroboter sollen sie Menschen bei körperlich belastenden oder monotonen Arbeiten „zur Hand gehen“ und damit entlasten.

Flexibler und mehr Autonomie

Typische industrielle Einsatzgebiete solcher Manipulatoren sind etwa Pick-&-Place-Applikationen, Handling-Abläufe zwischen verschiedenen Produktionsschritten oder Follow-the-Line-Anwendungen, bei denen der Roboter-Arm eine vorgeschriebene Bewegungsbahn exakt ausführen muss. Nachfahren einer Kontur oder Klebearbeiten gehören hier beispielsweise dazu. Im Vergleich zum „großen Roboter-Hünen“ bieten solche Service-Roboter-Arme nicht nur eine größere Flexibilität, sondern auch eine größere Autonomie.

Als Anbieter sicherer Automatisierungslösungen hat Pilz die Robotik „mitgestaltet“: Sensoren des schwäbischen Automatisierers sorgen an zahllosen Roboter-Applikationen – ob mit oder ohne Schutzzaun – für den Schutz des Bedieners und der Maschine, also des Roboters. Auch die für das gemeinsame Verständnis von Sicherheit notwendigen internationalen Normen und Standards, wie z.B. die ISO/TS 15066 für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), gestaltet Pilz maßgeblich mit. Aufbauend auf der jahrelangen Erfahrung beim Thema CE-Kennzeichnung in der Industrie können die Safety-Experten von Pilz Robotik-Anwender bis zur CE-Kennzeichnung begleiten und die Verantwortung für die Sicherheit von Roboter-Applikationen übernehmen.

Neuer Produktbereich Service Robotik Module

Konsequenterweise hat Pilz den nächsten Schritt vollzogen: Die Erweiterung des Portfolios um den neuen Produktbereich Service Robotik Module, basierend auf leistungsfähiger Antriebstechnik Pilz Motion Control und sicherer Steuerungstechnik. Mit diesen neuen Modulen lassen sich im industriellen Umfeld wie in der klassischen Service Robotik individuelle Service-Roboter-Applikation zusammenstellen.

Die Pilz Service Robotik Module umfassen zu Beginn ein Manipulatormodul, ein Steuerungsmodul sowie ein Bedienmodul und ROS-Module. Da jedes Modul Teil des Systems und dazu mit offenen Schnittstellen ausgestattet ist, können Anwender diese Module mit Modulen dritter Anbieter kombinieren – etwa mit Greifern.

Eigen entwickelter Roboter-Arm

Das Manipulatormodul ist ein von Pilz eigen entwickelter Roboter-Arm mit einer Traglast von 6 kg. Gerade durch seine 6 Achsen, seine maximale Reichweite von 740 mm, sein Gewicht von nur 19 kg und seine 24-VDC-Stromversorgung eignet er sich hervorragend für mobile Anwendungen, etwa in Kombination mit einem Fahrerlosen Transportsystem (FTS). Das Bedienmodul PRTM erlaubt durch seine Bedien- und Visualisierungssoftware – ebenfalls von Pilz selbst entwickelt – die Bedienung und Steuerung des Roboter-Arms über eine grafische Benutzeroberfläche. Das Panel bietet die Funktionen Betriebsartenwahl, Not-Halt und Diagnose. Mit ihm kann das Einrichten und Teachen des Roboter-Arms über ein sensitives Touch-Display vorgenommen werden.

Im Steuerungsmodul PRCM übernimmt Antriebs- und Steuerungstechnik von Pilz das Bewegungsmanagement des Roboter-Arms. Pilz Motion Control bildet als Robotersteuerung die Schnittstelle zwischen Manipulatormodul, Bedienmodul und der Steuerung PSS Universal PLC des Automatisierungssystems PSS 4000 – oder, da offen ausgelegt, zu anderen übergeordneten Steuerungen. Das PRCM unterstützt offene Industrie-Kommunikationsprotokolle wie CANopen, Ethercat oder Profibus. Es lässt sich mit den SPS-Sprachen nach IEC 61131-3 sowie über das Open-Source-Framework ROS (Robot Operating System) programmieren und bietet damit große Offenheit für funktionale Erweiterungen.

Ergänzendes zum Thema
 
Pilz Service Robotik Module auf der Automatica: live und in Aktion

Hochwertige ROS-Pakete

Pilz bündelt als erster Hersteller von Roboter-Modulen einen Roboter-Arm mit hochwertigen ROS-Paketen und stellt diese im System als ROS-Module zur Verfügung: Die Software-Module für die Roboter-Steuerung basieren auf dem ROS-Framework. Zu diesen gehören ein Konfigurationspaket mit Robotermodell für die Kinematik, ein Software-Modul für die Bahnplanung sowie eine Schnittstelle für die Programmierung von Roboter-Armen, das die universelle Programmiersprache Python nutzt.

Besonderes Augenmerk hat Pilz auf die Programmierung der ROS-Softwaremodule und auf die Qualität des Codes gelegt – hier wurden industrierelevante Fahrbefehle (wie lineare und Kreisbewegungen oder Überschleifen) hinterlegt. Damit ist ROS jetzt nicht nur im industriellen, sondern auch im Service-Robotik-Umfeld einsetzbar.

Von der DGUV zertifiziert

Sicherheit ist ein weiteres wesentliches Charakteristikum des neuen Modul-Systems: Manipulatormodul und Steuerungsmodul, Bedienmodul und ROS-Modul bilden zusammen ein von der DGUV (Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung) zertifiziertes Paket nach EN ISO 10218-1 „Industrieroboter – Sicherheitsanforderungen“. Damit bringen die Module alle Voraussetzungen für die Umsetzung sicherer Roboterapplikationen mit und erleichtern den Weg zur obligatorischen CE-Kennzeichnung der gesamten Roboter-Applikation.

Ein weiterer Pluspunkt: die schnelle Inbetriebnahme. Nach dem Plug-and-Work-Prinzip können Anwender die Module verbinden und sofort nutzen. Plug and Work macht die Pilz Service Robotik Module so auch – über ihren Einsatz als Service-Roboter hinaus – etwa für Anwendungen im industriellen Umfeld höchst interessant – z.B. für Pick-&-Place-Anlagen, bei denen sie von der Montage über die Qualitätskontrolle bis zur Maschinenbestückung den Einsatz erleichtern.

Aber auch modulare, teilautomatisierte Klein-Roboterzellen im industriellen Umfeld sind mit ihnen handelbarer geworden und der Einsatz im Forschungs- und Entwicklungsumfeld eröffnet Anwendern ganz neue Anwendungsfelder.

Fazit: So erschließen diese Art von Service Robotik Modulen nicht nur neue Anwendungsbereiche über ihren klassischen Einsatzbereich hinaus, sie unterstützen „ganz nebenbei“ auch pragmatisch Bediener, die jetzt „ergonomischer, sicherer und produktiver“ ihr Tagwerk verrichten können. (jv)

Automatica 2018: Halle B4, Stand 500

* Andreas Hahn, Product Management bei Pilz GmbH & Co. KG

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