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HMI Mensch-Roboter-Kollaboration mittels HMI greifbar machen

| Autor/ Redakteur: Kai Kohler* / Jan Vollmuth

Ein intuitiv zu bedienendes HMI vereinfacht nicht nur die Bedienung der MRK-Greifer der Zimmer Group, sondern steigert auch die Flexibilität bei deren Einrichtung.

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Die MRK-Greifer der Serie HRC von der Zimmer Group können bequem per HMI eingerichtet werden, das z.B. in die Steuerung von UR-Robotern integriert werden kann.
Die MRK-Greifer der Serie HRC von der Zimmer Group können bequem per HMI eingerichtet werden, das z.B. in die Steuerung von UR-Robotern integriert werden kann.
(Bild: Zimmer Group)

Einer der großen Trends in der Automatisierung ist die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK). Dabei kommen meist spezielle Robotermodelle zum Einsatz, sogenannte Cobots, die extra für MRK entwickelt wurden. Sie werden vor allem bei eintönigen oder gefährlichen Tätigkeiten als Assistenten eingesetzt. Darüber hinaus werden sie als Datensammler verwendet, die bei Bedarf in Echtzeit alle relevanten Informationen an IT-Systeme zur Verarbeitung weiterleiten können.

Flexible Cobots

Ein weiter Vorteil: Im Gegensatz zu den schnellen und starken jedoch unsensiblen Industrierobotern, die aus Sicherheitsgründen in Zellen und hinter Schutzzäunen eingesperrt werden müssen, kann bei Cobots auf eine räumliche Abgrenzung verzichtet werden. Daher sind sie flexibel an beliebiger Stelle in der Fertigung einsetzbar.

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Ein Cobot alleine macht allerdings noch keine sichere MRK-Lösung: Erst ergänzt um die Peripherie wird ein kollaborierender Roboterarm zur auf individuelle Produktionsaufgaben oder Kundenbedürfnisse zugeschnittenen Komplettlösung. Die Roboterperipherie, die zu einem Robotersystem gehört, muss dabei passgenau sein und wie die Cobots gesetzliche Vorgaben einhalten. Allerdings mangelte es zunächst an entsprechend sicherer Peripherie, sprich an Greifern, Software und sonstigem Zubehör. Daher behalfen sich viele Anwender zunächst zum Beispiel mit individuell konstruierten Greifern. Im Jahr 2016 stellte dann die Zimmer Group als einer der ersten Hersteller MRK-fähige Greifer vor.

HMI vereinfacht die Interaktion

Diese Greifer punkten nicht nur durch ihre MRK-Fähigkeiten: Ein von der Zimmer Group entwickeltes HMI (Human Machine Interface) vereinfacht die Interaktion zwischen Mensch und Roboter. Die Bedienoberfläche gibt mit einer intuitiv bedienbaren Oberfläche den Nutzern maximale Flexibilität bei der Erstellung, Speicherung und Wiederherstellung von Geräteparametern und unterstützt sie auch bei der Diagnose und der vorbeugenden Wartung, betont der Hersteller. Darüber hinaus kann der MRK-Greifer Prozess- und Servicedaten bidirektional mit der übergeordneten Steuerung austauschen.

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Bei Zimmer-Komponenten, die an Robotern von Universal Robots oder von Yaskawa eingesetzt werden, ist die Ansteuerung per HMI bereits in die Bedienoberfläche des Roboters integriert – ein Feature, das grundsätzlich auch bei den Robotern anderer Hersteller realisiert werden kann. Durch diese Integration können die Zimmer-Komponenten direkt über die Bedienoberfläche des Roboter-Bedienpanels eingerichtet werden. Sie sind damit perfekt in den Programmablauf des Roboters eingebunden, ohne dass eine externe SPS-Steuerung benötigt wird. Dennoch kann der Anwender mit diesem passgenauen Gesamtsystem das komplette IO-Link-Greifer-Portfolio der Zimmer Group ansteuern und die pneumatischen, elektrischen, servo-elektrischen und digitalen Komponenten der Zimmer Group an beliebigen Robotern nutzen.

HMI erhöht die Flexibilität

Das HMI verleiht dem Nutzer die maximale Flexibilität beim Erstellen und Verwalten der Anwendungsprofile für die verschiedenen Greif- und Handhabungskomponenten. Sie ermöglicht auch eine unkomplizierte Anpassung, Speicherung und Wiederherstellung von Geräteparametern wie Greifkräften oder Verfahrgeschwindigkeiten. Das Zusammenspiel von Robotern und Handhabungskomponenten wird dadurch erheblich vereinfacht.

Die komplette Implementierung und Inbetriebnahme einer Komponente ist damit nur noch eine Sache von wenigen Minuten. Zudem wird auch die systematische Überwachung der eingesetzten Komponenten (condition monitoring) und ihre vorbeugende Wartung (predictive maintenance) möglich.

HMI arbeitet mit Robotern vieler Hersteller

Unter dem Strich ermöglicht die Kombination von Komponenten der Zimmer Group mit der Zimmer HMI an den Robotern vieler Hersteller eine einfache Integration der Komponenten sowie einen intuitiven Betrieb mit maximaler Performance.

Die Zimmer Group bildet ein umfangreiches Produktportfolio zum Greifen kleiner und großer Bauteile ab, mit Greifern, die einen Hub von 6 mm bis zu 60 mm pro Backe abdecken. Jeder Greifer wird dabei spezifisch an den jeweiligen MRK-Roboter angepasst und ist für die gängigsten Roboterhersteller geeignet. Es sind sowohl Greifer für die Kollaboration als auch für die Kooperation zwischen Mensch und Roboter erhältlich. Die Zimmer-Greifer erfüllen die hohen Anforderungen der Schutzprinzipien nach ISO/ TS 15066 (MRK-Norm), inklusive patentierter und BG-zertifizierter Sicherheitsbacken. Die mechanische Selbsthemmung der Greifbacken sorgt für Sicherheit, selbst bei Not-Aus oder Energieausfall.

Mit dem Baukastensystem für MRK-Anwendungen ermöglicht die Zimmer Group dem Anwender eine genaue Anpassung des MRK-Betriebs über den Greifer hinaus. So können benötigte Komponenten hinzugefügt und andere, die beispielsweise bereits im Roboter enthalten sind, weggelassen werden. (jv)

* Kai Kohler ist Global Key Account Manager, Product Management, bei der Zimmer Group

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