Reduzierter Engineering-Aufwand

Die Vereinigung von Logik-, Motion-, Roboter- und CNC-Funktionen auf einer Steuerungsplattform reduziert die Zahl der Komponenten und damit die Materialkosten in Maschinen sowie den Engineering-Aufwand deutlich.

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IEF-Werner GmbH

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

invenio AG

Lenze SE

Flexibilität bei der Integration zusätzlicher Funktionen in ein bestehendes oder neues Anlagenkonzept ist eine große Herausforderung im Maschinenbau. Häufig geht es dabei darum, vor- und nachgelagerte Prozesse, wie den Zu- und Abtransport von Werkstücken unter Einsatz von Roboterkinematiken, in die Maschine mit einzubinden. In der Vergangenheit konnten diese Prozesse oft schlecht aufeinander abgestimmt werden, da mehrere Steuerungen für die verschiedenen Aufgabenstellungen – z. B. Ablaufsteuerung, Motion Controller, Robotersteuerung, CNC – eingesetzt werden mussten. Ein nahtloser Datenaustausch zwischen den einzelnen Maschinenmodulen war wegen der zahlreichen Software- und Hardware-Schnittstellen zwischen den Domänen Logik- bzw. Ablaufsteuerung, Motion Control-, Roboter- und CNC-Steuerung sehr eingeschränkt oder nur mit großem Engineering-Aufwand möglich.

Um diese Situation zu überwinden und den Engineering-Aufwand für die Integration unterschiedlicher Antriebsarten und Mechaniken in einer Maschine zu reduzieren, bietet es sich an, die Ansteuerung der diversen Maschinenmodule auf einer einheitlichen Hardwareplattform zusammenzuführen. Aktuelle Motion Controller wie der L-force Controller 3200 C von Lenze bieten dafür die erforderlichen Ressourcen und die benötigte Performance.

Werden die Module einer Maschine mit ihren unterschiedlichen Antriebstechnologien nur noch von einer Steuerungsplattform für Motion und Logic Control verwaltet, reduziert sich zum einen die Zahl der Automatisierungskomponenten durch den Wegfall der separaten Robotersteuerung oder SPS. Zum anderen lassen sich die einzelnen Maschinenmodule wesentlich einfacher synchronisieren bzw. abstimmen. Dazu muss „nur“ sichergestellt werden, dass allen (Maschinen-) Modulen die Daten der anderen Module zur Laufzeit zur Verfügung stehen.

Damit kann zum Beispiel bei sequentiell arbeitenden Maschinenmodulen ein erst später in Aktion tretendes Maschinenmodul frühzeitig auf seinen Einsatz vorbereitet (z. B. ein Offset berechnet) werden. Gleichzeitig vereinfacht sich das Engineering bzw. wird nachvollziehbarer, da Variablen als globale Variablen definiert und damit durchgängig von der Ablaufsteuerung, der Visualisierung und anderen Softwarekomponenten verwendet werden können.

Damit der Maschinenbauer die Ansteuersoftware für die einzelnen Maschinenmodule nicht auf der untersten Ebene einschließlich der Kommunikation zwischen den einzelnen Maschinenmodulen programmieren und dabei noch zum Roboterexperten mutieren muss, sondern in seiner gewohnten Maschinensicht die Software erstellen kann, sollten die Basistechnologien gekapselt werden.

Fördermodule haben sich als Konzept bewährt

Hier hat sich das Konzept der Funktionsmodule bewährt. Funktionsmodule haben unabhängig von der gekapselten Technologie einen definierten, identischen logischen Rahmen mit einer einheitlichen Schnittstelle. Die Funktionsmodule können mit einer grafischen Bedieneroberfläche der Engineering-Umgebung ohne Programmierung verknüpft werden. Dabei wird dem Anwender z. B. auch das Fehlermanagement abgenommen. So ist sichergestellt, dass alle Funktionsmodule und damit alle Maschinenmodule, sei es eine einfache Förderstrecke oder ein komplexer Roboter, optimal in das Gesamtsystem eingebunden sind.

Eine anwenderfreundliche Engineering-Umgebung bietet dem Anwender neben Bibliotheken, die Standardfunktionen (z. B. nach PLCopen) bzw. vom Lieferanten kreierte Funktionsbausteine umfassen, die Möglichkeit, Funktionsbausteine selbst zu erstellen. Im Falle der Roboterkinematiken ist das von großer Bedeutung, da zusätzlich zu Standardkinematiken, wie Delta-, SCARA- oder Knickarm-Roboter, vermehrt auch proprietäre Mechaniken zum Einsatz kommen. Diese werden üblicherweise mit modernen CAD- bzw. Simulationswerkzeugen erstellt und müssen dann in die Steuerungswelt übertragen werden. Besteht hier die Möglichkeit, Quellcode zumindest teilweise direkt zu portieren, reduziert sich der Engineering-Aufwand noch einmal merklich.

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