Roboterprogrammierung und -steuerung direkt über SPS

Zwei, die sich verstehen

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Für ein deutsches Unternehmen hat MPS Food Logistic Systems eine roboterbasierte Palettierzelle entwickelt. Die Besonderheit: Mit der Schnittstelle Motologix zur Robotersteuerung lässt sich der Roboter direkt über das TIA-Portal von Siemens programmieren und bedienen. Trotzdem bleibt die hohe Präzision der Robotersteuerung erhalten. So profitieren Anwender von den Vorteilen beider Hochleistungssysteme.

Die Intralogistik- und Verpackungssysteme von MPS Food Logistic Systems kommen weltweit in Produktionsanlagen und Logistikzentren der Lebensmittelindustrie zum Einsatz. In mehr als 100 Ländern hat das Unternehmen, das seit 2016 zu Marel gehört, bereits über 4600 Projekte in verschiedenen Bereichen der fleischverarbeitenden Industrie umgesetzt.

Bei der Entwicklung kundenspezifischer Lösungen haben die Ingenieure am Stammsitz in Lichtenvoorde dabei immer die neuesten technischen Entwicklungen im Blick. So auch bei einer Anfrage, die aus Deutschland kam: Gefordert war die Umsetzung einer Roboterzelle für das Palettieren von E2-Kisten am Ende einer Verpackungslinie. Die besondere Herausforderung bestand darin, den Roboter in die vorgegebene SPS-Umgebung des deutschen Unternehmens zu integrieren. Der Roboter sollte also ohne den Umweg über die Robotersteuerung direkt mit dem Automationsportal TIA (Totally Integrated Automation) von Siemens programmiert und gesteuert werden können. MPS nahm die Herausforderung an und setzte das Projekt innerhalb von fünf Monaten um. Dazu nutzte es die Schnittstelle Motologix von Yaskawa sowie einen Roboter aus der Motoman-Baureihe.
Leistungsstarke Alternative
Lange mussten Roboter- und Maschinensteuerung getrennt voneinander programmiert, bedient und gewartet werden. Dieses konventionelle Zusammenspiel von Robotern und Maschinen ist zwar immer noch möglich, aber angesichts neuer technischer Entwicklungen inzwischen überholt. Yaskawa bietet eine leistungsfähige Alternative: Über Motologix lassen sich Motoman-Roboter im gängigen IEC-61131-Umfeld schnell und unkompliziert über die SPS programmieren und steuern. Aktuell sind dafür neben Profinet für Siemens-Umgebungen auch die Plattformen Ethernet/IP und Powerlink freigegeben.
„Tiefergehende Roboterkenntnisse sind für die Anwender nicht mehr erforderlich“, nennt Erik van den Beld, Manager Engineering bei MPS, einen entscheidenden Vorteil der Lösung und ergänzt: „Aus diesem Grund lässt sich die Anlage auch schnell in Betrieb nehmen.“
Durch die Integration in die SPS bleiben alle genuinen Vorteile der Robotersteuerung erhalten. Sie berechnet die Bewegungskinematik des Roboters und stellt die präzisen Bewegungsabläufe der Manipulatoren sicher. Vor allem bei jeder Art von Handhabung, wie Maschinenbestückung, Picken, Packen, Platzieren, Palletieren oder auch Messen, Prüfen und Sortieren können diese Roboter sowie die dazugehörige Steuerung ihre vollen Stärken ausspielen. Die einfache Integration der Robotersteuerung in die SPS zahlt sich nicht nur beim Betrieb komplexer Produktionsanlagen aus. Mit Motologix genügen SPS-Kenntnisse zur Steuerung von Robotern. Somit entfällt die Suche nach robotergeschultem Personal beziehungsweise der Aufwand für die Schulungen des Personals. Weltweit können die Roboter von Yaskawa somit unter gleichen Bedingungen betrieben werden.
Kraftvoller und vielseitiger Roboter
Bei der Auswahl des Roboters suchten sich die MPS-Ingenieure ein kraftvolles und vielseitiges Modell aus der MH-Serie von Yaskawa aus. Sie umfasst flexible, sechsachsige Hochgeschwin-digkeitsroboter, die sich für eine Vielzahl von Applikationen eignen. Beispielsweise können sie für Handlingaufgaben, Maschinenbeschickungen sowie Verarbeitungs- und Verteilanwendungen im Traglastbereich von 3 bis 600 kg eingesetzt werden. Konkret fiel die Wahl auf den Motoman-Roboter MH225, der über eine Traglast von bis zu 225 kg verfügt und eine Reichweite von 2702 mm. Der Roboter ist sehr kompakt und benötigt nur wenig Platz. Sein schmaler Körper ist lediglich 625 mm breit. Eine Besonderheit stellt das Vibrationskontrollsystem des Roboters dar. Es nutzt seine erhöhte Achsgeschwindigkeit sowie die Eigensteifigkeit der Getriebe und erlaubt besondere Beschleunigungen bei kurzen Bewegungen. Die reduzierten Zykluszeiten erhöhen die Produktivität zusätzlich.
Der Handlingroboter arbeitet mit der aktuellen Steuerungsgeneration Motoman DX 200, die Motologix unterstützt. Der integrierte Safety Controller macht diese Hochleistungssteuerung zudem zu einer kompletten funktionalen Sicherheitssteuerung (FSU) der Kategorie 3. Mit bis zu 32 festlegbaren Sicherheitszonen und 16 möglichen Werkzeugen werden kleinere Arbeitsbereiche und eine optimale Ausnutzung der Produktionsfläche möglich.

Eddie Mennen
Managing Director,Yaskawa Benelux B.V.
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