Roboterintegration sorgt für mehr Effizienz

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SIGMATEK GmbH & Co KG

Mit einem solchen integrierten Steuerungssystem können unterschiedliche Roboter-Kinematiken, wie Knickarm-, Gantry-, Scara-, Portal- oder Delta-Roboter angesteuert werden. Nach dem Baukastenprinzip lassen sich einzelne Robotermodule einfach in die Maschinensoftware integrieren.

Die Steuerungssoftware LASAL ist so aufgebaut, dass sich ein Roboter-Modul wie jedes andere Maschinen-Modul in das Gesamtprojekt einbinden lässt. So entsteht eine einheitliche Struktur der Maschinen-Software, und der Programmierer kann sich auf die eigentlichen Maschinen- und Bewegungs-Funktionalitäten konzentrieren. Auch die Einbindung mehrerer Roboter-Kinematiken in einer Anlage kann ohne größeren Programmieraufwand erfolgen.

Dem Maschinenbauer steht mit dem Sigmatek-Systemkonzept eine Lösung aus einem Guss zur Verfügung: Einerseits entfallen durch die Umsetzung des Steuerungskonzeptes mit einer einheitlichen Architektur sämtliche externe Schnittstellen in Hard- und Software. Proprietäre und teure Robotersteuerungen sind nicht mehr notwendig. Andererseits resultiert aus dieser Durchgängigkeit auch eine einheitliche Programmierung, was zu einer Reduzierung des Engineering- und Service-Aufwandes führt.

Komfortable Bewegungsprogrammierung

Die Bewegungsbahn des Roboters, die sogenannte Trajektorie, wird in Form von Linear-, Zirkular- oder Punkt-zu-Punkt-Bewegungen vorgegeben. Komplexere Trajektorien werden durch Sequenzen einzelner Bewegungsabschnitte (Bahnsegmente) angenähert. Die Robotersteuerung soll eine Bahn mit einer möglichst hohen Laufruhe erzielen. Stoß- und ruckfreie Bewegungen sind Voraussetzung für hohe Taktraten, einen schonenden Betrieb des Roboters und ein behutsames Handling der Produkte. Ein Stoß ist ein theoretisch unendlicher Geschwindigkeitssprung, der entsteht, wenn die Bewegungsbahn einen Knick aufweist und daher innerhalb extrem kurzer Zeit eine neue Position erreicht werden soll. Ein Ruck hingegen ist ein endlicher Beschleunigungssprung, der auftritt, wenn die Wegkurve zwar keine Knicke aufweist, aber der dazugehörende Geschwindigkeitsverlauf einen Knick hat. Dies ist der Fall, wenn zwei Bahnsegmente mit unterschiedlicher Krümmung aufeinandertreffen.

Um ruck- und beschleunigungsbegrenzte Trajektorien zu erzeugen, sehen moderne Bahnsteuerungen folgende Strategien vor:

• Genauhalt nach jedem Bahnsegment;
• Überschleifen der Segmentübergänge;
• Interpolation von stützpunktbasierten Bewegungsvorgaben;
• vorausschauende Geschwindigkeitsanpassung (Look-ahead).

Aufgrund der Leistungsfähigkeit und Rechengeschwindigkeit moderner Prozessoren kann die Bewegungssteuerung online gerechnet werden. Dies ist vor allem für die Überwachungsfunktionen und die Betriebssicherheit der Maschine vorteilhaft.

Einheitliches Engineering mit LASAL

Moderne und durchgängige Engineering-Tools wie LASAL sind Voraussetzung für eine Senkung der Kosten bei der Entwicklung und Inbetriebnahme solcher roboter-gestützter Anlagen.

Maschinen müssen einerseits flexibel an spezifische Einsatzfälle anpassbar und andererseits immer einfacher programmier- und bedienbar sein. Daher kommt dem effizienten Entwurf und der Qualität der Software im Maschinen- und Anlagenbau eine immer größere Bedeutung zu. Sigmatek führte das objektorientierte Programmierkonzept bereits im Jahr 2000 in der Automatisierungstechnik ein. Da die Vorteile klar auf der Hand liegen, konnte schnell die Akzeptanz der Anwender gewonnen und der Marktdurchbruch geschafft werden.

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