Digitalisierung verändert alles Wie Roboter das Werkzeugmaschinenumfeld prägen werden

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1 Digitalisierung verändert alles Wie Roboter das Werkzeugmaschinenumfeld prägen werden siemens.de/sinumerik-robotics

2 Marktüberblick Erwartete Auswirkungen durch disruptive Technologien DISRUPTIVE TECHNOLOGIEN (Internet, Big / Smart Data, Additive Fertigung, Intelligente Robotik ) Quelle: McKinsey Global Institute (2013)

3 Marktüberblick Erwartete Auswirkungen durch disruptive Technologien DISRUPTIVE WIRTSCHAFTSEINFLUSS TECHNOLOGIEN (Internet, USD Big 14 / Smart 33 Billionen Data, Additive Fertigung, pro Intelligente Jahr bis 2025 Robotik ) Quelle: McKinsey Global Institute (2013)

4 Mrd. Marktüberblick Digitalisierung: Mögliche Szenarien für Deutschland und Europa Speziell Robotik: ~15% CAGR von 2016 bis 2018 erwartet! Auswirkungen der Digitalisierung auf Europa / Deutschland bis 2020/ Industrie 4.0 meistern Industrie ignorieren Jahr: Europa Deutschland Digitalisierung, speziell Industrie 4.0, bietet ein enormes Potential für Europa und Deutschland. Wer den Trend ignoriert, riskiert nachhaltigen Wertverlust auch im Bestandsgeschäft. Haupttreiber im Werkzeugmaschinenumfeld ist der stark wachsende Robotik-Markt Quellen: Roland Berger (2015), PWC / Strategy& (2015), IFR (2016)

5 Anforderung der Digitalisierung Durchgängige Lösungen entlang der gesamten industriellen Wertschöpfungskette Produktions Planung Produkt Engineering Produktion Service Reale Welt Produkt Design Digitale Welt Digitalisierung erfordert durchgängige Lösungen entlang des gesamten Produktentstehungsprozesses. Robotik, als zentrale Technologie für Automatisierungsaufgaben, kann hier nicht außen vor bleiben

6 Funktionsumfang Unsere Antwort: Run MyRobot Intelligente Roboter-Integration in Werkzeugmaschinen Run MyRobot /EasyConnect Kommunikation über Auftragsschnittstelle Bedienung und Programmierung des Roboters über Robotersteuerung Run MyRobot /Handling Komplette Bedienung, Programmierung und Diagnose des Roboters über SINUMERIK Operate Run MyRobot /Machining Bahnsteuerung und Interpolation in CNC CNC-Programmierung (G-Code) Digitaler Zwilling mit NX-CAM und VNCK Wahlweise: Single-Controller-Konzept für maximale Bahnperformance* CAD CAM SPS *SINUMERIK / SINAMICS steuert Robotermechanik direkt Integrationstiefe

7 Funktionsumfang Unsere Antwort: Run MyRobot Intelligente Roboter-Integration in Werkzeugmaschinen Run MyRobot /EasyConnect Kommunikation über Auftragsschnittstelle Bedienung und Programmierung des Roboters über Robotersteuerung Run MyRobot /Handling Komplette Bedienung, Programmierung und Diagnose des Roboters über SINUMERIK Operate Run MyRobot /Machining Bahnsteuerung und Interpolation in CNC CNC-Programmierung (G-Code) Digitaler Zwilling mit NX-CAM und VNCK Wahlweise: Single-Controller-Konzept für maximale Bahnperformance* CAD CAM SPS *SINUMERIK / SINAMICS steuert Robotermechanik direkt Integrationstiefe

8 CNC-Eigenschaften dank Run MyRobot Roboter als Teil der Werkzeugmaschine Bewegungsführung Geschwindigkeitsführung Werkzeugkorrekturen Werkzeugverwaltung CNC-Programmierung CAD-CAM-Prozesskette Messfunktionen (Zyklen).. CAD CAM Durch Integration des Roboters in die CNC, wird die Funktionsvielfalt signifikant erhöht. So können Bearbeitungsaufgaben parallelisiert und aus der Werkzeugmaschine ausgelagert werden

9 Gewohnte Bedienung, maximaler Komfort Roboter als eigener CNC-Kanal in der CNC-Steuerung Positionsanzeige (WKS/MKS) für Roboter Positionsanzeige (WKS/MKS) für CNC-Bearbeitung CNC-Bearbeitungskanal für Roboter CNC-Bearbeitungskanal für CNC-Bearbeitung

10 CNC-Programmierung für Roboteranwendungen Programmierung wie für Werkzeugmaschinen Kinematische Transformation in der CNC + Z + Y WKS +X G17 DIN / ISO Bearbeitungszyklen Arbeitsschritte Für die Bewegung des Roboters steht der gesamte, gewohnte SINUMERIK CNC-Befehlssatz zur Verfügung inklusive der Bearbeitungszyklen und der Arbeitsschrittprogrammierung

11 SINUMERIK Werkzeugverwaltung hochproduktiver Fertigungsablauf auch bei Roboteranwendungen Werkzeugverwaltung Längen- / Radiuskorrektur Magazinverwaltung Stückzahl- / Standzeitkontrolle Schwesterwerkzeuge Die leistungsfähige SINUMERIK Werkzeugverwaltung ermöglicht einen hochproduktiven Fertigungsablauf dank einfacher und intuitiver Bedienung auch für Roboteranwendungen

12 CNC-Programmierung für Roboteranwendungen die gewohnten Programmiermethoden offline CAD / CAM online CNC-Programme für die Roboteranwendung können wie gewohnt direkt über die CNC-Bedienoberfläche oder über CAD-CAM-Systeme in der Arbeitsvorbereitung erstellt werden

13 Erfolgreiche Digitalisierung mit Run MyRobot Durchgängige Prozesskette für die CNC-Bearbeitung mit Robotern Produktion Service Produkt Engineering Produktions Planung Produktdesign NX CAD Team Center Produktionsplanung Design NX CAM Robotics MCD VNCK Produkt Engineering Create MyConfig STEP7 TIA Portal HMI PRO Produktion SINUMERIK Operate G-Code Diagnosebilder Programmverwaltung Service SINUMERIK Integrate OPC UA Smart IT

14 Anwendungsbeispiel Handtmann Showcase zur EMO 2015 Prozessparallele Bearbeitung für taktzeitoptimierte Fertigung Durchgängiges Engineering von CAD / CAM bis zur Produktion Gewohntes CNC-Umfeld: Roboter & Werkzeugmaschine intelligent vernetzt Vollständiges Video (mit Interview):

15 Bearbeitungsaufgaben durch den Roboter Entlastung der Werkzeugmaschine Auslagerung von Aufgaben, wie Vor-Schruppbearbeitung Schlichten Anfasen Polieren Entgraten Gravieren im Rahmen der Möglichkeiten einer Robotermechanik Mehr Produktivität Kürzere Taktzeit Geringere Kosten

16 Wertschöpfung mit Werkzeugmaschinen mehr Wertschöpfung durch nahtlose Integration in die CNC-Steuerung Pick & Place Pick & Place Bewegungssynchron mit Werkzeugmaschine Zerspanung mit Werkzeugmaschine Bewegungssynchron mit Werkzeugmaschine t Run MyRobot macht aus Robotern mehr als nur ein Handlingssystem für Werkzeugmaschinen

17 Wertschöpfung mit Werkzeugmaschinen mehr Wertschöpfung durch nahtlose Integration in die CNC-Steuerung Pick & Place Parallele Bearbeitung mit Roboter Pick & Place Bewegungssynchron mit Werkzeugmaschine Zerspanung mit Werkzeugmaschine Bewegungssynchron mit Werkzeugmaschine t Run MyRobot macht aus Robotern mehr als nur ein Handlingssystem für Werkzeugmaschinen. Derselbe Roboter kann für zusätzliche Bearbeitungsaufgaben hauptzeitparallel genutzt werden

18 Bearbeitungsaufgaben durch den Roboter Auch ohne Werkzeugmaschine eine vollwertige Lösung SINUMERIK Power Optionen & Highlights Maximale Genauigkeit (Kalibrierung & Kompensation im gesamten Arbeitsraum) Maximale Performance dank Zusatz-Features Anbindung auf Antriebsebene (z. B. direkte Messysteme / SINAMICS / )

19 Anwendungsbeispiel Stratasys Projekt (IMTS 2016) Konventionell (Portal) Roboter mit 840D sl Schneller (15 h 1,75 h, keine Nachbearbeitung mehr nötig) Flexibler (erhöhte Erreichbarkeit insb. bei Großbauteilen) Besser & effizienter (erhöhte Oberflächengüte, Stützstrukturen entfallen) Weiterführende Informationen:

20 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Einzigartige Features powered by SINUMERIK Maximale Performance Adaptive Momenten-Vorsteuerung Adaptive 3D-Nick-Kompensation Kompensation externer Kräfte Adaptive Achsen-Dynamik Maximale Genauigkeit Kalibrierung & Kompensation Mess-Sensorik kann optional in der Zelle bleiben Einfach & günstig Solution Partner ISIOS Siemens Umrichter (SINAMICS) Motoren (SIMOTICS) Geber Anbindung auf Antriebsebene

21 Anwendungsbeispiel ProsihP II Quelle:

22 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen

23 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen

24 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen Fehler von Motoren / Getrieben werden berücksichtigt Reduzierung der Fehler an Achsumkehrpunkten 1. Abtriebsseitige Mess-Systeme

25 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen Fehler von Motoren / Getrieben werden berücksichtigt Reduzierung der Fehler an Achsumkehrpunkten 1. Abtriebsseitige Mess-Systeme

26 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen 2. Reibkompensation Geschwindigkeits- Vorsteuerung Umkehrpeaks durch Haftreibung werden kompensiert Achse 1 1. Abtriebsseitige Mess-Systeme

27 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen 2. Reibkompensation Geschwindigkeits- Vorsteuerung Umkehrpeaks durch Haftreibung werden kompensiert Achse 1 1. Abtriebsseitige Mess-Systeme

28 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen 2. Reibkompensation 3. Optimierung Geometrie & Sensor- Modell Parameterbestimmung durch einmalige Kalibrierung Echtzeitkompensation in der SINUMERIK 1. Abtriebsseitige Mess-Systeme

29 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen 2. Reibkompensation 3. Optimierung Geometrie & Sensor- Modell Parameterbestimmung durch einmalige Kalibrierung Echtzeitkompensation in der SINUMERIK 1. Abtriebsseitige Mess-Systeme

30 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen 4. Reibkompensation 3. Optimierung Achse 2 & 3 Vergleichbare Ergebnisse auch bei höheren Geschwindigkeiten 1. Abtriebsseitige Mess-Systeme

31 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen 4. Reibkompensation 3. Optimierung Achse 2 & 3 Vergleichbare Ergebnisse auch bei höheren Geschwindigkeiten 1. Abtriebsseitige Mess-Systeme

32 Bearbeitungsrobotik auf höchstem Niveau Ergebnisse, die sich sehen (messen) lassen 2. / 4. Reibkompensation 3. Optimierung Bidirektionale Kreisformabweichung Standard: 368 μm Optimiert: 157 μm Verbesserung um Faktor 2.35! 1. Abtriebsseitige Mess-Systeme

33 SINUMERIK Integrate Run MyRobot Warum ist Run MyRobot die richtige Lösung? Produktivität von Anlagen und WZM mehr Teile bei gleicher Qualität Durchgängige Prozesskette vom Engineering bis zum Anlagenbetrieb Einfache Inbetriebnahme des Roboters durch SINUMERIK IBN Tool + Effiziente Bedienung und Programmierung Roboter wie eine CNC bedienen + Verbesserte Genauigkeit CNC-Bahnplanung und Kompensationen The time is now

34 Vielen Dank Kontaktinformationen Thomas Leikam Technical Consultant RC-DE MC FB Otto-Hahn-Ring München Telefon: +49 (173) Änderungen und Irrtümer vorbehalten. Die Informationen in diesem Dokument enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. Alle Erzeugnisbezeichnungen können geschützte Marken oder sonstige Rechte des Siemens Konzerns oder Dritter enthalten, deren unbefugte Benutzung die Rechte der Inhaber verletzen kann. siemens.com