Integrierte Automatisierung von Werkzeugmaschinen

Transkript

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2 KUKA.mxAutomation als Methode zur Roboter Integration Präsentation für das Automationsforum 2013 zum Thema: Integrierte Automatisierung von Werkzeugmaschinen Dr. Joachim Strobel, KUKA Roboter GmbH

3 Automatisierungsumfeld 2013 Aus der Krise werde der deutsche Werkzeugmaschinenbau gestärkt hervorgehen. Man habe hierzulande den Trend zu hoher Flexibilisierung und zu individuellen Automatisierungslösungen sehr frühzeitig aufgegriffen - und trage zur "atmenden Fabrik" bei, die Auslastungsschwankungen besser auffangen kann als starre Produktionslinien. (Carl Martin Welcker, VDW gemäß: Springer for Professionals 2009) 1. Klassische Automatisierungsargumente: Verbesserung und Verstetigung der Qualität Steigerung Produktion Personaleinsparung Entlastung von schwer zumutbaren Arbeitsvorgängen werden ergänzt durch volatilitätstolerante atmende Produktion z.b. dritte Schicht Alter(n)sgerechte Produktion 2. Highspeed Datenverbund der Fertigungskomponenten durch Realzeit- Ethernet Netzwerke (Profinet, Ethernet/IP, EtherCAT,.)erlauben Drastische Einsparungen funktionaler und sicherheitsgerichteter Signalverbindungen durch Wegfall von Hardware Umsetzung neuer Optimierungsstrategien durch Anwendung jetzt möglicher Koordinierungs-bzw. Synchronisierungsmethoden zwischen den Komponenten. KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 3

4 Schlüsselanforderungen bei der Maschinen Automatisierung Maschinen Bedienung Eine Produktionsmaschine Roboter Bedieneung Material Fluss Be- und Entladen Be-/Entladen Spritzgießen Gießmaschine, Werkzeugmaschine, Holzbearbeitung, Integriere Roboterprogrammierung und Bedienung in das Maschinen-Panel ( Single Point of Operation ) KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 4.. aber unterstütze weiterhin, mit roboteroptimierter Steuerung Safety, Lastkompensierung, Bewegungen: Handling, Entgraten, Säubern Prägen,

5 Schlüsselanforderungen bei der Maschinen Automatisierung koordiniert synchron koordiniert Eine Produktionsmaschine Eine Produktionsmaschine Eine Produktionsmaschine Koordiniere und synchronisiere die Arbeitsweise von Roboter und Maschine, wo notwendig! KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 5

6 Synchronisiermechanismen, Beispiele 1. Conveyor Prinzip - Pick&Place vom Band - Tür-synchrones Maschinen Ein-Ausfahren Kartesische Weichschaltung - Ausgleich bei Rohrbiegen - Folgen einer Auswerfer-Bewegung Elektronische Königswelle - Folgen einer Blechbiegebewegung - Presse als Königswelle Roboter als Feeder -. KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 6

7 Abgeleitete Implementierungsanforderung Technologie Steuerung ( Client ) Werkzeugmaschine Spritzgießmaschine SPS Logik Steuerung Andere Technologie Anweisung Roboter Schnittstelle KR C4 als Roboterserver Bereitstellung einer universellen Kommandoschnittstelle: mxautomation KR C4 kümmert sich weiter um die harten Dinge : Roboter Justage Bewegungsprimitive: Bewegungsplanung für mxautomation Kommandos Modell-basierte Regelung Diverse Sicherheitsfunktionen Synchronisierung: Camming, Conveyorfunktion,.. KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 7

8 mxautomation Implementierungsprogramm Werkzeugmaschine Spritzgießmaschine SPS Andere KRC FB-Lib Zu mehr als 80 % verfügen Technologiesteuerungen über eine eingebettete SPS Zur Roboter-Kommandierung werden SPS Funktionsbausteine entsprechend KRL bereitgestellt Unterstützt werden zunächst Siemens Simatic, Rockwell Logix, sowie CODESYS- und ProConOS Plattformen Als Kommunikationsbasis werden zunächst Profinet, Ethernet/IP incl. ihrer Safety Protokolle vorausgesetzt. Ethernet Field Bus, KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 8

9 Das mxautomation Programmier-Modell Externes Bewegungskommando als SPS-Baustein in IEC Sprache Interpretation in KUKA KRL In-Line-Formular: KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 9

10 Funktionaliät mxautomation Stand Q Motion Programming : LinearMove, DirectMove (PTP),CircularMove KUKA Bausteine in PLC Überschleifen Trigger: Schaltpunkte auf Bahnen Interruptaufrufe Mehrere Roboter an einer SPS Wechsel von Base-und Toolkoordinaten-Systemen Lesen und Schreiben digitaler und anloger Roboter I/O Techfunktionen Inbetriebnahme und Maintenance Teaching: über Jogging Bausteine Handheld Bedienung über KUKA Safe Operation (Option) Fehlermeldungen und -Quittierungen Safety: via Profisafe/CIPSafety bzw. Parallelverdrahtung KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 10

11 mxautomation System Überblick für Use Case (Sicherheits-)SPS Handheld zum Teachen von Maschine und Roboter Ethernet Fieldbus mit Safety Konsistente Erweiterung der Bedienung von der Maschine auf den Roboter Bedienung und Beobachtung über SPS- Utilitiies SmartKCP nur für Grundinbetriebnahme Funktionen wie - Justage - Einrichten Safety - Teachen von Punkten falls keine Safe-SPS vorhanden ist. KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 11

12 mxautomation System Überblick Use Case Sinumerik/Handling Sinumerik 840d sl Eingebettete Sinumerik Bedientafel Eingebettete S7 SPS KRC FB-Lib (runtime) Option: Sinumerik Integrate Run MyRobot Eingebetteter NC-Kern+ Antrieb Benötigtes Produkt von Siemens: SINUMERIK Integrate Run MyRobot Ist eine SINUMERIK Option für 840 D sl. Ermöglicht Roboter Programmierung über die Sinumerik Zyklen RMR_xxx.spf Antriebswerte zur Werkzeugmaschine Siemens HT8 für Maschinen- und Roboterbedienung KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 12

13 Run MyRobot - mxautomation Gemeinsames Angebot von Siemens und KUKA Facts & Benefits Integrierte Programmierung des Roboters mit mxautomation von KUKA Programmierung komplett in SINUMERIK Oberfläche Programmierung des Roboters ohne Roboterkenntnisse Single Point of Operation: Integrierte Bedienung und Diagnose der kompletten Einheit aus Werkzeugmaschine und Roboter. System architecture SINUMERIK S7 program including robot motions mxautomation functionblock library Damit: Hohe Maschinenlaufzeiten durch einfache Automatisierung Einfaches und flexibles Einrichten von WZM und Roboter mxautomation interpreter Mechanic-optimized motion control and supervision KUKA KRC4 Nur für internen Gebrauch / Siemens AG Alle Rechte vorbehalten. Industry Sector

14 mxautomation die Produkte Enthalten das Set-Up für den mxautomation interpreter auf der KR C4 Enthalten das Set-Up für die mxautomation Funktionsbausteine innerhalb der SPS-Entwicklungsumgebung Gegenwärtig releast sind die folgenden Produktvarianten: KUKA.PLC mxa S7 1.0, MK USB NB (Siemens SPSen KUKA.PLC mxa ProConOS 1.0, MK USB NB (Soft PLC auf KR C4) KUKA.PLC mxa Logix 1.0, MK USB NB (Rockwell SPSen) Demnächst erscheint: KUKA.PLC mxa CODESYS 1.0, MK USB NB (CODESYS SoftPLCs ) KUKA Roboter GmbH Produktmanagement Joachim Strobel Seite 14

15 YOU make YOUR choice WE talk YOUR language Others to come e.g. CODESYS