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Präsentation für das Automationsforum 2013 zum Thema:

Integrierte Automatisierung von Werkzeugmaschinen

Dr. Joachim Strobel, KUKA Roboter GmbH

KUKA.mxAutomationals Methode zur Roboter Integration

www.kuka-robotics.commxAutomation Automationsforum 2013 KUKA Roboter GmbH | Produktmanagement | Joachim Strobel| 28-06-2013 Seite 3

Automatisierungsumfeld 2013Aus 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 Arbeitsvorgängenwerden 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 sicherheitsgerichteterSignalverbindungen durch Wegfall von Hardware

• Umsetzung neuer Optimierungsstrategien durch Anwendung jetzt möglicher Koordinierungs-bzw. Synchronisierungsmethoden zwischen den Komponenten.


Eine Produktionsmaschine

SpritzgießenGießmaschine,Werkzeugmaschine,

Holzbearbeitung,

……………

Be- undEntladen

Mat

eria

l Flu

ss

MaschinenBedienung

Schlüsselanforderungen bei der Maschinen Automatisierung

Be-/Entladen

…….. aber unterstütze weiterhin, mit roboteroptimierter SteuerungSafety, Lastkompensierung, Bewegungen: Handling, Entgraten,

Säubern Prägen, …

RoboterBedieneung

Integriere Roboterprogrammierung und –Bedienung in das Maschinen-Panel(„Single Point of Operation“)


koordiniert synchron

Schlüsselanforderungen bei der Maschinen Automatisierung

Koordiniere und synchronisiere die Arbeitsweise von Roboter und Maschine,wo notwendig!

koordiniert

Eine Produktions-

maschine

Eine Produktions-

maschine

Eine Produktions-

maschine


Synchronisiermechanismen, Beispiele

1. Conveyor Prinzip- Pick&Place vom Band- Tür-synchrones Maschinen Ein-Ausfahren

-……..

2. Kartesische Weichschaltung- Ausgleich bei Rohrbiegen- Folgen einer Auswerfer-Bewegung

-….

3. Elektronische Königswelle- Folgen einer Blechbiegebewegung- Presse als Königswelle – Roboter als Feeder

-…….


Werkzeug-maschine

Spritzgieß-maschine

SPSLogik Steuerung

Andere

Bereitstellung einer universellen Kommandoschnittstelle: mxAutomation

TechnologieAnweisungRoboter

KR C4 kümmert sich weiter um die “harten Dinge”:

Roboter Justage

Bewegungsprimitive: Bewegungsplanung für mxAutomation Kommandos

Modell-basierte Regelung

Diverse Sicherheitsfunktionen

Synchronisierung: Camming, Conveyorfunktion,..

Abgeleitete Implementierungsanforderung

TechnologieSteuerung

(“Client”)

Schnittstelle

KR C4 alsRoboterserver


mxAutomation Implementierungsprogramm

Werkzeug-maschine

Spritzgieß-maschine SPS

Andere

KRC FB-Lib

Ethernet Field Bus,

Zu mehr als 80 % verfügen Technologie-steuerungen über eine eingebettete SPS

Zur Roboter-Kommandierung werden SPS Funktionsbausteine entsprechend KRL bereitgestellt

Unterstützt werden zunächst Siemens Simatic, Rockwell Logix , sowieCODESYS- und ProConOS Plattformen

Als Kommunikationsbasis werden zunächstProfinet, Ethernet/IP incl. ihrer Safety Protokolle vorausgesetzt.


Interpretationin KUKA KRL In-Line-Formular:

Externes Bewegungskommandoals SPS-Baustein in IEC 61131-Sprache

Das mxAutomation Programmier-Modell


Funktionaliät mxAutomation – Stand Q2-2013

Motion Programming :

Inbetriebnahme und Maintenance

Safety: via Profisafe/CIPSafety bzw. Parallelverdrahtung

KUKA Bausteine in PLC

LinearMove, DirectMove (PTP),CircularMove

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

Teaching: über Jogging Bausteine

Handheld Bedienung über KUKA Safe Operation (Option)

Fehlermeldungen und -Quittierungen


mxAutomation – System Überblick für Use Case (Sicherheits-)SPS

Ethernet Fieldbus mit Safety

SmartKCP nur fürGrundinbetriebnahme Funktionen

wie- Justage- Einrichten Safety- Teachen von Punkten falls keine Safe-SPS vorhanden ist.

Handheldzum Teachen vonMaschine und Roboter

Konsistente Erweiterung der Bedienung von derMaschine auf den Roboter

Bedienung und Beobachtung überSPS-“Utilitiies“


Sinumerik 840d sl

EingebetteteS7 – SPS Eingebetteter

NC-Kern+Antrieb

Eingebettete SinumerikBedientafel

KRC FB-Lib(runtime)

Siemens HT8 für Maschinen- und Roboterbedienung

Antriebswerte zurWerkzeugmaschine

Option: Sinumerik Integrate

Run MyRobot

Benötigtes Produkt von Siemens:

• SINUMERIK Integrate Run MyRobot

• Ist eine SINUMERIK Option für 840 D sl.

• Ermöglicht Roboter Programmierungüber die Sinumerik Zyklen RMR_xxx.spf

mxAutomation – System Überblick Use Case Sinumerik/Handling

Nur für internen Gebrauch / © Siemens AG 2012. Alle Rechte vorbehalten.

Industry Sector

SINUMERIK

S7 program

including

robot motions

mxAutomation

functionblock

library

KUKA KRC4

mxAutomation

interpreter

Mechanic-optimized

motion control and

supervision

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.

� Damit:

� Hohe Maschinenlaufzeiten durch einfache Automatisierung

� Einfaches und flexibles Einrichten von WZM

und Roboter

System architecture

Run MyRobot - mxAutomation

Gemeinsames Angebot von Siemens und KUKA


mxAutomation – die Produkte

Enthalten das Set-Up für den mxAutomation interpreterauf der KR C4

Enthalten das Set-Up für die mxAutomation Funktionsbau-steine 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 )

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