Eckelmann AG

CNC-integrierte Robotersteuerung

Roboter und CNC-Maschine als starkes Team: Eckelmann Maschinenautomation präsentiert auf der SPS IPC Drives 2017 eine CNC-integrierte Robotersteuerung. Die innovative Architektur der E°EXC 88 macht es möglich, CNC, Robotersteuerung und Motion Control frei zu kombinieren und ermöglicht so neuartige Lösungen in der Maschinenautomation.
Industrieroboter sind auf dem Vormarsch in der Fertigungsautomatisierung: Die Eckelmann AG und ihre Tochterunternehmen Ferrocontrol und Rex Automatisierungstechnik zeigen auf der SPS IPC Drives 2017 (Halle 7, Stand 320) anhand eines Demonstrators, wie sich mit dem E°EXC 88 Controller CNC, Roboter- und Bewegungssteuerung mit einem einzigen Controller in Echtzeit und flexibel überlagert steuern lassen. Dabei beschreibt die CNC die Bewegungsbahn (Trajektorie) der Roboterkinematik. Roboter lassen sich somit im gleichen kartesischen Koordinatensystem einfach über die CNC-Bedienoberfläche programmieren, bedienen und überwachen. Gängige Delta-, Scara- oder 6-Achs-Knickarm-Roboter können so mit geringem Aufwand integriert werden – und zwar ohne Kenntnisse in der Roboterprogrammierung und speziellen Robotersprachen.
 Optimale Kollaboration von CNC, Robotik und Motion Control
Durch die CNC-Integration wird der Roboter zum Teil der Maschine und eröffnet vielfältige neue Anwendungsszenarien: vom dynamischen Werkstück- oder Werkzeughandling bis hin zur kombinierten CNC-Roboter-Bearbeitung, wie bspw. beim Plasmascheiden von Stahlrohren oder Profilen. Roboterachsen werden von der E°EXC 88 wie zusätzliche CNC-Achsen behandelt. Die Übersetzung bzw. Transformationen in Roboterkoordinaten übernimmt der leistungsfähige NC-Kern. Anwender können ihre CNC-Roboter-Hybridmaschine also – ganz ohne Kenntnisse in der Roboter-Programmierung – weiter wie gewohnt mit G-Code bzw. nach DIN 66025 programmieren und dem vertrauten CAD/CAM-CNC-Workflow folgen. Klassische CNC-Features wie die Werkzeuglängen- und Radiuskorrektur oder technologiespezifische Kompensationen werden von Roboterkinematiken selbstverständlich auch umgesetzt. Dies macht ein zeitintensives Teach-In des Roboters und Lernen einer Roboter-Programmiersprache überflüssig.
Die E°EXC 88 steuert bis zu 32 CNC- und/oder Roboter-Achsen. Mit der leistungsfähigen Multiachssteuerung können bis zu 64 Motion Achsen betrieben und überwacht werden. Über PLCopen Funktionsbausteine lassen sich selbst komplexe Bewegungsfunktionen gemäß IEC 61131 einfach programmieren. CNC- und Motion-Achsen können dabei beliebig kombiniert werden und sich sogar zur Laufzeit beliebig überlagern. Alle Prozess- und Bewegungsabläufe der Maschine können so optimal synchronisiert werden, für höchste Präzision und Produktivität. Die Bearbeitung eines Werkstücks auf einem fahrenden Transportband ist ein anschauliches Beispiel dafür, wobei das Transportsystem hier zeitweise als CNC-Achse fungiert.
Bildverarbeitung und M2M-Kommunikation
Maschinen werden künftig immer stärker in smarte Produktionsumgebungen eingebettet. Um Roboter erweiterte Maschinen spielen hier eine zentrale Rolle, weil insbes. Handlingaufgaben wie die Beschickung und Entladung der Maschine zunehmend automatisiert werden. Hierfür sind zwei weitere Schlüsseltechnologien von großer Bedeutung: Bildverarbeitungssysteme und eine durchgängige M2M-Kommunikation auf allen Automatisierungsebenen. Bildverarbeitung lässt sich u.a. zur Identifikation, Selbstkalibrierung, „Bin Picking“ und Qualitätssicherung einsetzen. Auch diese beiden Aspekte wird Eckelmann mit seinem Demonstrator auf der SPS IPC Drives adressieren: Ein integriertes Machine-Vision-System identifiziert ein Werkstück und die E°EXC 88 stellt über OPC UA z.B. Betriebsdaten und detaillierte Laufzeitberechnungen dem Leitsystem bereit, damit immer flexiblere CNC-Produktionszellen optimal vernetzt arbeiten.
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