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Roboter über SPS programmieren

: Stäubli


Lange Zeit erforderte die Programmierung von Robotern Expertenwissen. Heute sieht die Sache anders aus. Die Stäubli SPS-Schnittstelle uniVAL plc erlaubt die direkte Kommunikation zwischen speicherprogrammierbaren Steuerungen und Robotern. Damit wird die Roboterprogrammierung selbst unter Beibehaltung der Sicherheitsfunktionen des neuen Stäubli CS9 Controllers einfach wie nie zuvor.

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TX2-90L: Die flexible TX2-Robotergeneration mit neuen Safety-Features kann alles – vom Standard- bis hin zum MRK-Einsatz.

TX2-90L: Die flexible TX2-Robotergeneration mit neuen Safety-Features kann alles...

Bereits vor einigen Jahren kam Stäubli dem Wunsch von Maschinenherstellern nach, die Roboter auf besonders einfache Art steuerungstechnisch in ihre eigenen Motion Controller einbinden wollten. Der Vorteil dieser Lösung liegt auf der Hand: Der Anwender kann Maschine und Roboter über eine gemeinsame Steuerungsplattform steuern und programmieren. Herstellerspezifische Robotik-Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich.

Soll die Roboteransteuerung über eine Multiachssteuerung erfolgen, kommt uniVAL drive zum Einsatz. Dabei setzt die Werkzeugmaschinensteuerung über uniVAL drive auf die Robotersteuerung auf und kann so über Bussysteme wie Sercos3, EtherCAT, POWERLINK oder Profinet die Roboterachsen mit ihren Drives ansteuern.

Während die Maschinensteuerung für die Bahnplanung und für daraus resultierende Fahrbefehle zuständig ist, übernimmt die untergeordnete Stäubli Robotersteuerung weiterhin die Regelalgorithmen der Achsen wie Synchronisation und Achsentkopplung sowie die Ansteuerung der Antriebe.

SPS wird zur Robotersteuerung

Mit uniVAL plc steht nun optional für jedes Stäubli-Robotermodell eine Schnittstelle zu allen gängigen speicherprogrammierbaren Steuerungen zur Verfügung. „Bei uniVAL plc werden unsere Roboter ganz einfach über Funktionsbausteine der SPS programmiert. Die eigentliche Bahnplanung übernimmt hier im Gegensatz zu uniVAL drive weiterhin der Stäubli Controller. Das heißt: Das exzellente Bahnverhalten der Stäubli Roboter bleibt
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Der FAST picker TP80 für ultraschnelle Verpackungsapplikationen mit einer Performance von über 200 Picks pro Minute. Hier mit der optional erhältlichen 200 mm Pinole.

Der FAST picker TP80 für ultraschnelle Verpackungsapplikationen mit einer Performance...

in vollem Umfang erhalten,“ erklärt DI Gerald Vogt, Group Division Manager Stäubli Robotics.

Ein weiteres Plus der SPS-Programmierung: Die umfangreichen Safety-Funktionen der neuen Stäubli CS9 Steuerung bleiben aktiv. Diese Sicherheitsfunktionen laufen auf einer zusätzlichen CPU, die jede Bahnplanung der regulären CPU überwacht und nur dann regelt, wenn bestimmte Parameter ein Eingreifen erforderlich machen. Würde der Roboter beispielsweise in einen als Safe Zone definierten Arbeitsbereich fahren, übernimmt die übergeordnete Safety-CPU und bringt ihn zum Stillstand.

Die Kommunikation zwischen SPS und Robotersteuerung läuft dabei über einen gängigen Feldbus. Stäubli nutzt hier die Protokolle EtherCAT, Profinet und EtherNet/IP. So können über die SPS sehr schnell Kommandos an den Roboter übertragen werden. Außerdem hat der SPS-Programmierer jederzeit Zugriff auf die Positionsdaten des Roboters. Ein Watchdog überwacht die Verbindung, um bei einer Verbindungsstörung sofort das Programm zu stoppen. Und last but not least ist es über die SPS möglich, gleich mehrere Roboter zu steuern.

Erhebliche Vorteile im Produktionsalltag

Welche Vorteile die SPS-Programmierung im industriellen Alltag bietet, weiß Frank Gläss, der sich mit seinem Unternehmen Gläss Software & Automation GmbH auf die herstellerunabhängige Roboterprogrammierung mit SPS spezialisiert hat: „Der Hauptvorteil besteht darin, dass die beiden bislang unterschiedlichen Welten Roboter- und Anlagenprogrammierung zusammenwachsen. Anlage und
Roboter lassen sich erstmals über ein und dieselbe SPS programmieren – ohne spezifische Kenntnisse einer Roboter-Hochsprache. Das führt sowohl in der Projektierungs-, Programmier- und Inbetriebnahmephase als auch im Produktionsalltag zu überaus positiven Effekten“, betont er.

Sowohl der Anlagenbauer als auch der Endkunde sind damit in der Lage, die Roboter in ihrer gewohnten SPS-Entwicklungsumgebung über die Stäubli Funktionsbaustein-Bibliothek selbst zu programmieren. Unterschiedliche HMI-Programmierungen entfallen ebenso wie das Programmieren der Schnittstellen zwischen Roboter und SPS. „Anlagenlieferanten benötigen dann nur noch bei der Planung und der Grundinbetriebnahme Unterstützung, also bei der Installation der Robotersoftware, beim Einrichten der Arbeitsräume sowie beim Vermessen der Werkzeuge und der Bases. Im Vergleich zur konventionellen Herangehensweise schlägt dies mit einer signifikanten Zeit- und Kostenreduzierung zu Buche“, weiß Frank Gläss aus Erfahrung.

Nach der Inbetriebnahme kann der Anlagenlieferant die gesamte Anlage inklusive der Roboter in Eigenregie betreuen. Gleiches gilt für den Endanwender, der seine Anlage über seine SPS-Umgebung selbst steuern kann. Dank dieser neuen Freiheit verlieren Variantenumstellungen an der Anlage ebenso ihren Schrecken wie unplanmäßige Produktionsstillstände. Beides kann der Anlagenbetreiber nun ohne externe Hilfe bewerkstelligen bzw. beheben.

Halle 10, Stand 230

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Robotersteuerungen, Robotik, SPS IPC Drives

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