Reduzierte Komplexität
Bild 02: Frank Seiferth, Gründer und Inhaber der Seitec GmbH: „Wir denken immer von vornherein ganzheitliche Lösungen.“ Sein Unternehmen ist an zahlreichen Forschungsprojekten beteiligt, die ausloten, wie sich künstliche Intelligenz für mehr Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und
Qualitätskontrolle in industriellen Prozessen nutzen lässt. (Quelle: SEW-Eurodrive)
Bild 03: Der Greifer des Pick-and-place-Roboters ist austauschbar. Durch diesen modularen Aufbau lässt sich die Anlage schnell und flexibel umrüsten. (Quelle: Seitec)
Das erste Exemplar dieser neuartigen Gesamtlösung trägt den Namen Seibot ein Akronym aus Seitec und Roboter. Seibot wurde von einem großen mittelständischen Produktionsunternehmen für den Bereich der Verarbeitung und Fertigung beauftragt. Den Anstoß für den Auftrag lieferte ein gar nicht so seltenes Problem: Eine Teilanlage der Produktionsstraße, die erst seit zehn Jahren im Einsatz ist, wurde vom Hersteller abgekündigt. Die alte Maschine lässt sich nicht mit vertretbarem Aufwand an neue Anforderungen anpassen und ist somit nicht mehr zukunftssicher.
Als Lösung entwickelten Seitec und SEW-Eurodrive gemeinsam eine einheitliche Schnittstelle zwischen der Robotersteuerung mit dem Softwaremodul Movikit Robotics und der übergeordneten Anlagensteuerung. Diese Kombination eignet sich für alle Robotergeometrien vom Scara- bis zum 6-Achs-Knickarmroboter. So konnte die Komplexität im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen dieser Art reduziert werden. D. Pfeffer betont: „Der große Vorteil dieses Konzepts ist, dass die Positions und Dynamikwerte des Roboters für den Pick and place Prozess über die Visualisierung der übergeordneten Steuerung einstellbar sind.“ Damit haben Einrichter der Maschine bzw. Instandhalter jederzeit die Möglichkeit, den Produktionsprozess zu optimieren. Ein gesondertes Bedienpanel oder spezielle Software sind nicht mehr notwendig. „Die Lösung von Seitec ermöglicht auch eine wesentlich höhere Anlagenlebensdauer“, unterstreicht D. Pfeffer. Gründe dafür seien ihr einfacher und modularer Aufbau aus industriellen Standardkomponenten sowie der durchgehende Einsatz von Standardschnittstellen.
Zielvorgabe erfüllt
Herzstück der Anlage ist derzeit ein Tripod Roboter (Bild 1) mit zusätzlicher Drehachse, der je nach Bedarf mit zwei unterschiedlichen Greifern ausgestattet wird. Vier Servomotoren der Baureihe CMP mit PxG-Getrieben in der Ausführung P5 (für hohe Dynamik) von SEW-Eurodrive treiben ihn an. Die Werkstücke werden im Vorfeld mittels zwei verschiedener Methoden vereinzelt. Eine Kamera zur industriellen Bildverarbeitung, die über Ethernet/IP in das Gesamtsystem integriert ist, erfasst Form und Lage von derzeit rund 130 verschiedenen Werkstücken auf dem Zuführband. Dieses muss dem neuesten Stand der Technik entsprechend nicht mehr transparent sein, wodurch sich Handhabung und Service vereinfachen. Zudem können das Pick und das Place Band in einem beliebigen Winkel zueinander angeordnet sein.
Das System liefert so die standardisierte Grundlage für die Kinematik des Pick and place Roboters mit vier Freiheitsgraden. „Wir mussten für die extrem unterschiedlichen Geometrien und Größen ein System finden, um die Teile zu vereinzeln und sie dann korrekt zu handhaben“, erläutert D. Pfeffer. Ziel des Kunden war es, in Vorbereitung auf den nächsten Arbeitsschritt, mehrere Werkstücke im Sekundentakt auf einem Warenträger zu platzieren. Diese Zielvorgaben habe man mit dem System erfüllt.
Schnelle Konfiguration und Erweiterbarkeit
„Wenn ein neues Werkstück eingelernt werden soll, wird die Anlage mithilfe des intelligenten Movi-C Controllers UHX65 von SEW-Eurodrive (Bild 4) in wenigen Minuten über das Bedienpanel konfiguriert. Anschließend speichert man den Prozess als neues Rezept ab“, erklärt Christopher Kühn, der zweite Projektleiter für die Neuentwicklung. Benötigt der Roboter irgendwann mehr Freiheitsgrade oder eine andere Kamera, könne jede Komponente dank der nichtproprietären Schnittstellen einfach gewechselt werden. Sie ließen sich dann mithilfe der bereits im Movi-C Controller vorliegenden Kinematikdaten mit wenig Aufwand in die Anlage integrieren. „Alles zwischen zwei und sechs Freiheitsgraden ist möglich“, ergänzt D. Pfeffer. Auch die Zuführbänder mit zehn weiteren Servomotoren von SEW-Eurodrive werden vom selben Controller gesteuert, der auf diese Weise bereits intern über ein Lagebild der gesamten Kinematik der Anlage verfügt. (Weil der Roboter sowie die Bänder mit den Teilen ein System bilden, gehen dieEncoderinfos der Bänder direkt auf dem Controller UHX ein. Damit sind dem Roboter die Encoderwerte und die Positionen der Bänder bekannt.) Bis zu zehn Roboter, 2000 Produkte und 200 Ablageboxen können verwaltet werden.