Wir machen flexible Maschinen einfach möglich. Markus Sandhöfner, Geschäftsführer B&R Deutschland.

Wir machen flexible Maschinen einfach möglich. Markus Sandhöfner, Geschäftsführer B&R Deutschland. (Bild: Redaktion IEE)

Herr Sandhöfner, wer war denn Treiber der Integration der ABB-Roboter in das Ecosystem von B&R?

Markus Sandhöfner: Das waren unsere Kunden mit ihren konkreten Anforderungen. Um auf dem Markt bestehen zu können, müssen ihre Maschinen flexibler, produktiver und kosteneffizienter werden. Was auf den ersten Blick widersprüchlich klingt, lässt sich mit Robotern verwirklichen. Der einzige Haken daran: Roboter verursachen üblicherweise viel Programmierungaufwand, sind schwierig in eine Maschinenautomatisierung zu integrieren und die erreichbare Synchronisierung ist nicht befriedigend.

Diese Entwicklung sehen wir schon seit Jahren. Wenn der Einsatz von Robotern immer günstiger wird, lohnt es sich für Maschinenbauer immer weniger, proprietäre Kinematiken einzusetzen. Standard-Kinematiken, die mit den Maschinen und dem Prozess verheiratet sind, machen die Maschinen flexibler.

Waren diese Vorteile einer embedded Robotik schon bei den Übernahmegesprächen zwischen ABB und B&R ein Thema?

Markus Sandhöfner: Die Robotik mit dem Prozess verheiraten, das machen wir nicht erst seitdem wir zu ABB gehören. Wir machen das schon seit Jahren, bislang jedoch nicht als Komplettlösung. Da wir Robotik-Achsen und Prozess-Achsen aus einer einzigen CPU heraus mit sehr kurzen Zykluszeiten ansteuern können, verschmelzen beide nahtlos. Das schafft auf der einen Seite Produktivität und auf der anderen Seite Flexibilität.

Welche Robotertypen unterstützt ihre Integrationslösung?

Markus Sandhöfner: Das sind unterschiedliche Robotertypen, angefangen natürlich bei dem Standardroboter, den jeder vor seinem geistigen Auge hat, der 6-achsige Knickarmroboter. Für schnelle Prozesse und einen etwas größeren Arbeitsraum lassen sich auch Scara-Roboter integrieren. In der Verpackungs- und Konsumgüterindustrie kommen meistens die sehr schnellen Picker mit Delta-Kinematik zum Einsatz. All diese Robotertypen unterstützen wir mit unserem Ansatz Machine-Centric Robotics.

Was war denn konkret zu realisieren, damit sich ABB-Roboter wie eine normale Achse in das Automatisierungssystem einfügen?

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B&R

Die Integration von Robotern in Maschinen schreckt bis dato viele Maschinenbauer ab, sich überhaupt mit den Vorteilen der Robotik zu beschäftigen. Künftig zählt diese Ausrede nicht mehr: B&R und ABB haben gemeinsam die Lösung Machine Centric Robotics entwickelt, mit der Roboter integraler Bestandteil des Automatisierungssystems werden.

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Mehr Flexibilität bei höherem Durchsatz – das geht mit Machine-Centric Robotics. Redaktion IEE

Markus Sandhöfner: Gerade die Signale zwischen Motor und Antriebsverstärker müssen aufeinander abgestimmt sein. Hier liegt auch die Krux einer Integration: Wir mussten die Motoren, die schon auf der Roboterkinematik fertig montiert sind, mit der Rückführungsschnittstelle unserer Antriebsverstärker koppeln – ohne Komponenten oder die Verkabelung am Roboter zu ändern. Letztere ist entscheidend, dass der Roboter mit höchster Flexibilität und Zuverlässigkeit betrieben werden kann. Gemeinsam mit dem Robotik-Team haben wir eine sehr gute Lösung gefunden, wie wir mit den Motoren über unsere Acopos-Schnittstellen kommunizieren können. Darüber hinaus muss man jeden Roboter entsprechend seiner maximalen Leistungsfähigkeit parametrieren und umfassenden Lebenszyklustests unterziehen.

Die jeweilige Roboterkinematik und deren Eigenschaften müssen dann auch im Engineeringsystem abgebildet werden.

Markus Sandhöfner: Hier kommt neben unserem Projektierungswerkzeug Automation Studio auch mapp Technology zum Einsatz. Mit mapp Robotics können wir Kinematiken flexibel abbilden, Robotik-Anwendungen leicht erstellen und in Betrieb nehmen. Das geht sogar so weit, dass wir für Safe-Motion-Control-Funktionen die Möglichkeit haben, über beliebig definierbare Kinematiken einen Tool Center Point mit einer sicheren begrenzten Geschwindigkeit zu bewegen. Diese Flexibilität nutzen wir schon länger mit verschiedenen Kunden und unterschiedlichen Kinematiken mehrerer Anbieter. Dieses technologische Wissen haben wir uns im Laufe der Jahre perfektioniert und kombinieren es jetzt mit den ABB-Robotern.

Und was unterscheidet nun ihre Lösung von den früheren?

Markus Sandhöfner: Dass wir bei B&R mit den ABB-Robotern ein komplettes Produkt anbieten können, bei dem CPU, Antriebe, Roboter und Kamera aus einer Hand sind. Durch die Verschmelzung von flexiblen B&R-Track-Systemen, ABB-Roboter-Kinematiken und unserer integrierten Kameralösung erreichen wir quasi eine unendliche Flexibilität und schaffen die optimale Voraussetzung für die Losgröße 1. Für Kunden entfällt die Notwendigkeit einer dedizierten Robotersteuerung, eines eigenen Schaltschranks und eines spezialisierten Programmierers. Ganz wesentlich ist auch die Möglichkeit, Roboter mit der restlichen Maschine mit einer bisher unerreichten Präzision zu synchronisieren. Das wird möglich, da es weder eine getrennte Hardware noch ein getrenntes Netzwerk noch eine getrennte Applikationen gibt. Die Tatsache, dass sämtliche Achsen und Sensoren in einem gemeinsamen Netzwerk kommunizieren, erhöht die Genauigkeit auf bisher unvorstellbar kurze Zeiträume im Mikrosekundenbereich. Kunden profitieren zudem von einer benutzerfreundlichen Programmierung. Die neue Lösung reduziert die Komplexität und verkürzt die Projektlaufzeiten.

Passen denn die Leistungswerte ihrer Achsverstärker zu den verschiedenen Roboter-Varianten?

Markus Sandhöfner: Das passt perfekt! In unseren Zielmärkten werden maschinenzentrierte Robotik-Elemente gebraucht, die Bewegungen mit kleinen Gebinden vor allem schnell und sehr flexibel ausführen. Dazu braucht es eher kleine flinke Roboter. Stück für Stück erweitern wir das Angebot in Richtung größerer Roboter.

Wie die Strategie bei Standalone-Lösungen von ABB-Robotern aussieht, lesen Sie auf Seite 2.

Wie sieht die Strategie bei Standalone-Lösungen von ABB-Robotern aus? Werden die auch die Robotik-DNA von B&R bekommen und mit dem Automation Studio programmierbar?

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Wir bieten dem Maschinenbauer perfekt zugeschnittene Gesamtlösungen aus einer Hand. Redaktion IEE

Markus Sandhöfner: Das macht keinen Sinn, denn die Schwerpunkte und auch Fähigkeiten sind zu unterschiedlich. Die Anwendung entscheidet letztlich das Engineering. Und Machine-Centric Robotics und Standalone-Applikationen sind komplett unterschiedliche Werkzeuge für unterschiedliche Zielsetzungen. Ein Handhabungs- oder Montageprozess ist sehr stark auf die Robotik zentriert. Daher steht hier der Roboter im Mittelpunkt und dessen Programmierung, etwa per Teach-in und Handbediengeräten.

Ganz anders bei der maschinenzentrierten Robotik, bei der das Teachen gar nicht so eine entscheidende Rolle spielt. Hier ist es extrem wichtig, eine Bewegung sehr eng mit dem Maschinenprozess oder dem Track-System zu synchronisieren. Auch Kurvenscheibenkopplungen mit dem Roboter oder CNC-gesteuerte Bewegungen werden damit möglich. Hier sind wir mit der Kombination aus mapp Robotics und den ABB-Roboterkinematiken in unserem Element.

Gibt es eigentlich einen Unterschied zwischen der Integration von einem Comau-Roboter in die B&R-Welt und einem ABB-Roboter?

Markus Sandhöfner: Der Unterschied liegt daran, dass wir mit den ABB-Kinematiken eine Komplettlösung aus einer Hand anbieten können.

… und was die Synchronisation betrifft, die Exaktheit, den Speed und dergleichen?

Markus Sandhöfner: … ist durchaus vergleichbar, weil Synchronisation und Präzision stark von der CPU und den Fähigkeiten des Achsverstärkers abhängen. Der Unterschied besteht darin, dass wir jetzt in der Lage sind, die Parameter einer Kombi aus B&R-Achsverstärker und einer ABB-Kinematik vollständig vorzubestimmen. Das heißt jegliche Achsversätze werden durch Vermessungen so aufbereitet, dass sie roboterspezifisch einfach eingelesen werden können. Wir testen die unterschiedlichen Systeme vor der Markteinführung auch ausgiebig und können daher die optimalen Regelungsparameter bestimmen.

Bislang ist ein Standalone-Ansatz die Regel, das heißt Roboter plus Achsen plus Steuerung.

Markus Sandhöfner: Korrekt, aber für Applikationen, die eine präzise Synchronisation benötigen, ist jetzt mit Machine-Centric Robotics eine genau auf diese Bedürfnisse abgestimmte Lösung verfügbar.

Wie könnte denn eine Migrationsstrategie für einen Maschinenbauer aussehen, der zwar B&R-Steuerungen nutzt, bislang aber in Kombination mit einem anderen Roboterhersteller.

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Die enge Kopplung von Roboter, Bildverarbeitung und Track-System in der Maschine macht den Unterschied aus. Redaktion IEE

Markus Sandhöfner: Momentan setzen nur sehr wenige Maschinenbauer Roboter schon in großen Stückzahlen ein. Und wenn, sind das eher typische Be- und Entlade-Aufgaben. Primär adressieren wir nicht das Be- und Entladen, sondern die Integration des Roboters in den Kernprozess der Maschine, in dessen Herz.

Das, was bislang mit proprietären Kinematiken realisiert wurde, können wir mit unserer Kombi aus Machine-Centric Robotics, Track-System und Kamera viel flexibler umsetzen. Denn Roboter sind oft flexibler und kostengünstiger als eine auf einen engen Einsatzbereich zugeschnittene Konstruktion. Dadurch haben Maschinenbauer die Möglichkeit, den gleichen Roboter in den unterschiedlichsten Anwendungsfällen und für unterschiedliche Produkte einzusetzen. Letztendlich ist diese Kombination die Basis für die adaptive Maschine.

Welches Absatz-Potenzial sehen Sie denn im Maschinenbau?

Markus Sandhöfner: Viele Maschinenbauer müssen auf das veränderte Konsumverhalten reagieren und arbeiten an flexibleren Maschinengenerationen. Mit den heutigen Track-Systemen, der maschinenzentrierten Robotik und den Highspeed-Kameras, die wir in unserem Automatisierungssystem kombiniert haben, haben sie nun die Möglichkeit, ihre Fertigungsprozesse zu flexibilisieren – bei gleichem oder sogar höherem Durchsatz. Viele Maschinenbauer erkennen das gerade und suchen einen starken Automatisierungspartner, der sie mit abgestimmten Lösungen unterstützt. Entsprechend hoch ist die Nachfrage.

Jetzt, da die Wirtschaft gerade nicht so brummt, ist auch Zeit für die Definition der nächsten Maschinengeneration.

Markus Sandhöfner: Genau. Bislang waren die Ingenieure hauptsächlich damit beschäftigt, Anpassungskonstruktionen und -programmierungen für laufende Aufträge umzusetzen. Aktuell haben diese Technologen mehr Zeit. In Kombination mit der Notwendigkeit, Innovationen auf den Markt zu bekommen, um die geänderten Marktanforderungen zu bedienen, sorgt das für reges Interesse an unserer Gesamtlösung.

Jetzt ist die optimale Zeit für Maschinenbauer, intensiv darüber nachzudenken, Innovationen und Alleinstellungsmerkmale zu erarbeiten. Mit der Flexibilisierung der Maschine können sie sich für die sich gerade stark ändernden Anforderungen ihrer Kunden optimal positionieren.

Das Interview führte IEE-Chefredakteur Stefan Kuppinger

(sk)

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