Robotikkern für flexible Handling-Aufgaben
Das Kernprinzip des Rundlaufsystems basiert auf Portalen, die die Platten nach dem ersten Längs- oder Kopfschnitt drehen und über Bürstentische, die als Puffer dienen, zum nächsten Sägeschnitt weitertransportieren – prinzipiell ist durch das Rundlaufkonzept eine Verbesserung der Schnittpläne in mehrere Ebenen möglich. Sind die Teile fertig, schleust sie erneut ein Portal aus für die weitere Verarbeitung. Bei der Konzeption der Portale haben Schelling und Lenze die FAST-Softwaremodule zum Einsatz gebracht. Hierbei handelt es sich um einen vollwertigen Robotikkern für schnelle und flexible Handhabungsaufgaben, der auch ohne spezielle Kenntnisse in der Robotik nutzbar ist. Die generelle Aufgabe besteht darin, die Säge schnell mit den richtigen Platten zu versorgen und diese beim schnellen Abtransport so zu positionieren, dass sie sich bestmöglich weiterverarbeiten lassen. Das geschieht unter Berücksichtigung der aktuellen Teilegrößen und des zur Verfügung stehenden Pufferplatzes. Das bedeutet: Für jedes Teil muss eine eigene Bahn berechnet werden. „Die Sägelinie muss so schnell wie möglich wieder frei werden, um eine optimale Leistung zu garantieren“, fasst Nußbaumer zusammen.
Bahnprofile einfach anpassen
Wo liegen die Vorteile von mehrachskoordinierten Bahnprofilen im Vergleich zu ablaufgesteuerten Einzelachsbewegungen von XYZ-Portalen? Das Beispiel Schelling zeigt, dass es vor allem die koordinierten Bewegungen im Raum sind, die das Portal schneller und die Fahrkurven wesentlich sanfter machen. Daraus folgen höhere Taktzahlen, weil maximale Endlagen nicht mehr angefahren werden und das Portal generell wegeoptimiert unterwegs ist. Weil die Fahrachsverbesserungen gleichbedeutend sind mit Zeitersparnis, kann das Portal langsamer fahren und kommt dennoch genauso schnell zum Ziel. Daraus folgt der Rückschluss, dass die Antriebe weniger Leistung benötigen und damit kleiner und preiswerter ausgelegt werden können. Der Effekt: sinkender Stromverbrauch und eine insgesamt leichtere Maschinenkonstruktion. Eine besondere Anforderung an die Lösung bei Schelling besteht darin, die Bewegung der Werkstücke im Raum so auszulegen, dass Hindernisse im Arbeitsraum möglichst schnell umfahren werden können – auch wenn der Portalroboter lange Werkstücke bewegen muss. Das wird durch eine flexible werkstückabhängige Bahnplanung erreicht. Für den Transport in der Horizontalen sind die Tische mit Bürsten ausgestattet, auf denen die Platten kratzfrei entlanggleiten. Dies spart teure Unterdrucksysteme, die schwere Platten mit Saugnäpfen anheben. Die Bewegungsführung mit dem standardisierten Pick&Place-Modul für Portalroboter bringt klare Vorteile. Die Software deckt einen Großteil der Funktionen dieser Applikation ab. Welche Bahnen ein Portalroboter in der Praxis jeweils zu fahren hat, kann im Standardfall mit dem Modul oder mit den standardisierten Bewegungsbefehlen der PLCopen Part 4 realisiert werden. Die Vorteile: Zeitgewinn und Kosteneinsparungen, weil ein tiefergehender Einstieg in die Programmierung der Bewegungssteuerung nicht notwendig ist, eine verbesserte Softwarequalität durch strukturierte Programmierung sowie eine einfache Wiederverwendung. Da auch spezifische Funktionen unkompliziert integriert werden können, kann das Softwaremodul Pick&Place einfach an die Besonderheiten einer Applikation angepasst werden.
Effizientes Mehrachssystem
Verarbeitet werden die Bahnen vom Lenze Motion Controller 3200C, der per Ethercat mit den angeschlossenen Lenze-Servoumrichtern kommuniziert. Schelling nutzt für die antriebstechnische Umsetzung die Lenze-Servoregler i700. Die Geräte sind spezialisiert auf koordinierte Mehrachsbewegungen und kommen im Sägezentrum von Schelling mit einem zentralen Einspeisemodul zum Einsatz. Auf diese Weise werden die Servoregler direkt über den DC-Verbund versorgt – was durch einen Energieaustausch zwischen den einzelnen Umrichtern die Energieeffizienz verbessert und gleichzeitig einen kompakten Schaltschrankaufbau ermöglicht. Weil der Lenze Motion Controller 3200C neben der Bewegungssteuerung gleichzeitig als Schnittstelle zur überlagerten Anlagensteuerung dient, steht das Sägezentrum mit dem Produktionsplanungssystem in Verbindung, über das auch die Schnittgeometrien erzeugt werden. Damit gewährleistet Schelling die Ziele von Industrie 4.0 in Richtung einer vernetzten Produktion, die sich ganzheitlich verbessern lässt. „Wir denken immer mehr in mechatronischen Maschinenmodulen aus Mechanik, Elektronik und Software, die wir für andere Projekte wiederverwenden können. Deshalb brauchen wir Komplettanbieter, die uns auch bei der Softwareentwicklung unterstützen“, beschreibt Nußbaumer die Zusammenarbeit mit Lenze.
