Parametrierung per HMI-Wizard und App

Mehr Komfort beim Greifen

Schneller zur passend parametrierten Greifanwendung: Darauf zielt die Zimmer Group mit einer Kombination aus mechatronischer Hardware, standardisierten Kommunikations- und Softwareschnittstellen sowie intuitiv nutzbarer Wizards und Apps ab. Wie diese Tool Chain genau aussieht und welche Vorteile sie dem Anwender eröffnet – das verrät Produktmanager Mirco Metzner im Gespräch mit ROBOTIK UND PRODUKTION.

Produktmanager Mirco Metzner macht es vor: Die Greifer der Match-Plattform lassen sich schnell und werkzeuglos wechseln. (Bild: Zimmer GmbH)

Auf der Automatica in München zeigt die Zimmer Group die Comfort App in vollem Umfang und stellt zudem einige neue Funktionen vor. Weitere Informationen und alle Details gibt es direkt auf dem Messestand.

Die Robotik ist aktuell stark in Bewegung – vor allem im Segment der Leichtbaukinematiken und Cobots. Immer mehr Anbieter und Modelle werden auf dem Markt vorgestellt. Jedoch sind die Schnittstellen ebenso vielfältig wie die Ausprägung der Roboter. Ein allgemein verbindlicher Standard existiert nicht und ist derzeit auch nicht absehbar. Die Zimmer Group setzt deshalb bei mechatronischen Greifern bereits seit 2013 auf IO-Link.

Die Comfort App zur Ansteuerung des Greifers läuft direkt auf dem Bedien-Panel des jeweiligen Roboters. (Bild: Zimmer GmbH)

Schnell und einfach Greifer wechseln

Parallel etabliert sich auf dem Markt der Anwenderanspruch, Roboterlösungen möglichst unkompliziert und ohne Expertenwissen aufzusetzen, in Betrieb zu nehmen und zu überwachen. Mit der Kombination aus Match-Plattform und SCM-Modul hat Zimmer auf Seite der Mechatronik eine exakt darauf abzielende Lösung geschaffen. Das Versprechen des Anbieters: Schnell und einfach Endeffektoren tauschen samt integrierter automatischer Erkennung. Die Schnittstelle zwischen Robotercontroller und Endeffektor sowie die flexible Einrichtung der Greifparameter übernehmen intuitive Software Tools. „Durch den Sensor/Aktor-Standard IO-Link kann sich der Anwender über unsere gesamte Tool Chain auf eine Schnittstelle konzentrieren“, betont Mirco Metzner, Produktmanager bei der Zimmer Group.

Mit der Plattform Match lassen sich neben mechatronischen Greifern von Zimmer auch Vakuumaktuatoren der Firma Schmalz adaptieren. Über die integrierte Wechselschnittstelle ist es möglich, Greifer werkzeuglos von Hand oder auch automatisiert auszutauschen. Die Match-Greifer umfassen neben integrierten Aktoren und Sensorik auch die Elektronik sowie den Controller. „Es handelt sich hierbei um ein geschlossenes, mechatronisches System“, unterstreicht Metzner. Dabei kommt wiederum das Smart Communication Modul (SCM) ins Spiel. Mitsamt der Inbetriebnahme-Software GuideZ sorgt es für eine einfache Parametrierung und Inbetriebnahme. Zudem lassen sich weitere Vorteile von IO-Link-Komponenten nutzen. Das SCM ist in zwei Ausführungen verfügbar – als klassisches Elektronikmodul für die Schaltschrankmontage in IP20 oder für den direkten Verbau am Roboterflansch mit höherer Schutzart. Beide Versionen sind für zwei IO-Link-Komponenten ausgelegt und können deren Parameter programmieren. Dabei übernehmen sie permanent die Umwandlung der Information von digital I/O auf IO-Link und wieder zurück. Während der Parametrierung benötigen sie zusätzlich eine temporäre Ethernet-Verbindung. Somit ist es trotz der relativ begrenzten Fähigkeiten einer digitalen I/O-Übertragungsinfrastruktur möglich, alle IO-Link-Komponenten von Zimmer zu nutzen.

Alle Funktionen des Greifers (z.B. Umschaltpunkte, Geschwindigkeiten oder Toleranzwerte) lassen sich über diese Schnittstelle einstellen, egal ob einfache Vor- bzw. Umpositionierung oder Bewegung im Kraftbetrieb. „Um den Datenaustausch über die I/Os möglichst gering zu halten, werden alle Parameter von außen eingespielt“, sagt Metzner. Über die einheitliche Schnittstelle deckt Zimmer praktisch alle Roboter ab. „Begonnen haben wir mit Universal Robots“, blickt der Produktmanager zurück. Mittlerweile seien SCM-Varianten für Yaskawa, Denso, ABB, Fanuc und Yuanda ebenfalls verfügbar. „Match richtet sich aber nicht nur an ein breites Cobot-Spektrum, sondern auch an klassische Roboteranwendungen bis 25kg Traglast. Das Smart Communication Modul und die Match-Plattform ergänzen sich perfekt, da sie zusammen die zwei wichtigsten Wirkebenen abdecken: standardisierter Werkzeugwechsel und standardisierte Kommunikation“, unterstreicht Metzner. Das sei dann letztlich auch die Basis für die einfache Parametrierung der Greifanwendung.

Der Nutzer parametriert seine spezifische Anwendung mit wenigen Klicks exakt nach Maß. (Bild: Zimmer GmbH)

Intuitive Software

Dafür stellt die Zimmer Group auch die passenden Software Tools bereit. Die Comfort App läuft zur Ansteuerung des Greifers direkt auf dem Bedien-Panel des jeweiligen Roboters, bleibt aber von der proprietären Steuerung entkoppelt. „Die Zimmer HMI GuideZ ist der Enabler für den Betrieb eines SCM-Moduls“, erklärt Mirco Metzner. Das Modul übernimmt dann die komplette Kommunikation zum smarten Greifer. Ist der Einsatz eines Greiferbahnhofs oder -wechslers geplant, lassen sich verschiedene Parametersätze in der Comfort App hinterlegen. Ein zentraler Punkt: Bei der Einrichtung der App werden nur rudimentäre Basisvoraussetzungen und Greifereigenschaften abgefragt. „Alle Details werden dann über die HMI-Software GuideZ geklärt. Und auch das lässt sich im Handumdrehen erledigen“, versichert Metzner.

Das Vorgehen mit der Comfort App und dem HMI-Tool GuideZ unterscheidet sich stark vom dem, das der Anwender aus klassischen Applikationen kennt: Er kann sich in wenigen Schritten durch die Inbetriebnahme bzw. die Werkstückrezeptur klicken. Anschließend ist der Greifer sofort einsatzbereit. „GuideZ ist unser Benchmark dafür, wie modern und einfach man einen Greifer einteachen kann“, fährt Metzner fort. Das Wizard Tool ermöglicht eine benutzergeführte Implementierung und Inbetriebnahme, ohne dass der Anwender tiefgehende Programmier- oder Expertenkenntnisse mitbringen muss. Die einzige Voraussetzung: Ein handelsüblicher Windows-Rechner, der über die Ethernet-Schnittstelle am SCM angeschlossen wird. Das HMI-Tool scannt automatisch alle Teilnehmer und erkennt entsprechend das angeschlossene Smart Communication Modul und den jeweiligen Greifer. Anschließend geht es in nur sieben Schritten zur fertigen Applikation:

1. Referenzfahrt des Greifers und An- fahrt der äußeren Endlage
2. Auswahl zwischen Außen- oder Innengreifen
3. Abfrage des passenden Greifpunkts (über den integrierten Kraftsensor direkt am Werkstück möglich)
4. Toleranzwerte für den Greifprozess festlegen (auch für einfache Qualitätskontrollen nutzbar)
5. Greifkraft in Prozent einstellen
6. Greifgeschwindigkeit in Prozent einstellen
7. Parameter im SCM direkt abspeichern

„Der Anwender parametriert seine spezifische Anwendung mit wenigen Schritten exakt nach Maß“, verspricht Mirco Metzner. „Ohne dass er sich mit den jeweiligen Stellgrößen wirklich beschäftigen oder auskennen muss. Man kann sich einfach durchklicken!“ Nach jedem Schritt kann der Anwender testen, ob sein Prozess funktioniert. Bis zu 15 Greifprozesse lassen sich für die Anwendung in Serie verketten und im Roboterprogramm miteinander verknüpfen. Wenn der Anwender doch traditionelle Vorgehensweisen bevorzugt, kann er in der HMI-Software auf die Expertenansicht umschalten und alle Parameter einzeln auf die klassische Weise eingeben oder anpassen. Ein Umschalten von Wizard- und Expert-Modus ist jederzeit möglich. Die Zimmer Group wurde 1980 durch die Brüder Martin und Günther Zimmer in Rheinau gegründet. Das Unternehmen, das mittlerweile weltweit mehr als 1.200 Mitarbeiter beschäftigt und einen Jahresumsatz von rund 165Mio.€ verzeichnt, hat seine über Jahrzehnte gewachsenen Kompetenzen in sechs Technologiebereichen gebündelt: Handhabungstechnik, Dämpfungstechnik (für industrielle Anwendungen sowie für Möbel), Lineartechnik, Verfahrenstechnik, Maschinentechnik und Systemtechnik.

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