Automatisierungslösungen

Nachhaltiges Praktikum

Software zur Roboter-Parametrierung
Dank der grafischen Visualisierung kann sich der Bediener ein umfassendes Bild von der Anlage machen.
Der Begriff „Praktikant“ ist heute leider in mehrfacher Hinsicht negativ belastet. Ganz anders sieht es bei der Firma Keller HCW aus. Hier werden Praktikanten in ihrer Diplomphase mit der Aufgabe betraut, ein Programm zur Prozessvisualisierung sowie Parametrierung von SPS-gesteuerten Robotersetz- und -entladeanlagen zu entwickeln. Sie sammelten dabei Erfahrungen, die ihnen beim anschließenden Berufsstart sehr zugutekommen.

Die Firma Keller HCW in Ibbenbüren bietet Studenten verschiedener Fachrichtungen die Möglichkeit, Praxissemester in Verbindung mit Diplomarbeiten durchzuführen. Hauptziel der Diplomarbeiten war es, den Besatz einer Robotersetz- und -entladeanlage dreidimensional darzustellen. Dabei sollte zum einen ein visueller Eindruck beim Bediener erweckt werden, zum anderen aber auch die Möglichkeit vorhanden sein, vorzeitig auf offensichtliche Fehleingaben reagieren zu können.

Zur Parametrierung von Robotersetzanlagen sollten Diplomanden der FH Osnabrück Software mit Java3D entwickeln. Diese Gelegenheit nahmen Christian Deddens und Christian Linkemeyer, beide Studenten des Fachbereichs Ingenieurwissenschaften und Informatik, bei der Firma Keller wahr. Gemeinsam erstellten sie eine Diplomarbeit zum Thema „Grafische 3D-Oberfläche zur Parametrierung von Robotersetzanlagen“ (gekürzt).

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Grafische Animation

Auf Basis der erstellten Software wurde von einem Diplomanden der FH Steinfurt eine grafische Animation der Robotersetzanlage, integriert in der WinCC-Visualisierung, realisiert. Man kann damit die Zustände der überwachten Robotersetzanlage auf einen Blick erfassen und anhand einer 3D-Darstellung Robotertakte parametrieren. Dieser Aufgabe nahm sich Eugen Neb an; er ist Student der Maschinenbauinformatik. Das Thema seiner Diplomarbeit lautet „Benutzerschnittstelle zur Prozessvisualisierung und Parametrierung von SPS-gesteuerten Robotersetzanlagen“ (gekürzt).

Die Studenten erstellten eine Applikation zur grafischen Erzeugung von Besatzschemata für Robotersetzanlagen. Aus den Daten eines Besatzes werden automatisch Roboterprogramme erstellt und per Ethernet zum Roboter übertragen. Die Roboterprogramme werden dann in das bestehende Programmpaket der Robotersteuerung eingebunden. Ein neu erstellter Besatz kann somit vom Roboter auf einen Tunnelofenwagen gesetzt werden. Die Applikation wird bei Robotersetz- und -entladeanlagen eingesetzt und unterstützt das Personal einer Ziegelei bei der Besatzerstellung. Das Programm der Applikation läuft auf einem Windows-PC. Die Erstellung und der Test eines Besatzes können offline am PC erfolgen.

Wird der bereits zum Roboter gesendete Besatz gerade abgearbeitet, kann der aktuelle Robotertakt aus der SPS ausgelesen und in der Anlagenvisualisierung animiert werden. Andererseits ist es auch möglich, anhand der Grafik einen Takt auszuwählen und diesen den Robotern als nächsten Arbeitsschritt mitzuteilen (Taktkorrektur). Die dynamische Visualisierung des Besatzaufbaus bietet dem Benutzer eine Überprüfungsmöglichkeit des korrekten Arbeitsablaufs der Robotersetz- und -entladeanlagen. Der in der Visualisierung eingesetzte Programmteil wurde für einen TouchPanel-PC ausgelegt.

Keine Fehleingaben

Mit Hilfe der Benutzeroberfläche der Applikation (Keller-VisualRobotics) können Besätze leicht erzeugt, editiert und gespeichert werden. Weiterhin ist es möglich, Besätze zu kopieren oder zu löschen. Um einen Besatz ausarbeiten zu können, müssen zuvor Greiferladungen definiert werden. Sie können dann an die gewünschte Position in der Benutzeroberfläche platziert werden, um einen vollständigen Besatz aufzubauen. Ist der Besatz vollständig konfiguriert, können die Daten über das Netzwerk zum Roboter übertragen werden. Die 2D- und 3D-Ansichten des Besatzes bieten dem Bediener eine grafische Unterstützung und erleichtern die Parametrierung. Änderungen der Position von Ziegelreihen, Greiferladungen und Besatzschichten lassen sich optisch verfolgen. Dadurch werden Fehleingaben vermieden, und es ist eine Kontrolle darüber vorhanden, ob sich der Besatz nach den gewünschten Vorstellungen aufbaut.

Anhand der integrierten Benutzeroberfläche in der Anlagenvisualisierung wird mittels der in der SQL-Datenbank abgespeicherten Formatdaten der entsprechende Besatz während des Betriebs dargestellt und die aktuellen Arbeitsschritte der Roboter animiert. Die Übermittlung der SPS-Daten erfolgt zyklisch und berechtigt bei Störungen die Durchführung einer Taktkorrektur. Das ermöglicht es dem Bediener, das Programm neben dem reinen Einsatz zur Visualisierung auch zur Parametrierung von Robotersetz- und -ent- ladeanlagen anzuwenden. Anhand der animierten 2D- und 3D-Grafik kann sich der Bediener entfernt von der Anlage ein umfassendes Bild über die Lage vor Ort machen ohne sich vorher mit einem neuen Format auseinanderzusetzen. Die Anwendung lässt sich über die vorhandene WinCC-Visualisierung bedienen oder als Standalone-Version aufrufen. PR/gm

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