Keba: Steuerungstechnik für Roboter Vielzahl an Robotermechaniken steuern

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Zum umfangreichen Testen seiner von spezifischen Steuerungen unabhängig verwirklichten Robotmechaniken nutzt der Hersteller Autonox Robotics, Willstätt, die nach ISO 10218 sicheren Steuerungen «KeMotion» von Keba.

Die Wege von Keba und Autonox Robotics kreuzten sich im Jahr 2016. Das im Jahr 2002 gegründete deutsche Unternehmen mit Sitz im baden-württembergischen Willstätt verstärkt vor der Herausforderung seine steuerungsunabhängigen Robotermechaniken mit geeigneten Steuerungen zu testen. Durch das schnell wachsende Portfolio und damit verbundene Dauerläufe waren zur Verfügung stehende Steuerungen schnell Mangelware. Betriebsleiter Clemens Ratajczak erinnert sich: «Wir kamen in zweierlei Hinsicht an unsere Grenzen. Zum einen konnten wir mit den vorhandenen Steuerungen und darin eingebauten kleinen Antriebsreglern die Motoren neuer Entwicklungen für höhere Traglasten nicht mehr ansteuern und zum anderen wurden aufgrund des schnellen Wachstums im Portfolio weitere Steuerungen nötig, um alle Dauerläufe abdecken zu können. Es musste also ein weiterer Steuerungsschrank her, der unter anderem mit Robotersteuerung und Antriebstechnik ‹KeDrive D3› ausgestattet ist. Er sollte möglichst alle Kinematik-Modelle und Motorvarianten, die es zu diesem Zeitpunkt in unserem Portfolio gab, abdecken. In enger Abstimmung mit Keba konnten wir einen dafür passenden Schaltschrank definieren – sprichwörtlich eine eierlegende Wollmilchsau.»

Universell und flexibel

Bereits in der ersten gemeinsamen Projektphase konnten wichtige Fortschritte erzielt werden. Die Zusammenarbeit mit Keba unterstützte Autonox dabei, frühzeitig eine Vielzahl unterschiedlicher Robotertypen in praxisnahen Anwendungsszenarien zu betreiben. Dies trug dazu bei, das Portfolio im Hinblick auf Leistung und Qualität abzusichern. Der neue Steuerungsschrank unterstützte sowohl 2-Achs- als auch 6-Achs-Mechaniken, unterschiedliche Motorausführungen und bot damit die ideale Grundlage, um Mechaniken systematisch zu erproben. Diese flexible Auslegung des Schaltschranks ermöglichte realitätsnahe Tests unter unterschiedlichen Bedingungen und Anforderungen. Clemens Ratajczak sagt: «Auch als Hersteller reiner Robotermechaniken sind Steuerungsschränke und damit verbundene Partnerschaften wie die mit Keba essenziell, um die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit unserer Entwicklungen validieren und bestätigen zu können.»

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Schnell durch Simulation

Ein gemeinschaftliches Kundenprojekt, einer Roboter-Zelle mit 4-Achs-Deltaroboter mit 3 kg Traglast, konnte innerhalb von zwei Monaten umgesetzt werden. Keba trug eine offene und skalierbare Robotiksteuerung und Servomotoren bei, für bislang unerreicht kleine Schaltschrank-Abmessungen bei maximaler Performance. Der Schaltschrank war dank des kompakten «KeDrive D3»-System etwa 50 Prozent kleiner als andere bei vergleichbarer Antriebstechnik-Performance, Die Vorbereitungen für die reale Umsetzung basierten bei Keba zunächst auf Simulationsebene mit der Software «KeStudio».

Das sensationelle Ergebnis wurde nach nur zwei Tagen Optimierungsarbeit an der Testmaschine erreicht. Die Delta-Mechanik mit Doppelgreifer und Steuerung erreichte schnell und ruckfrei 170 Produkte pro Minute. Vergleichbare Roboter schafften bisher nur 130 Produkte in der Minute. Dazu trug das Indexing-Belt bei. Die Steuerungen des österreichischen Herstellers arbeiten mit ihm wie mit üblichen Servoachsen. Zusätzlich steht eine Funktion für taktsynchrone Bewegungslogik zur Verfügung. Dank integrierter Tracking-Funktionen arbeitet der Roboter nahtlos mit. Das Gesamtsystem erreicht hohe Taktraten bei präziser Positionierung.

Offen und modular

Autonox war von Anfang an überzeugt, dass die Weiterentwicklung der Industrierobotik entscheidend durch offene Robotersysteme vorangetrieben wird. Ratajczak erklärt: «Nur offene Systeme ermöglichen die flexible Integration und die kontinuierliche Weiterentwicklung einzelner Komponenten. Sie schaffen die Basis für den Austausch und die Zusammenarbeit zwischen unterschiedlichen Entwicklern und Technologien.» Geschlossene Systeme hingegen können die Innovationskraft einschränken, da sie Anpassungen und Erweiterungen erschweren. Offenheit und Modularität gelten als Schlüssel, damit die Robotik ihr volles Potenzial entfalten kann. Ein wesentlicher Vorteil offener Systeme liegt darin, das Anwender von der Expertise spezialisierter Partner profitieren. So konzentriert sich Keba auf die Entwicklung leistungsfähiger Steuerungstechnik, Autonox auf seine Stärken in der Konstruktion und Fertigung von Robotermechaniken. Diese klare Rollenverteilung schafft Vertrauen, bietet weitgehende Investitionssicherheit und sorgt für technologische Weiterentwicklung auf hohem Niveau.

Gemeinsam für die Praxis entwickeln

Die Kooperation zwischen Autonox und Keba wurde nach der erfolgreichen ersten Projektphase kontinuierlich fortgeführt. Weitere gemeinsame Kundenprojekte und Forschungsaktivitäten folgten, um die Leistungsfähigkeit und Benutzerfreundlichkeit der Systeme weiter zu optimieren. Die Kombinationen aus unterschiedlichen Produktvarianten der Kinematiken und leistungsstarken und flexiblen Steuerungen, Antriebssystemen und Bedienpanels erwies sich dabei als technisch robust und zuverlässig. Sie ermöglichen eine intuitive Bedienung und erfüllen hohe Anforderungen an die Systemstabilität.

Autonox erweitert fortlaufend seine Varianten unterschiedlicher Kinematiken, um wandelnden Anforderungen aus Industrieunternehmen gerecht zu werden und neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschliessen. Speziell für Pick-and-Place Anwendungen in den Branchen Lebensmittelverpackung, Pharma oder Konsumgüter verwirklichen die beiden spezifisch tätigen Hersteller gemeinsam zuverlässige, ausgereifte und sehr flexibel anpassbare Robotikpakete. Wegen der offenen Systeme bei Mechanik und Steuerungstechnik lassen sich die Roboter einfach in unterschiedliche Umgebungen integrieren und individualisieren.

(kmu)

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