Roboter Programmieren und Bedienen über die CNC-Steuerung einer Werkzeugmaschine

Bei der Werkzeugmaschinenautomation werden seitens einiger CNC-Steuerungsanbieter und Roboterhersteller sogenannte integrierte Lösungen angeboten. Unter unterschiedlichen Produktnamen geht es dabei um die Möglichkeit den Industrieroboter, der für die Automation verwendet wird, über die CNC-Steuerung der Werkzeugmaschine zu bedienen, zu visualisieren und zu programmieren. Dabei gibt es keinen Standard über unterschiedliche Hersteller hinweg, sondern einige wenige Kombinationen, die miteinander funktionieren.

Bevor man die technischen Möglichkeiten näher betrachtet und bewertet, sollte man sich zunächst die Frage stellen, wer die Player in diesem Spiel sind und welche Motive dabei eine Rolle spielen. Im Wesentlichen sind dabei die CNC-Anbieter Fanuc und Siemens aktiv, auf der Roboterseite ebenfalls Fanuc sowie Kuka. Dabei bietet Fanuc eine Lösung für Roboter aus dem eigenen Hause, Siemens zusammen mit Kuka bildet den Gegenpol, die in Kombination aus Sinumerik und Kuka-Steuerung funktioniert. Der Hintergrund ist klar: wenn Anwender in dem Angebot einen Nutzen erkennen und sich dafür entscheiden, steigt automatisch die Verbreitung der jeweiligen Kombination und der Marktanteil. Gleichzeitig die Bindung der Kunden bei Kaufentscheidungen in der Zukunft.

Weiterhin sind da noch die Werkzeugmaschinenhersteller, die an einer der beiden Kombinationen nur bedingtes oder gar kein Interesse haben, da sie sich auf diese Art und Weise auf eine Kombination aus CNC-Lieferant und Roboterlieferant festlegen müssten. Damit würde aber die Möglichkeit fehlen, auf Wünsche und Vorgaben von Kunden einzugehen und man würde sich in eine schlechtere Position beim Einkauf der Kernkomponenten begeben.

Im Wesentlichen geht es bei den integrierten Lösungen darum, dass Zustände, Fehlermeldungen, Achspositionen usw. auf der Maschinen-Steuerung dargestellt werden. Außerdem kann der Roboter über die CNC-Steuerung bewegt und, in gewissen Grenzen, programmiert werden. Dem Bediener der Gesamtanlage soll somit die Möglichkeit gegeben werden, über die bekannte Maschinensteuerung die Kernkomponente der Automation, den Roboter, mit zu steuern und zu bedienen. Das Erlernen einer zweiten Bedieneroberfläche sowie Programmiersprache soll entfallen. Die Bahnplanung der Roboterachsen sowie die komplette Kontrolle der Roboterbewegungen bleibt dabei in der Robotersteuerung, es ist also zusätzlich Hard- und oder Software erforderlich, es kann keine Hardware eingespart werden. Es ergeben sich also keine Einsparungen, eher zusätzliche Kosten.

Grundsätzlich ist es sicher von Vorteil, dass die Bedienung des Gesamtsystems vereinfacht wird und das wiederum erhöht die Akzeptanz und reduziert das Fehlerpotenzial bei der Bedienung der Automation. Ebenso bietet die Visualisierung des Status der Automation auf dem CNC-Bildschirm eine einfache und übersichtliche Möglichkeit, die Gesamtanlage im Blick zu behalten. Einfache Bewegungen des Roboters werden auch möglich sein, jedoch ist spätestens ab hier Roboter-KnowHow in der gleichen Tiefe erforderlich wie bei der Bewegung über das Programmierhandgerät. Eine Erstellung des gesamten Roboterprogramms einer Maschinenautomation aber ist über die CNC-Oberfläche extremst unkomfortabel und einige robotertypische Befehle und Abläufe sind nicht möglich.

Es bleiben die gleichen Hardware-Kosten, wie bei getrennten Systemen, durch zusätzliche Software-Optionen entstehen zusätzliche Kosten. Gleichzeitig muss man sich für eine Kombination aus CNC-Steuerung und Roboter entscheiden, schränkt sich also dadurch sehr ein, und müsste bei der Nachrüstung von bestehenden Maschinen die Maschinensteuerung austauschen oder erweitern um die Funktionalität nutzen zu können.

Wir haben uns bei EGS sehr frühzeitig mit der Kombination Siemens-Kuka beschäftigt, haben dazu extra eine CNC-Steuerung angeschafft und mit einem Kuka-Roboter mit mxAutomation getestet.

Fazit: eher Trend-Thema als Mehrwert.