Technologie von Rexroth macht Handlinggerät von Weiss bereit für Industrie 4.0-Lösungen

Technologie von Rexroth macht Handlinggerät von Weiss bereit für Industrie 4.0-Lösungen
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November 2017

 

Das Handlinggerät HP70 des Automatisierungsspezialisten WEISS ist blitzschnell – und perfekt für die vernetzte Produktion geeignet. Möglich macht das Open-Core-Technologie von Rexroth.

Wer dem Handlinggerät HP70 von WEISS GmbH zuschaut, dem kann ganz schön schwindlig werden: Blitzschnell schießt der Greifer nach vorne, hebt das Werkstück an, fährt hochdynamisch ein Stück zurück und legt es wieder ab. Hundertmal pro Minute wiederholt sich dieser Vorgang. Diese sogenannten Pick-and-Place-Anwendungen sind in der Produktion vieler Branchen im Einsatz, so auch in der Automotive-, Elektro- und Pharmaindustrie. Kurze Taktzeiten und eine hohe Produktivität der Maschinen sind in diesen Industrien unabdingbar. Hinzu kommt, dass diese Branchen ein variantenreiches Produktportfolio haben und flexible, Industrie-4.0-fähige Maschinenlösungen benötigen. All diese Anforderungen erfüllt das HP70 von WEISS.

Das 1967 gegründete Automatisierungsunternehmen mit Stammsitz in Buchen, etwa anderthalb Autostunden nördlich von Stuttgart, beschäftigt weltweit rund 400 Mitarbeiter. Neben Rundtischen und Linearmontagesystemen gehören Handlinglösungen zum Kerngeschäft des Mittelständlers. Mit dem HP70 hat der Spezialist ein kompaktes, hochpräzises und schnelles Handlinggerät entwickelt, das es so auf dem Markt zuvor nicht gab. Möglich machte dies auch Antriebs- und Steuerungstechnik von Rexroth.

Schlanke Lösung

Die Handlingmodule arbeiten mit nur zwei übereinander angeordneten Linearmotoren. Den Hub in der Z-Richtung erzeugt eine Verschiebung der Motoren zueinander. Damit heben oder senken sie einen Greifer über eine gemeinsame Mechanik um bis zu 70 Millimeter. Detlev Philipp, bei WEISS für Software und Antriebstechnik zuständig: „Für diese virtuelle Z-Achse haben wir über die Jahre eine komplexe Koordinatentransformation entwickelt und in der Programmiersprache C umgesetzt.“ WEISS benötigte daher Antriebs- und Steuerungssysteme, in die es dieses in Software gegossene Know-how problemlos integrieren konnte. Durch das Konstruktionsprinzip mit nur zwei Linearmotoren beanspruchen die HP70 einen lediglich 60 Millimeter breiten Bauraum.

Leichte Integration

Bei Rexroth hat WEISS die dafür passende Lösung gefunden: Die Servoantriebe IndraDrive mit integriertem Motion-Logic-System verfügen über eine Multi-Ethernet-Schnittstelle für alle gängigen Ethernet-Protokolle. WEISS kann seine aufwendig erstellte Software unkomliziert in die Antriebsfamilie IndraDrive implementieren. Möglich macht dies die Schnittstellentechnologie Open Core Interface for Drives von Rexroth. Die Technologie unterstützt eine Vielzahl an verschiedenen Programmiersprachen, Entwicklungsumgebungen und Betriebssystemen (siehe Kasten). Zusätzlich verfügen die Antriebe über einen integrierten Webserver, über den Anwender auf Parameter und Zustände zugreifen können. Es lassen sich aber auch kundenspezifische Webserver einsetzen. Dank dieser Technologie kann WEISS so die eigene Software integrieren, die das Unternehmen für die Inbetriebnahme, Diagnose und Bedienung neu entwickelt hat. Die Webtechnologie hat den Vorteil, dass sie von Endgeräten unabhängig ist und keinerlei Programme installiert werden müssen, da der komplette Dialog über Webbrowser-Oberflächen erfolgt. Und noch einen Vorteil hat die Antriebstechnik: WEISS benötigt keine separate Steuerungshardware und spart so Platz im Schaltschrank.

Bereit für Industrie 4.0

Das HP70 ist so angelegt, dass es sich auch in Industrie-4.0-Umgebungen einfügen lässt. Als frei programmierbares Modul passt es sich über einfache Softwarebefehle aus der vernetzten Umgebung sofort neuen Rahmenbedingungen an und schließt den Regelkreis dezentral. Die Rückmeldung zu Position, Prozesskräften und Geschwindigkeit unterstützt Industrie-4.0.-Ansätze zur Qualitätssicherung und zum digitalen Lebenszyklusmanagement. Damit können Anwender sämtliche Prozessdaten für jedes einzelne Produkt erfassen. Den nahtlosen Datenaustausch ermöglicht dabei die Multi-Ethernet-Schnittstelle des IndraDrive, die auf einer Hardware die gängigen Protokolle abdeckt. Die Schnittstelle eröffnet vielfältige Möglichkeiten der Kommunikation zwischen den Maschinen. Zudem rüstet WEISS in der Regel jedes Handlinggerät mit einer eigenen dezentralen Intelligenz aus. „Der Endanwender sieht dann immer direkt, welcher Regler zu welcher Achse gehört, und kann Probleme sehr schnell diagnostizieren“, sagt Tobias Frank, ebenfalls für Software und Antriebstechnik bei WEISS zuständig.

Einfach sicher

Gerade bei hochdynamischen Antrieben spielt Sicherheit eine große Rolle. „Unser Mindestlevel umfasst mindestens ‚Safe Torque Off‘ (STO). Mit der Safe Motion im IndraDrive erreichen wir auch den Sicherheitslevel SIL2“, hebt Detlev Philipp einen weiteren Vorteil hervor. IndraDrive stellt zertifizierte Sicherheitsfunktionen zur Verfügung und ermöglicht damit normgerechte Automationslösungen ohne Umweg über eine übergeordnete Steuerung. WEISS kann die Sicherheitsfunktionen somit ganz einfach parametrieren. Auch ein direkter Anschluss von aktiven Sicherheitselementen an IndraDrive ist möglich.

Die Kombination von Produktivität, normgerechter Sicherheit und Industrie-4.0.-Fähigkeit kommt bei den Kunden an: Das HP70 zählt zu den erfolgreichsten Produkten bei WEISS und der Umsatz wächst stetig.

Die Open-Core-Technologie

Mit Open Core Interface for Drives von Rexroth können Programmierer verschiedenste Betriebs- und Entwicklungssysteme nutzen und aus ihrer gewohnten Umgebung direkt auf das antriebsintegrierte Motion-Logic-System und Antriebsfunktionen der Antriebsfamilie IndraDrive zugreifen.

Unterstützte Betriebssysteme für Rexroth IndraDrive:

Windows (Microsoft), Linux, iOS (Apple), Android (Open Handset Alliance), Windows Phone (Microsoft)

Entwicklungsumgebungen:

Visual Studio (Microsoft), Office-Anwendungen (Excel, Word, PowerPoint) (Microsoft), Eclipse (Eclipse Foundation), Mono (Xamarin)

Programmiersprachen:

C#, C / C++, Visual Basic, Visual Basic for Applications, Java, JavaScript, G (LabVIEW), Matlab-Skriptsprache, Python, Node.js