Warum benötigen Roboter eine eigene Steuerung?

[Tmbiz]

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Hallo,

ich habe mal eine Frage zu Roboter. Mit Robotern meine ich z.B. Roboter die zum Schweißen oder Lackieren eingesetzt werden. Egal ob von KUKA oder ABB.

Mein Verständnis ist, dass in diesen Robotern Servoantriebe verbaut sind. Diese bewegen dann die einzelnen Elemente. Meine Vermutung ist nun, dass die Elektronik die mit den Robotern geliefert wird, ein Bearbeitungsprogramm ausführt. Ähnlich einer CNC Steuerung.

Wäre es auch möglich, einen Roboter ohne seine "eigene" Steuerung zu betreiben und z.B. eine NC Steuerung von Siemens zu nutzen? Also die Motoren des Roboters direkt von den Siemens NC zu steuern?

 

[DeltaMikeAir]

Natürlich ist das möglich, es werden dafür ja auch Komplettpaket mehrerer Hersteller angeboten. Es ist halt eine komplexe Angelegenheit. Viele denken ja, der Roboter fährt nur von A nach B aber das Gebiet ist sehr anspruchsvoll. Koordinatensystem, Justage, Homingfahrt, Positionen überschleifen, Handbetrieb.....

 

[Tmbiz]

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Grob gesagt, die Elektronik von den Herstellern ist auch eine Art "NC" Steuerung für den Roboter, die das Bearbeitungsprogramm ausführt. Danke für die Erklärung.

Kann man denn in jeder CNC Steuerung einfach die Parameter so hinterlegen, dass diese dann die Bahnen der Achsen selbst berechnet? Um mit einer Kombination von verschiedenen Armen einen Punkt zu erreichen, müssen doch ganz andere Wege gefahren werden, als mit einem Portal. Auch wenn das Bearbeitungsprogramm identisch ist.

 

[DeltaMikeAir]

Da musst du dich mal bei den Herstellern informieren. Hier z.B.:
https://new.siemens.com/global/de/produkte/automatisierung/systeme/cnc-sinumerik/technologien/robotics.html

 

[Ralle]

Die T-CPU von Siemens können inzwischen auch Kinematiken, also mehrere Achsen synchron steuern inkl. mehrerer Koordinatensysteme. (Ich glaube es waren bis zu 4 Achsen).
Auch Aufsychronisieren auf ein Band ist dabei. Die gibt es in verschiedenen Leistungsstufen.
Dazu hat Siemens auch Librarys und Beispielprogramme inkl. Falceplates für Comfort-Panels.
Ich programmiere gerade an einer kleineren Pick&Place-Anwendung, bin aber noch rel. am Anfang.
Die Beispielprogramme von Siemens laufen in PLCSIM und mit simuliertem Panel, man kann in der Kinematik auch die Bewegungen als 3D-Ansicht beobachten.
Das scheint mit schon sehr gut zu sein, wie gut es dann in der Praxis funktioniert, werde ich ich merken.
Vorteil wäre hierbei, dass man alles in TIA-Portal hat und sich nicht mit einer zweiten Steuerung, deren Programmierung und der Kommunikation damit herumschlagen muß.
Ich nutze Siemens-Antriebe, aber da das über Technologieobjekte läuft, müßten auch andere Antriebe funktionieren. Die mech. Abmaße muß man natürlich auch eingeben bzw. abbilden.

 

[det]

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Hallo,

Eine Fräse mit 3 Achsen hat eine kartesische Bahnsteuerung. Eine Roboter Steuerung muss die "Kinematische Transformation" (Winkel zu kartesisch) für 6 Achsen beherrschen. Das ist etwas komplizierter.

Grüße Detlef

 

[Ralle]

Hallo,

Eine Fräse mit 3 Achsen hat eine kartesische Bahnsteuerung. Eine Roboter Steuerung muss die "Kinematische Transformation" (Winkel zu kartesisch) für 6 Achsen beherrschen. Das ist etwas komplizierter.

Grüße Detlef

Nun ja, ein Tripod funktioniert sehr gut und Kinematische Transformation mit mehreren Werkzeug-Koordinatensystemen geht auch.
Denke die fehlenden Achsen sind auch irgendwann noch drin.

 

[Thomas_v2.1]

Die Beispielprogramme von Siemens laufen in PLCSIM und mit simuliertem Panel, man kann in der Kinematik auch die Bewegungen als 3D-Ansicht beobachten.
Das scheint mit schon sehr gut zu sein, wie gut es dann in der Praxis funktioniert, werde ich ich merken.

Welche Panel können denn 3D, die mit Unified?

 

[Peter Gedöns]

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Hallo,

Eine Fräse mit 3 Achsen hat eine kartesische Bahnsteuerung. Eine Roboter Steuerung muss die "Kinematische Transformation" (Winkel zu kartesisch) für 6 Achsen beherrschen. Das ist etwas komplizierter.

Grüße Detlef

Und du glaubst wirklich das eine CNC Steuerung keine Kinematische Transformation beherrscht ?
Fräsen haben auch durch aus mehr als 3 Achsen.

 

[Tmbiz]

Die T-CPU von Siemens können inzwischen auch Kinematiken, also mehrere Achsen synchron steuern inkl. mehrerer Koordinatensysteme. (Ich glaube es waren bis zu 4 Achsen).
Auch Aufsychronisieren auf ein Band ist dabei. Die gibt es in verschiedenen Leistungsstufen.
Dazu hat Siemens auch Librarys und Beispielprogramme inkl. Falceplates für Comfort-Panels.
Ich programmiere gerade an einer kleineren Pick&Place-Anwendung, bin aber noch rel. am Anfang.
Die Beispielprogramme von Siemens laufen in PLCSIM und mit simuliertem Panel, man kann in der Kinematik auch die Bewegungen als 3D-Ansicht beobachten.
Das scheint mit schon sehr gut zu sein, wie gut es dann in der Praxis funktioniert, werde ich ich merken.
Vorteil wäre hierbei, dass man alles in TIA-Portal hat und sich nicht mit einer zweiten Steuerung, deren Programmierung und der Kommunikation damit herumschlagen muß.
Ich nutze Siemens-Antriebe, aber da das über Technologieobjekte läuft, müßten auch andere Antriebe funktionieren. Die mech. Abmaße muß man natürlich auch eingeben bzw. abbilden.

Kann man denn bei der T-CPU ein Bearbeitungsprogramm wie bei einer CNC laden und das abarbeiten lassen?

 

[Ralle]

Welche Panel können denn 3D, die mit Unified?

Da hab ich mich vieleicht mißverständlich ausgedrückt. Nicht auf dem Panel.
Wenn du im TIA-Portal ein TO-Kinematikobjekt anlegst, gibt es dann darunter einen Eintrag "Trace".
Dort wird die Kinematik abgebildet und du kannst sie online auch beobachten. Dabei kannst du sie im Raum drehen, also 3D auf einem 2D Bildschirm.

 

[Ralle]

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Kann man denn bei der T-CPU ein Bearbeitungsprogramm wie bei einer CNC laden und das abarbeiten lassen?

Es gibt einen FB G-Code. In der Demo ist auch ein Beispiel dabei.
Dort kann man eine Datei mit G-Code laden und die Kinematik berechnet das und führt es aus.
Ob und wie das eingeschränkt ist, kann ich dir nicht sagen, aber bei den Librarys sind auch PDF-Dokus in englisch dabei.

 

[Tmbiz]

Ich habe mal geschaut und die T-CPU kann bis 4 Achsen antreiben und den G-Code verarbeiten. Ich kann aber leider nicht erkennen, ob die T-CPU auch interpolierend fahren kann. Also eine z.B. einen Kreis mit dem Werkzeug ausführen.

 

[LargoD]

Wenn die T-CPU G-Codes ausführen kann, dann muss interpoliert werden. Zu den elementaren G-Codes gehören Geraden, Kreisbögen usw.
Gruß
Erich

 

[Peter Gedöns]

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vieleicht ist das etwas was du suchst

SINUMERIK MCU 1720
SINUMERIK MC: die offene CNC für Holz-, Glas-, Steinbearbeitungsmaschinen und Sondertechnologien

Die SINUMERIK MC ist die ideale Steuerung für Maschinenlösungen mit individueller Bedienoberfläche und hohem Anspruch an die Bewegungsführung mit G-Code.
Die CNC-Steuerung SINUMERIK MC ermöglicht durch das Betriebssystems Windows 10 die einfache Einbindung individueller Software zur Steuerung und Bedienung von Bearbeitungsmaschinen.
Das offene Bedienkonzept und die umfangreichen Schnittstellen machen die SINUMERIK MC zu einer durchgängigen und offenen Steuerung, die sich mühelos in vorhandene Maschinenlösungen integrieren lässt. Mit der neuesten Generation des bewährten SINUMERIK NC-Kerns ist sie optimal ausgestattet, um die Anforderungen spezifischer Branchen zu erfüllen. Sie ermöglicht genaueste Bewegungsführung und – über die G-Code-Programmierung – Freiheit und Flexibilität bei der Maschinensteuerung.
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[DeltaMikeAir]

vieleicht ist das etwas was du suchst

Hallo Peter,

das Gerät kenne ich auch noch nicht. Was ist hier der Unterschied zur neuen Sinumerik One? Könntest du kurz die Unterschiede erläutern
bzw. die Einsatzgebiete der One / 1720

Vielen Dank

 

[Ralle]

Ich habe mal geschaut und die T-CPU kann bis 4 Achsen antreiben und den G-Code verarbeiten. Ich kann aber leider nicht erkennen, ob die T-CPU auch interpolierend fahren kann. Also eine z.B. einen Kreis mit dem Werkzeug ausführen.

Lade dir doch mal die Kinematik Library oder zumindest die PDF.
Da sind die Beispiele erläutert.
In einem Beispiel schreiben die das Wort "SIEMENS", also Geraden und Kreisbögen. Probier es einfach selbst, wenn du TIA V15.1 oder V16 hast.
Man kann auch mehrere Punkte angeben und die Bahn dann verschleifen lassen.

 

[Peter Gedöns]

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Das ist ein IPC (welcher kann ich grad nicht sagen) , auf den wir einen NCK draufgeschraubt haben.
Da ist kein HMI dabei also kein Operate , die HMI kann dann mit WINCC oder mit dem Programmierpaket selbst geschrieben werden.
Hat kein X120 aber sonst alles wie die ONE .

ist halt für die Bereiche angeben sind gedacht

 

[det]

Hallo,

Nun ja, ein Tripod funktioniert sehr gut und Kinematische Transformation mit mehreren Werkzeug-Koordinatensystemen geht auch.
Denke die fehlenden Achsen sind auch irgendwann noch drin.

Bei Tripods werden lineare Bewegungen in kartesisch umgerechnet. Für 3 Achsen halt.

Und du glaubst wirklich das eine CNC Steuerung keine Kinematische Transformation beherrscht ?
Fräsen haben auch durch aus mehr als 3 Achsen.

Bei einer 5 Achs Fräse hat man 3 Achsen die nur Kartesisch verfahren. Die anderen Beiden fahren Winkel.

Beim Roboter fahren alle Achsen Winkelwerte die in kartesische Koordinaten umgerechnet werden. Die Genauigkeit liegt i. a. bei 0,1mm. Die Encoder Werte werden eingelesen und mit der Sollposition verglichen und das alles mit 6 verschiedenen Achsgeschwindigkeiten. Der TCP wird mit verrechnet. Meist können die Steuerungen 2 oder mehr Kinematiken gleichzeitig berechnen. Das Problem der Singularität kennt auch nur der Roboter. Trotz zeilenweiser Programmabarbeitung kann die Steuerung auch SPS Funktionen. Wenn man dann noch die Fahrgeschwindigkeit sieht, wird klar warum die Dinger eine eigene Steuerung haben.

Grüße Detlef

 

[Ralle]

Hallo,


Bei Tripods werden lineare Bewegungen in kartesisch umgerechnet. Für 3 Achsen halt.


Bei einer 5 Achs Fräse hat man 3 Achsen die nur Kartesisch verfahren. Die anderen Beiden fahren Winkel.

Beim Roboter fahren alle Achsen Winkelwerte die in kartesische Koordinaten umgerechnet werden. Die Genauigkeit liegt i. a. bei 0,1mm. Die Encoder Werte werden eingelesen und mit der Sollposition verglichen und das alles mit 6 verschiedenen Achsgeschwindigkeiten. Der TCP wird mit verrechnet. Meist können die Steuerungen 2 oder mehr Kinematiken gleichzeitig berechnen. Das Problem der Singularität kennt auch nur der Roboter. Trotz zeilenweiser Programmabarbeitung kann die Steuerung auch SPS Funktionen. Wenn man dann noch die Fahrgeschwindigkeit sieht, wird klar warum die Dinger eine eigene Steuerung haben.

Grüße Detlef

Das ist bekannt. Aber es ware nciht schlecht, sich auch mal mit der anderen (SPS) Seite auseinanderzusetzen.
Denke die T-CPU kann keinen vollwertigen Roboter ersetzen (noch nicht), aber für sehr viele Anwendungen kann die genau das, was benötigt wird. Jedenfalls in meinem Umfeld des Sondermaschinenbaus. Allerdings sind meine Tests noch nicht durch und derzeit betreffen sie auch erst einmal nur "Pick and Place" mit wirklichen Servoantrieben dahinter. Aber für mich, mit Schwerpunkt SPS, ist das eine echte Alternative zum Roboter für "Primitivanwendungen", wie ich es so oft sehe. Gerade der Tripod. Das kann dann auch die T-CPU mit normalem SCL als Programmiersprache.

PSErklär das mal mit den Winkeln genau, was machst du denn damit? Ich kenne nur die Nutzung verschiedener Koordinatensysteme, die Umschaltung dahin uind das Anfahren von bestimmten Koordinaten über evtl. bestimmte Bahnen oder Stützkoordinaten? Willst sagen, du gibst das als Winkel vor?