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Roboterprogramme und Ofenwagenbesätze einfach erstellen mit der K-matic Visual Robotics Software von KELLER HCW

[Februar 2011] KELLER HCW hat eine neue Software entwickelt, mit der man Roboterprogramme ohne Programmierkenntnisse erstellen kann.
Roboter übernehmen heute in Ziegelwerken viele Aufgaben. So gut wie diese auch funktionieren, bei jedem neuen Ziegelformat werden neue Roboterprogramme benötigt. Diese einfach erstellen und gleichzeitig Ofenwagenbesätze realistisch in 3D zeigen zu können, sind die Vorteile des neuen Programms. In einer Simulation sind Ziegelpakete auf dem Ofenwagen zu sehen. Danach kann diese Simulation in das Bedienpult implementiert werden, um Robotertakte grafisch darzustellen.

1. Grundlegende Eigenschaften

1.1 Was für Komponenten werden benötigt?
Vorausgesetzt, dass der Roboter und die SPS-Steuerung vorhanden sind, wird zusätzlich ein 19 Zoll Touchscreen-Bedienpult und ein Computer mit der K-matic Visual Robotics Software benötigt. Mit einem Netzwerkkabel wird der Computer mit dem Roboter, der SPS-Steuerung und dem Bedienpult verbunden.

1.2 Wo kann das System eingesetzt werden?
Das Programm ist vielfältig einsetzbar, ausgelegt wurde es für Ofenwagen-Setzanlage mit Robotern. Mögliche Einsatzorte wie Entladeanlage, Paktierung, Nassseiten und Trockenseiten sind problemlos möglich. Es ist möglich, kleine Setzanlagen mit einem Roboter zu steuern oder größere mit mehreren Robotern.

1.3 Wie schnell kann man Formateinstellungen ändern?
Das Programm wird in zwei Phasen verwendet, in der Planungs- und Inbetriebnahmephase. Zuerst wird am Schreibtisch an einem großen 24 Zoll 16/9 Monitor der Ofenwagenbesatz erstellt. In der Inbetriebnahmephase kann das Programm dann auch vom Bedienpult aufgerufen werden, um letzte Einstellungen vorzunehmen. Das heißt, die Roboterprogramme lassen sich genau wie andere Einstellungen schnell am Bedienpult ändern.

2. Funktionsweise

2.1 Ofenwagenbesätze neu erstellen
Die normale Herangehensweise ist, einen vorhandenen Besatz zu nehmen, ihn zu kopieren und anzupassen. Ein Ofenwagenbesatz kann aber auch komplett neu angelegt werden. Wie bei einem CAD-Programm wird mit dem Erstellen eines Ziegels begonnen. Zuerst werden Höhe, Länge, Breite und die Oberflächeneigenschaften des Ziegels eingegeben. Im zweiten Schritt wird die Ladung, die der Roboter aufnimmt, erstellt. Dies ist eine Schlüsselfunktion des Programms. Die Ladungen können individuell zusammengestellt werden. Zum Schluss wird aus den Ladungen des Roboters der Ofenwagenbesatz erstellt und Reihenfolge festgelegt, wie der Roboter die Ladungen auf den Ofenwagen setzt.

2.2 Testen des Ofenwagenbesatzes durch die Simulation
Ist der Ofenwagenbesatz fertig gestellt, kann er durch den Simulationsmodus getestet werden. Passen alle Abstände? Ist die Reihenfolge der Robotertakte richtig?
Wird der Simulationsknopf gedrückt, erscheinen hintereinander im Sekundentakt die Roboterladungen grün oder rot eingefärbt auf dem Ofenwagenbesatz. Sind alle Ladungen grün, wurde alles richtig gemacht. Erscheint eine Ladung rot, erscheint in einem Fenster eine Fehlermeldung mit einer genauen Fehlerbeschreibung. Fehler werden durch Überschneidungen von Ziegeln in der Software erkannt. So wird vermieden, dass der Roboter die oberen Ladungsschichten zu tief auf die unteren Ziegel abgibt.

2.3 3D Taktbilder für das Bedienpult (Abb. 6)
Ohne Taktbilder auf dem Bedienpult, lässt es sich für den Bediener der Setzanlage nur mit viel Erfahrung vorhersagen, wo der Roboter die Ladung als nächstes setzten wird. Oft wird am Bedienpult nur die Taktnummer angezeigt, eindeutig oder gar leicht verständlich ist so eine Anzeige nie. Mit den Taktbildern auf dem Bedienpult ist nun leicht zu erkennen, was der Roboter bis dato gemacht hat und was der Roboter als nächstes machen wird.
Wie in Abbildung 6 zu sehen ist, sind die grünen Ladungen die Ladungen, die bereits auf dem Ofenwagen sind, die hellgrüne Ladung wird gerade gesetzt, die braunen Ladungen sind noch nicht gesetzt. Sollten also die Ziegel einer Roboterladung defekt sein und aus dem Greifer fallen, so ist sofort zu sehen, wo die Ziegel ausgetauscht werden müssen. Zum Erzeugen der Taktbilder muss nur ein Knopf auf der Bedienoberfläche der Software gedrückt werden. Die Bilder werden erzeugt und zum Bedienpult gesendet.

2.4 Inbetriebnahme neuer Roboterprogramme
Die Software ist so übersichtlich gehalten, dass die Inbetriebnahme neuer Roboterprogramme sehr einfach wird. Das Übertragen der Roboterdaten wird mit einem Mausklick auf den grünen Übertragungsknopf ausgelöst. Gleichzeitig übermittelt das Programm der SPS-Steuerung die Nummer des Ziegelformates. Diese merkt sich alle Formatnummern die übertragen werden, falls mehrere Ziegelformate hintereinander erstellt oder verändert werden. Die SPS warnt den Bediener am Bedienpult, wenn neue Formate angewählt werden. Die Geschwindigkeit des Roboters wird auf eine sehr langsame Inbetriebnahmegeschwindigkeit heruntergesetzt, die vom Bediener dann nach Bedarf erhöht werden kann. Das Übertragen von aktuellen Formaten, die gerade mit der Anlage produziert werden, erfolgt nur im Stillstand der Anlage. Der Bediener muss die Automatik ausschalten. Auf Sicherheit wurde bei der Software besonderen Wert gelegt. Müssen während der Inbetriebnahme Ladungen leicht verschoben werden, wird das Programm am Bedienpult (Bild 3) geöffnet und die eingestellten Werte werden dort verändert. Danach wird die Speichertaste gedrückt und die Übertragung ausgelöst. Nun kann die Automatik wieder eingeschaltet werden. Verändern der Formate kann so endlos fortgesetzt werden, bis das gewünschte Ergebnis vorliegt. Es ist auch möglich, Veränderungen vom Büro aus durchzuführen, da das Bedienpult und der Arbeitsplatz im Büro auf dieselben Daten zugreifen. Eine Fernwartung über das Internet ist ebenfalls problemlos möglich.

2.5 Wiederherstellen von Daten
Wurden vom Bediener Formate direkt am Roboter geändert, können die Daten auch rückwärts vom Roboter zum Computer übertragen werden. Hier beweist das Programm absolute Praxistauglichkeit. "Nach den ersten Versuchen bei uns in der Roboterschulungszelle, haben wir einige Kundenwünsche nachgerüstet. Unter anderem war da auch die Rückübertragung der Daten vom Roboter zum Computer dabei", heißt es aus der Entwicklungsabteilung.

3. Sämtliche Roboter sind steuerbar

Das System ist zwar hauptsächlich für Setzanlagen und Entladeanlagen konzipiert, die Entwickler von KELLER HCW machen aber kein Geheimnis daraus, dass dieses System auch für alle anderen Roboter in einem Ziegelwerk eingesetzt werden kann. Dadurch werden alle Roboter mit einer einfachen Oberfläche programmiert. Ein weiterer Vorteil ist, dass nur ein Computer mit der K-matic Visual Robotics Software gebraucht wird, um alle Roboter mit neuen Ziegelformaten zu versorgen. Die Bedienpulte bei den Robotern greifen bei der Inbetriebnahme neuer Ziegelformate auf den einen Computer zu. Die zentrale Datenhaltung führt ganz nebenbei noch zu einer Erhöhung der Datensicherheit.

4. Fazit

Mit dem Programm K-matic Visual Robotics ist es gelungen, die komplexe Robotertechnik so einfach zu machen, dass jeder Neue Roboterprogramme erstellen und verändern kann. Außerdem wird die Bedienung der Roboteranlagen mit den neuen 3D Taktbildern auf dem Bedienpult zum Kinderspiel.
Insgesamt ist der KELLER HCW GmbH damit ein großer Schritt in Richtung Zukunft gelungen, in der Ziegelformate im virtuellen Raum dreidimensional geplant, gesteuert und bedient werden können. 



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