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Anbindung von Greifern an Roboter

Der Greifer muss sitzen

2. Dezember 2019, 11:16 Uhr | Andreas Knoll

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

IO-Link und Ethernet für die Verknüpfung wird favorisiert...

Auch der Vakuumtechnik-Hersteller J. Schmalz in Glatten bei Freudenstadt bietet individuell auf Roboter bestimmter Hersteller abgestimmte Greifer an: »Bei der Konstruktion von Greifern berücksichtigen wir, dass die Schnittstelle mechanisch und elektrisch kompatibel ist«, betont Dr. Kurt Schmalz, geschäftsführender Gesellschafter des Unternehmens. »Hier arbeiten wir mit verschiedenen Roboter-Herstellern zusammen, um passende Greiflösungen für die jeweiligen Roboter zu entwickeln.« Hinzu kämen passende Software-Bausteine sowie ein Bussystem für die reibungslose Inbetriebnahme und Kommunikation. »Zudem integrieren wir viele intelligente Funktionen in unsere Endeffektoren, weil Cobots meist wenige Schnittstellen haben«, ergänzt er. »So sammeln Sensoren in unseren Devices Daten, die für Funktionen wie Predictive Maintenance und Condition-Monitoring relevant sind, und geben sie an die übergeordnete Steuerung weiter. Das macht separate Sensoren überflüssig.« Zum Thema „integrierte Funktionen“ gehöre auch die Frage, wie und wo das Vakuum erzeugt werde: »Wenn die Roboter beispielsweise im Warenlager mobil eingesetzt werden, bieten sich unsere elektrischen Vakuum-Erzeuger an, die ohne externe Druckluft auskommen.«

Darüber hinaus muss der Greifer natürlich zum Aufgabenspektrum des Roboters passen. »Leichtbauroboter und Cobots haben eine begrenzte Traglast, was entsprechend leichte und kompakte Greifer erfordert«, legt Kurt Schmalz dar. »Zugleich erfüllen wir bei der Konstruktion alle sicherheitsrelevanten Aspekte, damit Menschen und Roboter gefahrlos miteinander arbeiten können.«

Für die Ansteuerung der Greifer sorgen die jeweiligen Robotersteuerungen, und zwar über unterschiedliche Schnittstellen, je nach Anwendung. »Unabhängig vom Grad der Mensch-Roboter-Interaktion erfolgt die Ansteuerung der Greifer je nach Modell entweder pneumatisch oder elektrisch, also über digitale I/O, IO-Link oder über industrielle Ethernet- und Bus-Schnittstellen«, verdeutlicht Markus Glück. »Greifer mit digitalen I/Os gelten als Einstiegssegment in die Welt der mechatronischen Handhabung. Gerade beim ersten Umstieg von pneumatischen auf mechatronische Greifsysteme erweist sich die Ansteuerung über digitale I/Os als vorteilhaft, weil das Prinzip der Ansteuerung beibehalten wird und keinerlei Programmierkenntnisse erforderlich sind.« Andere Schnittstellen eröffnen zusätzliche Möglichkeiten: »Bei Greifern mit IO-Link-Schnittstelle können über die digitale Punkt-zu-Punkt-Verbindung auch Parametrier- und Diagnosedaten übertragen werden«, stellt Markus Glück fest. »Zudem lassen sich der Verdrahtungsaufwand sowie die Zahl der Schnittstellen- und Steckverbinder-Varianten in der Anlage verringern. Greifer mit Industrial-Ethernet-Schnittstelle, also etwa Profinet, EtherCAT oder EtherNet/IP, ermöglichen einen nochmals größeren Funktionsumfang: So lässt sich beispielsweise die Referenzierart wahlweise auf Block, Geschwindigkeit, Stromfahrt oder Werkstück einstellen. Hinzu kommen weitere Funktionen, wie Messen, Positionieren, die Integration eines Webservers zur Inbetriebnahme oder die Anbindung an ein Gateway zur Datenauswertung über ERP-Systeme oder Cloud-Lösungen.«

Auch J. Schmalz favorisiert IO-Link und Ethernet für die datentechnische Verknüpfung von Roboter und Greifer: »Die Anbindung erfolgt über die jeweilige Datenschnittstelle – IO-Link oder Ethernet«, betont Kurt Schmalz. »Die Herausforderung liegt in der Kommunikation, weil jeder Roboter seine eigene Sprache hat.« Für dieses Problem hat er auch schon eine Antwort parat: »Ein einheitliches Betriebssystem wie ROS, Robot Operating System, wäre eine Lösung, um die Verständigung zwischen Greifern und Robotersteuerung zu vereinfachen.«