…und schon läuft es
Werkzeugmaschine und Roboter von FANUC standardisiert verbinden

FANUC hat nun mit dem QSSR ein Package entwickelt, mit dem sich Roboter einfach mit Werkzeugmaschinen koppeln lassen und das auch das Setup sowie den anschließenden Betrieb vereinfacht. Jürgen Barth, Key Account Manager CNC bei FANUC Deutschland, skizziert den Einsatzbereich: „Für den Einstieg konzentrieren wir uns prinzipiell auf Werkzeugmaschinen mit Roboterautomation ohne übergeordnete Mastersteuerung sowie auf Konfigurationen, bei denen mehrere Werkzeugmaschinen von einem Roboter beschickt werden.“

Für diese Konfigurationen – mit der direkten Anbindung des Roboters an die Werkzeugmaschine ohne Master-SPS als häufigste Version – hat FANUC mit QSSR eine standardisierte Schnittstelle entwickelt. Rund drei Viertel aller Konfigurationen lassen sich damit abdecken. Sich darauf erst einmal zu beschränken und nicht gleich alle denkbaren Varianten einzubinden, macht das Konzept einfach und überschaubar. Barth: „Das Paket eignet sich sowohl für die Anbindung unserer gelben Industrieroboter als auch für die grünen kollaborativen Roboter.“

Die Praxis immer im Blick, startet FANUC mit Paketen, die übliche Konfigurationen abdecken, also mit gängigen Robotern wie dem LR Mate 200iD oder dem M-20iA – und das für alle Maschinen. Dabei umfassen die Pakete Roboter, Robotersockel, Schnittstelle, Kabel und Software. Für ROBOSHOT Maschinen ist sogar eine Variante mit einem Deltaroboter M-1iA/0,5S in Vorbereitung. Unterschiedliche Konfigurationen hat FANUC entweder schon bei Kundenshows in Japan gezeigt oder in der eigenen Fertigung im Einsatz. Wie bei FANUC üblich gehen also erprobte Kombinationen mit der gewohnten Zuverlässigkeit an den Start.

Technologisch ist die Basis von QSSR das FANUC eigene FL-Net, ein Protokoll, das auf Ethernetbasis arbeitet. Ein einziges Kabel reicht, um eine FANUC Maschine bzw. eine Maschine mit FANUC CNC und Roboter miteinander zu verbinden. Für externe Devices ist eine Anbindung über Industrial Ethernet oder einen Feldbus erforderlich. Für die Funktionalität ist es zunächst unerheblich, ob es sich um eine Roboterzelle handelt, die als starre Einheit mit der Werkzeugmaschine verbunden wird oder um eine mobile Roboterplattform. Beide Varianten hat FANUC auf der Open House Show in Japan bereits vor­gestellt: „QSSR yellow“ als Kombination einer ROBOCUT mit (gelbem) Roboter M-20iA/35M und „QSSR green“ als Kombination der ROBOCUT C400iB und (grünem) Roboter CR-7iA. Diese Kombinationen sind als Einstiegsvarianten gedacht. Ein konsequentes Lineup ist bereits in der Realisierung.

Während man bei einer QSSR-Kombination von Werkzeugmaschine und eingehaustem gelbem Roboter eher eine konventionelle, geschraubte Verbindung bevorzugen mag, kommt die mobile, kollaborative Kombination ohne mechanische Verbindung aus. Der CR-Roboter wird vor die Maschine geschoben (oder verfährt auf einer mobilen Plattform automatisch) und positioniert sich, indem er per Kamera drei fest­gelegte Markierungen an der Maschine erfasst. Die Steuerung des Roboters errechnet dann die genaue Position und koordiniert diese Position mit jener der Werkzeugmaschine, so dass beide Einheiten in einem einheitlichen Koordinatensystem arbeiten. Ein weiterer Positionsabgleich oder eine zusätzliche Korrektur ist nicht erforderlich.

Im Idealfall wird für die „Installation“ der Roboterautomation nicht mehr Zeit benötigt als ein Werker braucht, um die Einheit vor oder an einer Maschine zu platzieren und das Ethernetkabel einzustecken.

QSSR erleichtert und beschleunigt den Einstieg in den Betrieb von Werkzeugmaschinen mit Roboterautomation. Es ersetzt jedoch nicht das Know-how und die Erfahrung von Systemintegratoren, wenn die geforderte Lösung über den einfachen Anschluss eines Roboters an eine Bearbeitungsmaschine hinausgeht.

„Quick start-up and simple operation“ bezieht sich auf vorbereitete Programme, die in der CNC wie in einer Bibliothek hinterlegt sind, etwa ob und welche Art von Palette verwendet wird. Dann sind lediglich Abmessungen und Anzahl von Form­nestern einzugeben, eventuell auch die Stapelhöhe von Paletten oder Trays.

„In einer nächsten Stufe wird es eine Softwarelösung zur standardisierten Verbindung von FANUC CNC und Roboter geben“, blickt Jürgen Barth voraus. „Mit dieser Lösung können Maschinenbauer ihre Werkzeugmaschinen via QSSR verbinden.“ Dieses Tool ist die Weiterentwicklung der bereits existierenden Lösung „Robot Connection Function“. Ein umfangreiches Rollout der QSSR-Funktionen sowie Demonstrationszellen sind in mehreren Varianten zur EMO 2019 geplant

Unterstützende Funktionen sind zum einen der „iHMI Program Creation Guide“ als Programmierhilfe und zum anderen die Einbindung von QSSR in die Offline-Programmier- und Simulationssoftware ROBOGUIDE von FANUC. Das bisher gelegent­lich mühsame Setup der auto­matisierten Zelle funktioniert nun im Prinzip mit vorgefertig­ten Masken. Die Funktionen des Roboters sind wie in einer eigenen App aufzurufen. Wenn es erfor­derlich ist, lässt sich das iPendant zur Bedienung des Roboters auf dem iHMI der CNC abbilden. Der Roboter kann damit via CNC geteacht und verfahren werden.