Robotik für den Mittelstand

Der Anlagenbauer Krüger Industrieautomation GmbH setzt bei der Automatisierung kleiner und mittlerer Roboterzellen auf SIMATIC S7-1200F um die Qualität und die Effizienz der Produktion zu steigern – und auch um die Sicherheit für den Bediener zu erhöhen.
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Herausforderung

Roboterzellen passgenau für den Bedarf des Kunden

Die Krüger Industrieautomation GmbH hat sich erfolgreich auf Anlagenbau und Robotik für den Mittelstand spezialisiert. Der zweite große Geschäftsbereich hängt damit eng zusammen: Krüger macht gebrauchte Roboter wieder fit, um sie dann in bestehenden oder neuen Anlagen erneut einzusetzen. Zu den neuen, in enger Abstimmung mit den Kunden entwickelten und gebauten Anlagen zählt auch eine Roboterzelle mit Fördertechnik und zugelieferter Schweißmaschine für eine Metallbaufirma.

Ein Mattenauszug schiebt die nächste fertige Gittermatte von der Schweißmaschine direkt unter den Spezialgreifer des Industrieroboters. Dieser packt zu, hebt das Drahtgitter hoch, dreht es um 180 Grad, übergibt es einem zweiten Greifer, der an einem Hubportal befestigt ist, und fährt wieder zurück in die Entnahme­position. Das Hubportal senkt derweil den Greifer mit dem Gitter auf eine berechnete Position über dem Stapel und legt es dort ab.

Das nächste Gitter legt der Industrie­roboter wieder selbst auf den Stapel, ohne es zuvor zu wenden, und so geschieht es immer abwechselnd. „Dank diesem Vorgehen liegen die Längsdrähte der Gitter immer auf einer Ebene, was die Stapelhöhe reduziert“, sagt Andreas Pfeifer, Leiter Projektierung bei Krüger. „So passen bei großen Mengen mehr Gitter auf den LKW, was dem Kunden die Transportkosten senkt.“

Lösung

SPS für Kommunikation und Sicherheit

Wie bei anderen Anlagen mit einem oder zwei Robotern setzt Krüger hier standardmäßig einen Basic Controller SIMATIC S7-1200F ein. Die Vorteile dieser fehlersicheren speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) aus dem Hause Siemens haben Andreas Pfeifer rundum überzeugt. 

„Sie gibt uns die Möglichkeit, alle Komponenten in der Roboterzelle unabhängig vom Roboterprogramm zu steuern und zu überwachen. In diesem Fall die Endlagensensorik zur Abfrage der Greiferstellung. Zudem läuft die gesamte Kommunikation zwischen Roboter und Schweißmaschine über SIMATIC S7-1200F und Profinet.“

Das betrifft neben der Standard- auch die sicherheitsgerichtete Kommunikation. „Der Roboter ist mit der Schweißmaschine auch in puncto Sicherheit verkettet, mit Not-Halt und gemeinsamen Schutzbereichen“, erläutert Pfeifer. „Deren Kopplung geschieht über Profisafe.“ Da der Roboter über die Option „Safe Operation“ verfügt, sich also seine Aktionen auf bestimmte Bereiche beschränken lassen, kann der Bediener zudem über die SPS bestimmte Verfahrwege in Abhängigkeit von signalisierten Zuständen der Schweißmaschine sperren oder freischalten. So lassen sich sehr flexibel Sicherheitsbereiche für Bediener und Roboter realisieren.

Alle Informationen über die Sicherheitsfunktionen wie Not-Halt oder Schutztüren, aber auch die Endlagensensoren sind direkt in der SPS verfügbar und werden auf einem Basic Panel SIMATIC KTP700 visualisiert. Andreas Pfeifer: „Das ermöglicht dem Kunden bei Störungen eine schnelle Diagnose bis auf den Kanalfehler.“ Am Panel wählt der Bediener je nach Gittertyp oder Stapelart außerdem die Datensätze aus, die dann wie die Signale der Schweißmaschinen- oder Greifersensorik über die SPS an den Roboter kommuniziert werden.

Kundenvorteile

Durchgängigkeit in allen Bereichen

Verkürzte Inbetriebnahmezeit, einfache Bedienung  und nicht zuletzt geringe Kosten – SIMATIC S7-1200 überzeugt Krüger in sämtlichen Belangen mit zahlreichen Vorteilen.
Weil es kaum mehr Verkabelungstechnik zwischen SIMATIC S7-1200 und dem Roboter gibt, sparen wir rund 50 Prozent an Engineeringzeit ein.
Lars Krüger, Geschäftsführer der Krüger Industrieautomation GmbH

In früheren Jahren nutzte Krüger in seinen Roboterzellen standardmäßig SIMATIC S7-300, kombiniert mit Sicherheitsrelais oder speziellen Sicherheitssteuerungen. „Seit der Umstellung auf TIA Portal verwenden wir SIMATIC S7-1200F bei kleineren und SIMATIC S7-1500F bei größeren Anlagen“, erklärt Pfeifer. „Das ist für uns die optimale Lösung: eine CPU mit Profinet-Schnittstelle für die Kommu­nikation mit den Maschinen, bei der die Safety-Funktionalität inbegriffen ist – und dies unterm Strich sogar zu einem günstigeren Preis als in der Vergangenheit.“

Der Programmierer muss nur noch eine einzige Software und Programmiersprache beherrschen, und er ist in der Lage, Standardbausteine für beide Steuerungsfamilien zu entwickeln. Informationen über die Safety-Ein­richtungen lassen sich jetzt einfach visualisieren und der einst hohe Verdrahtungsaufwand für die Sicherheitskommunikation entfällt. „Das verkürzt die Inbetriebnahmezeit“, betont Pfeifer. „Weiteren Verdrahtungsaufwand sparen uns außerdem SIMATIC ET 200SP Ein- und Ausgangsbaugruppen an jedem Greifer. Sie sammeln die Signale der Endlagensensoren vor Ort für die weitere Kommunikation über eine einzige Profinet-Leitung.“
 

Die Zukunft: Diagnose über Webserver
„Der Support mit E-Plan-Makros, Handbüchern und Beispielprojekten ist bei Siemens vorbildlich“, ergänzt Andreas Pfeifer. Künftig will er auch den in SIMATIC S7-1200 integrierten Webserver nutzen und Seiten für die standardisierte Diagnose entwickeln. „Das ermöglicht dann uns oder dem Kunden erste Diagnosen schon von zu Hause aus oder unterwegs am Computer oder Handy.“

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