Industrieroboter sind in der deutschen Fertigung längst Alltag, vom Karosseriebau bis zur Lebensmittelverpackung. Für sich allein genommen bringt ein Roboter allerdings wenig. Der Nutzen entsteht erst im Zusammenspiel mit Steuerung, Fördertechnik, Sicherheitstechnik und Prüfeinrichtungen.
Wie Roboter und Steuerung miteinander sprechen
Digitale Signale: Die einfachste Kopplung tauscht Einzelsignale zwischen Robotersteuerung und SPS aus: Roboter bereit, Zyklus starten, Zyklus beendet, Störung, Bereich freigegeben. Für einfache Handhabungsaufgaben reicht das.
Feldbus (PROFINET, EtherNet/IP): Aktuelle Robotersteuerungen beherrschen Industrial Ethernet. Damit lassen sich Teilenummern, Lagekorrekturen und Programmnummern übergeben und Zustand, Position sowie Diagnosedaten zurücklesen.
Direkte Bewegungsführung: Einige Hersteller erlauben es, Roboterbewegungen unmittelbar aus dem SPS-Programm heraus zu kommandieren, etwa KUKA über mxAutomation. Der Roboter wird damit faktisch zu einer Achse des Steuerungsprogramms.
Eine Roboterzelle planen
Mechanischer Aufbau:
- Arbeitsraum und Traglast des Roboters
- Zuführung und Aufnahme der Werkstücke
- Materialfluss in die Zelle hinein und wieder heraus
Sicherheitstechnik:
- trennende Schutzeinrichtungen mit verriegelten Zugängen
- sicherheitsgerichtete Sensorik: Lichtvorhänge, Schaltmatten, Bereichsscanner
- sicher begrenzte Geschwindigkeit und, wo zutreffend, Bereiche für kollaborierenden Betrieb
- Risikobeurteilung nach ISO 10218 und ISO/TS 15066
Steuerungsarchitektur:
- Die SPS führt die Zelle und koordiniert Roboter, Fördertechnik, Spannmittel und Prüfstationen
- Die Robotersteuerung übernimmt Bahnplanung und Werkzeugführung
- Das HMI dient der Betriebsartenwahl, der Rezeptverwaltung und der Diagnose
Typische Zusammenspiele
Sequenzieller Ablauf: Die SPS führt den Gesamtablauf. Liegt das Werkstück richtig und sind alle Bedingungen erfüllt, fordert sie das hinterlegte Roboterprogramm an. Der Roboter meldet die Fertigstellung, die Steuerung schaltet weiter.
Koordinierte Bewegung: Roboter und Zusatzachsen wie Förderer oder Drehtische bewegen sich gleichzeitig. Die Steuerung sorgt für die Synchronisation, damit auch auf bewegtem Band gegriffen werden kann.
Variantenfertigung: Die Steuerung wählt das Roboterprogramm anhand der Produktkennung aus, etwa aus einem Codeleser oder dem übergeordneten System. So laufen unterschiedliche Varianten über dieselbe Linie.
Kollaborierende Roboter
Cobots sind dort verbreitet, wo Mensch und Roboter denselben Raum nutzen:
- Kraft- und Geschwindigkeitsbegrenzung ermöglicht den Betrieb ohne klassische Umhausung
- Einfacheres Einrichten über Handführung und Bediengerät
- Flexibler Einsatz mit schnellem Wechsel zwischen Aufgaben
- Die Risikobeurteilung bleibt Pflicht. Auch ein Cobot ist nicht automatisch sicher; sicher ist immer nur die konkrete Anwendung
Berufliche Aussichten
Wer SPS- und Robotikkenntnisse verbindet, ist gefragt. Typische Rollen sind Roboterprogrammierung, Projektierung und Systemintegration. Die Gehälter liegen je nach Erfahrung und Region üblicherweise zwischen 40.000 und 70.000 Euro brutto im Jahr.
Robotik bei ED WARTENS Deutschland
Unsere Kurse zur Robotikintegration behandeln die Kopplung von Roboter und Steuerung, die Auslegung der Sicherheitstechnik und die Inbetriebnahme einer Zelle. Simulation und reale Hardware werden dabei kombiniert.