Branchentage
Werkzeugmaschinen 2020
SINUMERIK Robotik
© Siemens 2020 | Frei verwendbar | Branchentage Werkzeugmaschinen 19.11.2020
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Team „SINUMERIK Robotik“
Wolfgang GrubelnigTechnical Consulting 2
for Machine Tools
Siemens AG
Niederlassung Köln
Thomas RossTechnical Sales
for Machine Tools
Siemens AG
Niederlassung Köln
SINUMERIK Robotik
CNC –integrierte Lösungen
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SINUMERIK Run MyRobotMotivation
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Was ist RMR?
Steuerung von Knickarmrobotern, optional mit Zusatzachsen, mit der SINUMERK 840Dsl und SINAMICS S120
Was bringt RMR mit?
1. Einfache Integration eines Roboters in die Werkzeugmaschinensteuerung
2. Kein Roboter „Know How“ für die Inbetriebnahme und Programmierung erforderlich
3. Gleiche Bedienung von Roboter und CNC-Maschine mit SINUMERIK OPERATE
4. G-Code Programmierung für Bearbeitungs- und Handlingsaufgaben
5. uvm.
SINUMERIK Run MyRobotLösungen für jeden Anwendungsfall
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Fu
nkti
on
su
mfa
ng
Tiefe der Integration
Run MyRobot /Machining
• Bahnsteuerung mit SINUMERIK
• Anbindung auf
Bewegungsführungsebene
• Nutzung aller CNC-
Programmiermethoden
• Digitaler Zwilling mit NX-CAM
und VNCK
• Diagnose und Fernwartung über
SINUMERIK
Bearbeitende Roboter in den
Fertigungsprozess integrieren
Run MyRobot /Handling
• Roboter-Kommandos via PLC
• Komplette Bedienung und
Programmierung des
Roboters über SINUMERIK
Operate
• Diagnose und Fernwartung
über SINUMERIK
Handling-Roboter und WZM
einheitlich bedienen
Run MyRobot /EasyConnect
• Kommunikation über PLC-
E/A Schnittstelle
• Roboter-Bedienung über
Roboter Steuerung
Handling-Roboter schnell
und einfach anbinden
Kompletter Funktionsumfang
von
Run MyRobot /Machining
+• Systemintegrierte
Robotermechanik
• Regelung des Roboters über
SINAMICS Antriebe
• Zusätzliche
Roboterkompensationen
• Wegfall der zusätzlichen
Robotersteuerung
Run MyRobot /Direct Control
Volle Integration des Roboters
in den Fertigungsprozess
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlMaschinenkonzepte
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Die Eigenschaften eines Roboters,
gepaart mit der SINUMERIK
eröffnen neue Anwendungsfelder
z.B. Pick and Place
Handling
z.B. Entgraten
Hauptzeitsynchrone
Bearbeitung
z.B. Tape Laying z.B. Fräsen
Bearbeitungs- und Prozessaufgaben
Hybride Maschinenkonzepte Stand-Alone
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlVorteile
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Einheitliche Bedienung für Roboter
und Werkzeugmaschine
Hochpräzise Bahnsteuerung
ermöglicht produktive Bearbeitung
Die bewährte Robotermechanik
erlaubt weiterhin flexible Anwendung
NC-Programmkoordinierung des
Roboter- und Bearbeitungskanals
(keine PLC erforderlich)
Vollständige CNC-Integration
G-Funktionen und Messzyklen
Weitreichende Kalibrierungs- und
Kompensationsschnittstellen
Vollständige CAD/CAM Integration
inkl. digitaler Zwilling
Vorkonfigurierte Datensätze erlauben
eine einfache Inbetriebnahme
G01 X100 Y100 Z0 A13 B35 C0
Steuerschrank des Roboterherstellers
entfällt
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlIn vier Schritten zum CNC-Roboter
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1
2
3
4
Auswahl des Roboters
Siemenskomponenten für den Roboter auswählen
Inbetriebnahme
Optional: Verbessern von Performance und Genauigkeit
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlRoboterauswahl
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Bitte besuchen Sie den SIOS-Link für eine vollständige
Liste der unterstützten Roboterkinematiken:
https://support.industry.siemens.com/cs/document/109757564
• Auswahl des Roboters mit dem Roboterhersteller nach Prozessparametern
(Reichweite, Traglast, Schutzart etc.)
• Lieferumfang: Roboterarm mit Motoren und Kabelsatz zum Anschluss
an die SIEMENS-Komponenten im Schaltschrank
1 Auswahl des Roboters
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlAuswahl von Zusatzkomponenten
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• Linear- und Rundachsen
• Spindeln
1.1 Mechanische Zusatzkomponenten von Partnern hinzufügen
SpindelnLineare Achsen
ISO 9409-1Flange
Rotatorische Achsen
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlAuswahl der Siemenskomponenten
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Pos. Artikelnummer Menge E-Text Artikelbeschreibung
Steuerung, SINUMERIK
10 6FC5373-0AA31-0AB0 1 SINUMERIK; 840D sl; NCU 730.3BPN mit PLC 319-3PN/DP
20 6FC5851-1XG00-0YA0 1 CNC-Software, aktuell, CF mit Lizenz
30 6FC5851-1XC44-2YA8 1 CNC-Software (Toolbox), CD/DVD
40 6FC5800-0AA00-0YB0 3 Steuerbare Interpolationsachsen, Erweiterung
50 6FC5800-0AS00-0YB0 1 Bedienen, SINUMERIK Operate auf NCU (S00)
60 6FC5800-0AM15-0YB0 1 Interpolationen, Mehrachsen-Interpolation (>4 Achsen) (M15)
70 6FC5800-0AM81-0YB0 1 Kompensationen, Kompensation einer mechanischen Zwangskopplung (AXCO) (M81)
80 6GK5005-0BA00-1AA3 1 Switch Scalance X005 unmanaged, IP30
90 6FC5403-0AA20-1AA0 1 Handheld Terminal SINUMERIK HT 8 H
100 6AV6574-1AF04-4AA0 1 Halter
110 6FC5348-0AA08-4AA0 1 Touchstift
120 6AV6671-5AE11-0AX0 1 Anschlussbox PN Plus,IP65,mit automatischer Not-Halt Brückung
130 6XV1440-4BN15 1 Verbindungsleitung; HT Anschlußleitung; 15,00 m
140 6XV1840-2AH10 20 Verbindungsleitung; Ethernet (universaleinsatz)
150 6SL3060-4AA10-0AA0 1 Signalleitung; DRIVE-CLiQ-Leitung (in abgestimmten Längen) IP20/IP20 (fest verlegt); 0,95 m
160 6SL3060-4AH00-0AA0 1 Signalleitung; DRIVE-CLiQ-Leitung (in abgestimmten Längen) IP20/IP20 (fest verlegt); 0,26 m
170 6EP1436-2BA10 1 SITOP smart 20,00 A
Antriebssystem / Netz
180 6SL3130-7TE23-6AA3 1 Active Line Module; 36,00 kW
• Vorkonfigurierte SIZER Projekte für ausgewählte Robotertypen
• Bei Einhaltung der Konfiguration wird volle Gewährleistung vom
Roboterhersteller gewährt
• Lieferumfang: Komplettes Elektropaket
2 Siemenskomponenten für den Roboter auswählen
Die SIZER-Projekte für alle unterstützten Roboterkinematiken
stehen hier zum Download zur Verfügung:
https://support.industry.siemens.com/cs/document/109757564
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlRoboterschaltschrank
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2.1 Roboterschaltschrank vom WKC
Roboter OEM liefert die Kinematik und den Kabelsatz
vom Roboterfuß bis zum Schaltschrank
Anschlussfertiger Schaltschrank für
CNC-gesteuerte Roboteranwendungen
Roboterarm
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlAutomatisierte Inbetriebnahme
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3.
Not listed
3 Inbetriebnahme
Roboterkonfigurator
• Einfaches Auswahlmenü für integrierte Robotertypen
• Weitere Robotertypen sind per Datei nachladbar
• Roboterkonfigurator zur Erstellung eines Inbetriebnahme-
Skripts
• Skript stellt Datenschutz, Datenkonsistenz und korrekte
Einstellwerte für optimalen Betrieb sicher
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlKalibrierung und Kompensation
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4 Optional: Verbessern von Performance und Genauigkeit
ROCO Accuracy
Roboterkalibrierung ISOS
Datenblätter mit Genauigkeitsangaben für jede Roboterkinematik können hier heruntergeladen werden: https://support.industry.siemens.com/cs/document/109757564
ROCO Productivity
• Posenbasierte Drehmomentvorsteuerung,
um bei höheren Geschwindigkeiten näher an der befohlenen Bahn zu
bleiben
• 3D-Nickkompensation
reduziert Schwingungen beim Richtungswechsel
• Prozesskraft-Kompensation
• Ruck- und Beschleunigungserhöhung
in leichten Posen für höhere Achsdynamiken und kürzere Taktzeiten
• Statische Kalibrierung
zur Steigerung der Absolutgenauigkeit
• TCP-Schwerkraftkompensation
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlDynamische vs. statischer Kompensation
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Dynamische KompensationROCO
BAHNGENAUIGKEIT
CC ROCO verbessert die Bahnbewegung und
befasst sich damit, WIE der Roboter
an den programmierten Punkt gelangt
Statische KompensationISIOS
ABSOLUTGENAUIGKEIT
ISIOS verbessert die statische Genauigkeit. Es
geht darum, WOHIN der Roboter geht
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlGenauigkeit
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Werkzeugmaschine Standard-Roboter
Mit Run MyRobot /Direct Control erschließt SINUMERIK eine neue Genauigkeitsklasse für Roboter
0,001 – 0,05mm 0,7 – 2mm 0,1 – 0,7mm
CNC-Algorithmen
Kalibration mit ISIOS
Direkte Messsysteme
CC ROCO
Präzisions-Roboter
Wie genau ist ein Roboter?
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlROCO (Robot Compensation)
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Realer Roboter 3D Mehrkörpermodell
✓ Kraftkompensation
✓ Momentvorsteuerung
✓ 3D-Nickkompensation
Erhöhung der
Bahngenauigkeit
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlROCO: Prozesskraftkompensation
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Auslenkung
WZM Roboter
Steifigkeit
[N/µm]
>10 0,4-1
Auslenkung
[µm]
Feder Kraft
2 x ~ 40kg = 400N
40 1000
Wie steif ist ein Roboter?
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlROCO: Prozesskraftkompensation
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ROCO kompensiert externe Kräfte am TCP
Kraft
Krafteingabe:
• Simulierte Kräfte im
Teileprogramm
• Sensorbasiert
Abweichung
Feder Kraft
TCP
Kompensation
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlROCO: Prozesskraftkompensation
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KräfteTeileprogramm mit
KräftenX100 Y50 Z300 F_X=0.5
F_Y=0.3 F_Z=0.2
Onlinekompensation
der Kräfte mit ROCO
Prozesskraftmodell von NX CAM
…
N346 G1 X36.028 Y-4.000 Z20.000 F_X=-0.0219 F_Y=-0.0401 F_Z=-0.0202
N347 G1 X36.278 Y-4.000 Z20.000 F_X=-0.0220 F_Y=-0.0410 F_Z=-0.0201
N348 G1 X36.528 Y-4.000 Z20.000 F_X=-0.0219 F_Y=-0.0411 F_Z=-0.0203
N349 G1 X36.778 Y-4.000 Z20.000 F_X=-0.0218 F_Y=-0.0410 F_Z=-0.0204
…
ROCO
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlAnwendungsbeispiel: Kartesisches Safety (Beitrags-ID: 109738309)
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Kartesisches Safety (TIA-Portal mit Safety Integrated+)
Der Roboter soll mit dem TCP einen definierten Bereich in Form eines Quaders nicht
verlassen
Der Roboter soll mit dem TCP in einen definierten Sicherheitsbereich nicht
eindringen
Bei geöffneter Tür soll die Anlage bei Überschreitung der maximalen Geschwindigkeit
von 250mm/s am TCP stillgesetzt werden
Die Sicherheitsabnahme gemäß Maschinenrichtlinien wird durch den Kunden (OEM) durchgeführt.
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlAnwendungsbeispiel: Kartesisches Safety (Beitrags-ID: 109738309)
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Import der Kinematikdaten in F-PLC
Kinematikdaten stehen auf SIOS bereit
TIA-Import mit dem Tool cSafe_Global_Modifier
SINUMERIK Run MyRobot /Direct Control – neu in V1.3.0Neuer Roboterkonfigurator
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Neuer Roboterkonfigurator
Neues Look & Feel
Katalogupdate zum Import neuer
Roboterhersteller und -typen
Anzeige der gewählten Topologie
(wie CMC-Topo)
Erweiterter Plausibilitätscheck
(Achs- und Kanalprüfung)
SINUMERIK Run MyRobot /Direct Control – neu in V1.3.0Applikationsspezifische Parametersätze
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3 vordefinierte Parametersätze:
1. Ausgewogene Einstellung zwischen steif und dämpfend – robust – wie V1.2.0
2. Dämpfungsoptimal für hohe Geschwindigkeiten und geringe Prozesskräfte (Handling) – dynamisch
3. Steife, störoptimale Einstellung (Fräsen) – genau
4. wie 1. benutzerdefiniert z.B. für AST
SINUMERIK Run MyRobot /Direct Control – neu in V1.3.0Applikationsspezifische Parametersätze
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Ruckgrenze und Ruckfilter
32431 MAX_AX_JERK: Achsiale Ruckgrenze:
Erhöhung der Ruckgrenze
+ verbessert die Produktivität
- Eigenfrequenzen werden stärker angeregt
32410 MA_AX_JERK_TIME: Glättung des Lagesollwerts:
Erhöhung der Zeitkonstante
+ reduziert die Anregung der Eigenfrequenzen
- weniger Konturtreue
SINUMERIK Run MyRobot /Direct Control – neu in V1.3.0Singularitätenbehandlung
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Singularitätenstation (ab SW 4.93)
• alpha1-Singularität, wenn A1 und der Handwurzelpunkt fluchten
• alpha2-Singularität, wenn A3 = 0°
• alpha5-Singularität, wenn A5 = 0°
• Gimbal-Lock-Effekt, bei Nutzung von Euler-Winkeln und B = 90°
An singulären Stellen treten extreme Geschwindigkeitsverläufe
bei CP (Continuous Path) auf. NCK-Vorlauf erkennt diese und fügt einen
PTP (Point To Point) Zwischensatz ein, der mit G64 (Bahnsteuerbetrieb)
abgefahren wird.
Wirkt nur in AUTO und MDA
SINUMERIK Run MyRobot /Direct Control – neu in V1.3.0Singularitätenbehandlung
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SINUMERIK Run MyRobot /Direct Control – neu in V1.3.0Dokumentation
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Die Dokumentation wurde unter anderem um das Projektierungsbeispiel für Zusatzachsen (inkl. Video) erweitert
SINUMERIK Run MyRobot /Direct Control – neu in V1.3.0Robotertypen
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Erweiterung der unterstützten Roboter
MAX100 2.25 Basic und MAX100 2.25 Precision von MABI
NJ290-3.0 von COMAU
SINUMERIK Run MyRobot /Direct Control – neu in V1.4.0Ausblick
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Geplante Neuerungen in V1.4.0
Zusatzachsen (COMAU) werden in den Roboterkonfigurator integriert
Datenschutzkonzept greift auch für Zusatzachsen
ROCO 1.1 wird die Option Productivity auch mit NCU710.3B möglich sein
ROCO wird mehrkanalig einsetzbar sein
Und vieles mehr
SINUMERIK Run MyRobot /NX TrainingRoll-Out des “NXgoesCNCRobotics” Programmes
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“NX goes CNCRobotics” Registrierung
Ausbilder, Lehrer, Trainer, Händler, Siemens-Mitarbeiter und Maschinenhersteller, die zum Thema “Programmierung eine
CNC Roboters“ grundlegendes Wissen erlangen möchten. Registrierung ist über die DEX Webseite möglich:
https://app.industry.siemens.com/TrainingsPortal/TAC/events/list (über den VB)
Informationen über das Training
Die Themen werden anhand von praxisnahen Beispielen und Übungen mit der NX CAM Robotics + VNCK Software und
an dem Roboter anhand der TTT-Trainingsdokumentation vermittelt:
- Einstieg in das Thema Robotik
- Aufbau einer Roboterzelle / Umgang mit Baugruppen
- Roboter Pick & Place Applikation an der WZM
- Additive Fertigung und anschließende Fräsbearbeitung
- Additive Fertigung eines gebogenen Rohres
- Auftrag von Klebstoff auf ein Gehäuse
- Fräsen eines 5-achsigen Bauteiles / Animieren des Werkzeugwechsels
Motivation
• Steigende Nachfrage von Werkzeugmaschinenbetreibern, nach Roboterlösungen für Handlings und
Bearbeitungsaufgaben
• Komplexe Roboterapplikationen benötigen eine umfassende Simulation in NX CAM Robotics + VNCK
SINUMERIK Run MyRobot /Direct ControlBestellung
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SINUMERIK Run MyRobot /Direct Control
Bezeichnung
• Standard CNC-Software ≥ 4.8 SP2 HF3
Kartesisches Safety
Bezeichnung
• TIA Portal ≥ V15
• SIMATIC STEP 7 Professional
• SIMATIC STEP 7 Safety Advanced
• SINUMERIK Toolbox V15
ISIOS
Bezeichnung Artikelnummer
*UCI (ISIOS calibration interface) • 6FC5800-0AN75-0YB0
SINUMERIK Messzyklen
Bezeichnung Artikelnummer
Messzyklen • 6FC5800-0AP28-0YB0
CC ROCO
Bezeichnung Artikelnummer
*CC ROCO Accuracy • 6FC5800-0AN83-0YB0
*CC ROCO Productivity • 6FC5800-0AN84-0YB0
*maschinenspezifische Freigabe erforderlich
KontaktWolfgang Grubelnig
Michael Holub
Thomas Roß
Fachberatung für Werkzeugmaschinenausrüstung
RC-DE DI MC MTS FB
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