SERCOS goes Ethernet

12 NEWS
Kostensenkung und Zeiteinsparung bei
Projektierung, Entwicklung und Inbetriebnahme
von Automationssystemen
sind Dauerthemen der Maschinenbauer.
Manz hat mit dem Steuerungskonzept
aico.control eine Plattform geschaffen,
in welche 20-jährige Erfahrung mit PC-
Steuerungen in der Automation eingeflossen
ist. Ziel war und ist nach wie vor,
die Realisierung von Automationslösungen
so effizient wie möglich zu gestalten.
Zentrale Elemente einer Handlingund/oder
Prozessautomation sind neben
der SPS-Steuerung vor allem die Bewegung
von Achsen, Robotern sowie
zunehmend die optische Sensorik oder
Bildverarbeitung.
Manz hat ein Baukastensystem entwickelt, mit
dem aus Standardkomponenten komplette Automationslösungen
zusammengestellt werden können.
Worin unterscheidet sich nun die aico.control
Lösung von anderen am Markt befindlichen
Steuerungs- und Antriebskomponenten oder
Systemen?
Zunächst werden Standard-Hard- und Software-Bausteine
verwendet, die mit ebenfalls
standardisierten Schnittstellen kommunizieren.
Hier ist alles enthalten, was im Automationsumfeld
üblich und notwendig ist, angefangen von
Ethernet über RS 232 bis zu den diversen Feldbussen.
Auch softwareseitig werden Standards
wie OPC, TCP/IP, DCOM, SECS etc. unterstützt.
Um auch für die Zukunft gerüstet zu sein und
die verschiedenen Branchen und Zielgruppen bedienen
zu können, werden alle gängigen RT-
Ethernet-Protokolle angeboten und stehen als
Schnittstelle auf Steuerungs- und Feldebene zur
Verfügung. Die Verwendung von Standardkomponenten
hat zwei entscheidende Vorteile: Zum einen
ist man unabhängiger von Produktherstellern
und zum anderen eröffnet diese Strategie ein hohes
Maß an Flexibilität, Sicherheit und Akzeptanz.
��� Abholung der Wafer im 0,7 Sekundentakt
SERCOS
interface
Motion Control und Robotik
unlimited
Automation bedeutet Flexibilität und damit
ständig wechselnde Aufgaben z.B. in der Montage-
oder Handhabungstechnik. Deshalb ist es
notwendig, auf die unterschiedlichen Anforderungen
schnell reagieren zu können. Einen großen
Vorteil erhält der Maschinenbauer vor allem
dann, wenn er die Konstruktion der Maschine
nach den Applikationsanforderungen ausrichten
kann und nicht nach den Einschränkungen der
SPS-Steuerung oder den einzusetzenden Handling-
und Robotersystemen.
Die Softwareentwicklung muss ein großes
Spektrum abdecken. Die Steuerung bzw. das Programmiersystem
muss den unterschiedlichen Anforderungen
hinsichtlich Erfahrung und Neigung
der Programmierer sowie der Komplexität der
Anwendung gerecht werden.
Z. B. Programmierung der SPS unter IEC 61131-3,
Programmierung der Bewegungssteuerung oder
des Prozesses in einer Hochsprache als Ablaufprogramm
mit den entsprechenden Freiheiten.
50-70% der Softwareentwicklung bestehen
aus der Entwicklung von Funktionen für Fehlerbehandlung,
Benutzerschnittstelle, Konfiguration
und Inbetriebnahme. aico.control besitzt aus
diesem Grund einen konfigurierbaren Applikationsrahmen,
der grundlegende Funktionen
wie Programmkontrolle, E/A-Handling, Teachen,
HMI-Kommunikation und Errorhandling bereitstellt.
Somit kann mit wenigen SW-Einstellungen
ein lauffähiges Maschinensystem konfiguriert
werden, das Plug & Play Fähigkeiten besitzt.
Bildverarbeitung zur Lageerkennung, Qualitätssicherung
oder Messtechnik wird mittlerweile
in > 80% aller Automationslösungen in irgendeiner
Form eingesetzt. Manz hat eine sehr weit
skalierbare PC-Lösung integriert, die wiederum
auf Standard-PC-Komponenten und -Schnittstellen
(Framegrabber und Firewire) aufsetzt. Die
Benutzerschnittstelle ist so ausgelegt, dass ein
einfaches Einrichten und eine permanente Kontrolle
des Prozesses möglich sind.
Die zunehmende Anzahl von Achsen und Robotern
in der Automation erfordert einen sicheren,
schnellen und beim Endkunden akzeptierten
Antriebsbus. Hier kommt aus heutiger Sicht nur
SERCOS bzw. SERCOS III in Frage. Insbesondere
SERCOS III bietet den Vorteil, über einen „Safety“
Bus sichere Motion- und E/A-Komponenten ansteuern
zu können. Geforderte Interpolationstakte
von 1-2 ms bei > 16 Achsen in Verbindung
mit einer großen Auswahl an Antriebselektronik
können im Bereich der Feldbussysteme nur durch
SERCOS realisiert werden.
An einer typischen Handhabungsaufgabe
sollen nun die geschilderten Vorteile des von
Manz entwickelten und erfolgreich eingesetzten
Konzeptes verdeutlicht werden:
Die Aufgabe besteht darin, 5000 Silizium-
Wafer pro Stunde aus einer Prozessmaschine
(chem. Nassprozess) zu entladen. Die Wafer werden
auf einem 8-spurigen Förderband zugeführt.
Mittels Vision werden die Positionen der Wafer
sowie eventuelle Kantenbrüche erkannt und an
die Robotersteuerung weitergeleitet. Zwei Delta-Roboter
greifen die Teile vom konstant laufenden
Band ab und legen die Siliziumscheiben
auf einen Palettenträger, welcher die Wafer einem
Beschichtungsprozess zuführt. Bei einem
Produktionsstau werden die Wafer vom Band
über so genannte Sliderachsen einer Kassettenstation
zugeführt. Beim Abarbeiten der Teile aus
dem Puffer muss wiederum die Lage des Wafers
mittels Kamera errechnet werden. Ebenso wird
��� 18 dezentral angeordnete Servoachsen
über Sercos synchronisiert gewährleisten
hohe Performance und Sicherheit
die exakte Position des Palettenrahmens durch
zwei Matrix-Kameras festgestellt.
Insgesamt sind in dieser Handhabungszelle
2 Roboter, 10 Zuführachsen, 8 Kameras und
ca. 640 E/As verbaut. Dieses Projekt wird auf einer
aico.control Steuerung realisiert. Dadurch
entstehen praktisch keine Performanceverluste
durch Schnittstellen. Die Projektierung erfolgt
über den integrierten Projektassistenten. Die Inbetriebnahmezeit
eines solch flexiblen Konzeptes
ist sehr kurz, da nur wenige kritische mechanische
Komponenten verbaut sind und das Einrichten
bequem über die mitgelieferte HMI-Software
erfolgt. Dies betrifft vor allem das Teachen der
Servoachsen, das Einrichten der Kameras und das
Mappen der E/As. Sollten bei einem ähnlichen
Projekt mehr Freiheitsgrade beim Handhaben der
Teile notwenig werden, müssten beispielsweise
lediglich die Roboterkinematik getauscht und das
Projekt neu konfiguriert werden.
Ansprechpartner:
Manz Automation AG
Eduard Ams - Bereichsleiter Steuerungssysteme
Telefon: +49 (0) 7121/90 00-25
Fax: +49 (0) 7121/90 00-99
E-Mail: aico@manz-automation.com
www.manz-automation.com Quick-Info 2-006 �