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Automatisierungsplattform

Handlingsystem mit ctrlX Automation einrichten

Bei seiner neusten Automatisierungsplattform ctrlX Automation will Bosch Rexroth besonders die Bedürfnisse der jungen Generation berücksichtigen. Offen, flexibel und vernetzt soll die Arbeit mit der Plattform laufen. Darin steckt ein System, das mit jüngeren Programmiersprachen zurechtkommt und die Automatisierung kartesischer Systeme deutlich beschleunigen soll.

Bilder: Bosch Rexroth AG

Bilder: Bosch Rexroth AG

Die Generation Y macht weltweit einen Großteil der arbeitenden Bevölkerung aus. Mit dem Internet und dem Smartphone aufgewachsen, stellt diese Generation daher andere Ansprüche an die Handhabung von Technik als ihre Vorgänger. Hinzu kommt, dass an den Hochschulen SPS-Programmierung kaum noch gelehrt wird. Der Programmiernachwuchs arbeitet zunehmend mit Hoch- und Skriptsprachen sowie grafischen Programmierumgebungen. Die Auswirkungen für die Industrie illustriert ein Praxisbeispiel: Der Einkäufer eines produzierenden Unternehmens ordert kurzfristig ein kartesisches Handling-System für eine neu erworbene Maschine, welche bereits in der Montage steht. Die Programmierung einer solchen Maschine kann aber nur einem Ingenieur anvertraut werden, der die SPS-Programmierung beherrscht. Zwischen der weltweiten Nachfrage nach flexibler Automatisierung und der Ausbildung des Ingenieur-Nachwuchses scheint sich eine Kluft zu bilden. Diese könnte ctrlX Automation überbrücken helfen.

Platzsparend entwickelt

Um das eben beispielhaft geforderte Handling-System aufzusetzen, bringt die Automatisierungsplattform eine ganze Reihe von geeigneten Merkmalen mit. Das skalierbare Antriebssystem ctrlX Drive spart gegenüber anderen Lösungen bis zu 50 Prozent Platz im Schaltschrank. Durch die Integration der Steuerung im Antriebsregler ist keine separate Steuerungs-Hardware erforderlich, auch der Netzschutz kann entfallen. Außerdem ist eine Kombination von Konverter- und Inverter-Antriebsregler möglich, wobei der Inverter auch als Versorger der weiteren Achsregler dient. Die Antriebe ermöglichen nicht nur einen kompakteren Aufbau, sondern ersetzen durch ihre Funktionsintegration auch bislang notwendige Zusatzkomponenten. „Weniger Bauraum und Gewicht sind im Handling-Bereich besonders wichtig, denn die Antriebe fahren oft mit den Achsen mit. Je weniger Masse zu bewegen ist, desto weniger Leistung ist erforderlich und die Konstruktion des Handlings wird positiv beeinflusst“, sagt Steffen Winkler, Vertriebsleitung der Business Unit Automation bei Bosch Rexroth. Beim Engineering des Systems können Maschinenhersteller wie gewohnt die Bewegungsabläufe in den SPS-Sprachen nach IEC61131 programmieren. Sie können aber auch mit C/C++ und Python arbeiten oder die grafische Programmierumgebung Blockly nutzen. Dabei können sie jederzeit zwischen Blockly und Textsprachen wechseln. Die Software übernimmt durchgängig alle Eingaben unabhängig von der Programmiersprache. Damit sind Techniker auch ohne SPS-Kenntnisse in der Lage, die Erstinbetriebnahme zu übernehmen. All diese Ansätze sind dazu geeignet, den zu Beginn skizzierten Flaschenhals bezüglich der Mitarbeiterqualifikationen zu vermeiden. Weitere Geschwindigkeitsvorteile soll die Vernetzung der Plattform eröffnen.

Produktivität im Blick

Eine wichtige Komponente von ctrlX ist die integrierte App-Technologie Works. Standardfunktionen wie ein Daten-Gateway zu Produktionsplanungssystemen oder die IT-Anbindung, Firewall, VPN Client sowie OPC UA stehen als fertige Apps auf der Steuerung bereit und müssen nicht selbst programmiert werden. Beispielsweise gibt es zur Vernetzung des Handlings mit den Prozessmaschinen einen Mechanismus, um die jeweilige Companion Specification wie für Umati oder Euromap zu integrieren. Entwickler können die benötigten Apps aus dem Softwarebaukasten auswählen oder beliebige Open Source Software einsetzen. Auch ist es möglich, Anwendungen selbst zu programmieren oder Apps von anderen Entwicklungsplattformen wie GitHub herunterzuladen. GitHub bietet eine enorm große Bibliothek an bereits geschriebenen Funktionen, viele rund um Handling und Robotik. Bosch Rexroth selbst stellt zahlreiche vordefinierte Funktionen dort zur Verfügung. Auch Partner können ihre Programme auf der App-Plattform Works zur Verfügung stellen.

Vibrationen per App vermeiden

Die Software ctrlX Motion bietet handling-spezifische Funktionen wie elektronische Gantry, Point-to-Point, lineare und zirkulare Bewegungen, Bewegungen verschleifen und Sicherheitszonen definieren. Eine integrierte Kollisionsvermeidung schützt das Handling bereits beim Programmieren. Eine Vibrationsvermeidung lässt sich per App hinzufügen und eigene Kinematiken können Anwender ebenfalls einbinden. Teil der Automatisierungsplattform ist stets die Konnektivitätslösung ctrlX IOT. Sie hilft bei der Vernetzung mit übergeordneten IT-Systemen, etwa durch 30 integrierte Verbindungsmöglichkeiten und Kommunkationsstandards. Maschinenhersteller können bei Bedarf auch eigene Motion Controls als App integrieren und ctrlX Motion somit bedarfsgerecht erweitern.

Antwort auf Fachkräftemangel

„Handling und Robotik zählen zu den am schwierigsten standardisierbaren Aufgaben in der Automatisierung“, sagt Steffen Winkler. Vieles müsse noch individuell angepasst werden, was die oft knappen Engineering-Kapazitäten binde. „Diese problematische Situation wird durch den Fachkräftemangel für SPS- und G-Code-Programmierung zusätzlich verschärft“, sagt der Manager. Um dieses Problem zu lindern, hat Bosch Rexroth Ende 2019 seine jüngste Automatisierungsplattform in Stellung gebracht.


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