Robotersteuerung

Welche Steuerung passt zu welcher Aufgabe?

Die genannten Produkte dienen als erste Orientierung. Ob eine Steuerung zur Anwendung passt, hängt unter anderem von Roboter, Motoren, Achszahl und benötigten Schnittstellen ab.

Falls die genaue Zusammenstellung noch offen ist, lassen sich auf RBTX passende Steuerungskomponenten vergleichen. Die RBTXperts unterstützen bei Bedarf dabei, Roboter, Steuerung, Software und Werkzeug aufeinander abzustimmen.

Was macht eine Robotersteuerung?

Die Steuerung eines Roboters übersetzt ein Programm in reale Bewegungen und Aktionen.

Je nach Ausführung übernimmt sie beispielsweise folgende Aufgaben:

• Motoren und Achsen ansteuern

• Positionen und Geschwindigkeiten berechnen

• Bewegungsabläufe speichern und ausführen

• Greifer oder Werkzeuge schalten

• Sensorsignale verarbeiten

• Daten mit SPS, Maschine oder PC austauschen

• Betriebszustände und Fehler melden

• mehrere Achsen aufeinander abstimmen

Ein Teach-Pendant oder eine Bedienoberfläche dient zur Einrichtung und Programmierung. Die eigentliche Bewegungsberechnung erfolgt in der Steuerung.

Die wichtigsten Steuerungsarten einfach erklärt

Motorsteuerungen für einzelne Achsen

Eine Motorsteuerung ist relevant, wenn eine einzelne Linear-, Dreh- oder Positionierachse bewegt werden soll.

Typische Anwendungen sind:

• Linearachsen

• Drehtische

• Formatverstellungen

• Zuführsysteme

• Hubbewegungen

• zusätzliche Roboterachsen

Eine Motorsteuerung kann ausreichen, wenn nur wenige Positionen angefahren werden und keine vollständige Roboterkinematik berechnet werden muss.

Für eine erste Auswahl sind vor allem diese Angaben hilfreich:

• Art der Achse

• verwendeter Motor

• gewünschte Bewegung

• vorhandene übergeordnete Steuerung

• benötigte Ein- und Ausgänge

Motion Controller für mehrere Achsen

Ein Motion Controller koordiniert mehrere Bewegungsachsen. Er legt fest, wann und wie sich die einzelnen Achsen bewegen.

Typische Einsatzbereiche sind:

• Portalroboter

• kartesische Roboter

• Delta-Roboter

• SCARA-Systeme

• Kreuztische

• mehrfache Positionierachsen

Motion Controller sind vor allem dann relevant, wenn mehrere Achsen zeitlich oder räumlich aufeinander abgestimmt werden müssen.

Entscheidend ist, ob die Achsen unabhängig voneinander oder als gemeinsame Bewegung betrieben werden sollen.

Vollständige Robotersteuerungen

Eine vollständige Robotersteuerung übernimmt die Bewegungsberechnung für eine komplette Roboterkinematik.

Bei einem Gelenkarm berechnet sie beispielsweise, wie sich mehrere Gelenke gleichzeitig bewegen müssen, damit das Werkzeug eine gewünschte Position erreicht.

Eine vollständige Steuerung ist häufig sinnvoll, wenn:

• ein mehrgelenkiger Roboter betrieben wird

• kartesische Zielpositionen programmiert werden

• mehrere Achsen automatisch zusammenarbeiten

• Roboterprogramme gespeichert werden

• eine Bedien- und Programmieroberfläche benötigt wird

• Greifer, Sensoren oder Maschinen eingebunden werden

Für eine einzelne Linearachse wäre eine solche Steuerung dagegen häufig umfangreicher als notwendig.

Werkzeug- und Greifersteuerungen

Werkzeugsteuerungen bedienen nicht den gesamten Roboter, sondern einen angeschlossenen Greifer oder Endeffektor.

Je nach Werkzeug können sie beispielsweise übernehmen:

• Greifer öffnen und schließen

• Druck oder Greifkraft einstellen

• Vakuum ein- und ausschalten

• Positionen oder Zustände zurückmelden

• Prozessparameter speichern

• Signale mit der Robotersteuerung austauschen

Eine Werkzeugsteuerung ergänzt die eigentliche Robotersteuerung. Sie ersetzt sie nicht.

Kommunikationsmodule

Kommunikationsmodule verbinden die Robotersteuerung mit einer SPS, Maschine oder einem übergeordneten System.

Darüber lassen sich beispielsweise folgende Signale übertragen:

• Startfreigabe

• Maschine bereit

• Werkstück vorhanden

• Greifer geschlossen

• Roboterprogramm beendet

• Störung aufgetreten

Ein Kommunikationsmodul wird vor allem dann relevant, wenn eine bestimmte industrielle Schnittstelle ergänzt werden soll.

Vor der Auswahl sollte bekannt sein, welche Kommunikationsarten von Robotersteuerung, SPS oder Maschine unterstützt werden.

Schaltschränke und vormontierte Steuerungen

Ein Schaltschrank bündelt Steuerungskomponenten, Stromversorgung, Anschlüsse und weitere elektrische Bauteile in einem geschützten Aufbau.

Vormontierte Systeme können sinnvoll sein, wenn:

• mehrere Motorsteuerungen eingesetzt werden

• mehrere Achsen gemeinsam betrieben werden

• Netzteile und Anschlüsse zentral untergebracht werden sollen

• eine übersichtliche Installation gewünscht ist

• eine individuelle Automatisierungslösung aufgebaut wird

Je nach Ausführung können bereits Motorsteuerungen, Netzteile, Klemmen oder Bedienelemente enthalten sein.

Produktauswahl nach Anlagenkonzept

Robotersteuerung, Motion Controller oder Motorsteuerung?

Die Begriffe werden häufig ähnlich verwendet, erfüllen aber unterschiedliche Aufgaben.

Für eine einzelne Achse genügt häufig eine Motorsteuerung. Bei einem Portal mit mehreren koordinierten Achsen kann ein Motion Controller sinnvoll sein. Ein Gelenkarmroboter benötigt dagegen in der Regel eine vollständige Robotersteuerung.

Robotersteuerung oder SPS?

Eine SPS und eine Robotersteuerung sind nicht dasselbe. In vielen Anlagen arbeiten beide Systeme zusammen.

Die SPS koordiniert häufig den übergeordneten Maschinenablauf. Die Robotersteuerung berechnet und steuert die Roboterbewegungen.

Ein einfacher Ablauf bei der Maschinenbeschickung kann so aussehen:

1. Die SPS meldet, dass die Maschine bereit ist.

2. Die Robotersteuerung startet das passende Programm.

3. Der Roboter nimmt das Werkstück auf.

4. Der Greifer wird über einen Ausgang oder eine eigene Werkzeugsteuerung betätigt.

5. Die Robotersteuerung meldet den abgeschlossenen Vorgang zurück.

Nicht jede Anwendung benötigt eine zusätzliche SPS. Bei kleinen, eigenständigen Roboterstationen können manche Abläufe direkt über die Robotersteuerung umgesetzt werden.

Was bedeutet offene Robotersteuerung?

Eine offene Robotersteuerung bietet Möglichkeiten, zusätzliche Hardware, Software oder eigene Programme einzubinden.

Mögliche Merkmale sind:

• dokumentierte Schnittstellen

• Unterstützung gängiger Kommunikationsprotokolle

• Einbindung externer Software

• Anschluss zusätzlicher Geräte

• Nutzung eigener Bedienoberflächen

• Zugriff über APIs

„Offen“ bedeutet jedoch nicht automatisch, dass jede Komponente ohne Anpassung verbunden werden kann. Entscheidend ist, ob die benötigten Geräte, Protokolle und Funktionen tatsächlich unterstützt werden.

Welche Angaben helfen bei der Auswahl?

Für eine erste Orientierung ist noch keine vollständige technische Planung erforderlich.

Roboter oder Achssystem

Hilfreich sind Hersteller, Modell und Anzahl der Achsen. Falls noch kein Roboter ausgewählt wurde, reicht zunächst eine Beschreibung der gewünschten Bewegung.

Geplante Anwendung

Typische Beispiele sind:

• Teile aufnehmen und ablegen

• Maschine be- und entladen

• Kartons palettieren

• Portal oder Linearachse bewegen

• Werkstücke prüfen

• Material dosieren

• Drehtisch positionieren

Die Aufgabe zeigt, welche Bewegungs-, Signal- und Kommunikationsfunktionen benötigt werden.

Weitere Komponenten

Falls bereits bekannt, sollten auch Greifer, Sensoren, Kameras, Fördertechnik oder Produktionsmaschinen berücksichtigt werden.

Dadurch lässt sich besser einordnen, welche Anschlüsse und Schnittstellen erforderlich sind.

Bedienung und Programmierung

Die Anlage kann je nach System beispielsweise eingerichtet werden:

• über Teach-Pendant

• über grafische Software

• über Webbrowser

• über SPS

• über einen angeschlossenen PC

Die Bedienung sollte zur Anwendung und zu den Kenntnissen des zuständigen Teams passen.

Fehlende Details können im weiteren Planungsverlauf geklärt werden. Bei offenen technischen Fragen unterstützen die RBTXperts bei der passenden Zusammenstellung.

Anwendungsmatrix für Robotersteuerungen

Betriebsarten einer Robotersteuerung

Je nach Hersteller und System können unterschiedliche Betriebsarten vorhanden sein.

Die genaue Funktion und Bezeichnung hängt von der jeweiligen Steuerung ab. Die gewählte Betriebsart allein macht eine Anwendung nicht sicher.

Robotersteuerung und Sicherheit unterscheiden

Die normale Robotersteuerung organisiert Bewegungen und Prozessabläufe. Sicherheitsbezogene Funktionen müssen davon unterschieden werden.

Je nach Anwendung können weitere Komponenten erforderlich sein, beispielsweise:

• Not-Halt

• Schutztürüberwachung

• Sicherheitssensoren

• Sicherheitsrelais

• sichere Steuerung

• sichere Begrenzung von Bewegungen

Welche Schutzmaßnahmen notwendig sind, ergibt sich aus der Risikobeurteilung der vollständigen Anlage. Eine SPS oder ein Roboter Controller ist nicht automatisch eine Sicherheitssteuerung.

Häufige Fragen zu Robotersteuerungen

Was ist eine Robotersteuerung?

Eine Robotersteuerung verarbeitet Programme und Signale, berechnet Bewegungen und steuert Motoren sowie angeschlossene Komponenten.

Welche Steuerung eignet sich für eine einzelne Linearachse?

Für eine einzelne Linear- oder Positionierachse ist häufig eine kompakte Motorsteuerung ausreichend. Die konkrete Eignung hängt vom Motor und der gewünschten Ansteuerung ab.

Welche Steuerung eignet sich für einen Portalroboter?

Für mehrere koordinierte Achsen kommen häufig Motion Controller oder mehrere abgestimmte Motorsteuerungen infrage.

Wann wird eine vollständige Robotersteuerung benötigt?

Eine vollständige Robotersteuerung ist in der Regel erforderlich, wenn mehrere Gelenke oder Achsen als gemeinsame Roboterkinematik bewegt werden.

Was ist der Unterschied zwischen SPS und Robotersteuerung?

Die Robotersteuerung berechnet hauptsächlich die Roboterbewegungen. Eine SPS koordiniert häufig den übergeordneten Ablauf der Maschine oder Anlage.

Was ist ein Roboter Controller?

„Roboter Controller“ ist die international gebräuchliche Bezeichnung für eine Robotersteuerung.

Wird für einen Greifer eine eigene Steuerung benötigt?

Das hängt vom Greifer ab. Einfache Modelle können direkt über Ein- und Ausgänge geschaltet werden. Andere benötigen eine eigene Controlbox.

Wann wird ein Kommunikationsmodul benötigt?

Ein Kommunikationsmodul ist relevant, wenn eine zusätzliche Schnittstelle zu SPS, Maschine oder Netzwerk ergänzt werden muss.

Ist die Steuerung immer beim Roboter enthalten?

Das hängt vom jeweiligen Angebot ab. Einige Roboter werden mit Steuerung angeboten, bei anderen muss sie separat ausgewählt werden.

Müssen alle Schnittstellen schon vor der Anfrage bekannt sein?

Nein. Für die erste Orientierung reichen häufig Robotermodell, Anwendung und die vorgesehenen Zusatzkomponenten.

Passende Robotersteuerung auswählen

Auf RBTX lassen sich Motorsteuerungen, Motion Controller, Kommunikationsmodule, Werkzeugsteuerungen und vollständige Robotersteuerungen vergleichen.

Kostenlose Beratung per Videocall

Im kostenlosen 30-minütigen RBTXpert-Videocall können Anwendung, Achszahl, Robotermodell und benötigte Schnittstellen gemeinsam eingeordnet werden.

Kompatible Komponenten zusammenstellen

Die RBTXperts unterstützen bei Bedarf dabei, Steuerung, Motor, Software, Greifer und Kommunikation passend zu kombinieren.

Anwendung vor dem Kauf testen

Mit einem Machbarkeitstest lässt sich prüfen, ob Roboter, Steuerung, Software und weitere Komponenten wie geplant zusammenarbeiten.

Schlüsselfertige Lösung anfragen

Bei einer vollständigen Automatisierungslösung werden Steuerung, Schaltschrank, Bedienung, Programmierung, Schnittstellen und Integration gemeinsam eingeplant.

Nächster Schritt: Robotersteuerungen vergleichen, kostenlose Beratung buchen oder eine komplette Automatisierungslösung anfragen.