ABB Automation GmbH nutzt EPLAN Electric P8 für die Elektrokonstruktion
In der Elektrokonstruktion gehört ABB zu den Ersten, die auf EPLAN Electric P8 setzten – mit Erfolg.
Das Unternehmen ABB Automation GmbH ist sowohl im Produktgeschäft als auch in ausgewählten Applikationslösungen mit Robotern außerordentlich erfolgreich. In der Elektrokonstruktion gehört ABB zu den Ersten, die auf EPLAN Electric P8 setzten – mit Erfolg. Die Migration von EPLAN 5.70 auf P8 ist gelungen, das Unternehmen ist sehr zufrieden, wie ein Erfahrungsbericht des Geschäftsbereichs „Robot Automation & Products“ zeigt. Ein Roboter allein macht noch keine Automatisierungslösung. Der Anwender, der umfassend automatisieren will, benötigt ein Komplettsystem, bei dem der Roboter nur eine – wenn auch die wichtigste – Komponente ist. Zu diesem System gehört u.a. ein meist individuell entwickelter, komplexer Greifer, die erforderliche Sicherheitstechnik und oft auch zusätzliche Positionierer. Darüber hinaus muss der automatisierte Arbeitsplatz in den Gesamtprozess eingebunden sein. Das gilt sowohl auf der „Hardware“-Seite, wo man die entsprechende Förder- und Handhabungstechnik benötigt, wie auch für die Software. Hier sind nicht selten Eingriffe in die Steuerungen der angrenzenden Maschinen erforderlich, um den Roboter optimal in den Produktionsprozess einzubinden.
Applikationslösungen „rund um den Roboter“
Genau dies ist das Aufgabengebiet der ABB Automation GmbH in Friedberg/ Hessen. Hier werden – auf der Basis des umfangreichen ABB- Roboterprogramms – individuelle Lösungen für das Systemgeschäft sowie Funktionspakete für definierte Anwendungen entwickelt. Das Unternehmen ist in mehrere Geschäftsbereiche gegliedert; die Sparte „Robot Automation & Products“ (RAP) mit rund 120 Mitarbeitern entwickelt und fertigt u.a. komplette Roboterzellen für die Automobilzulieferindustrie und andere Industriebereiche. In einem typischen Anwendungsfall entnehmen beispielsweise Roboter Rohteile aus einer Maschine, entgraten und bearbeiten sie und übernehmen danach auch die Verpackung und Palettierung.
Entwicklung mit Bewegung
Auch beim Engineering dieser Systemlösungen ist der Roboter zunächst der Ausgangspunkt. Im Unterschied zu den meisten anderen Konstrukteuren im Maschinenbau gehen die Ingenieure des ABB-Geschäftsbereichs RAP allerdings nicht von statischen Zeichnungen aus, sondern von bewegten Modellen. Key-User Marc Haarmeyer, Elektro-Engineering : „Wir gehen von einem 3D-Modell aus, das die Bewegungsabläufe von Maschine und Roboter vollständig virtualisiert.“ Die einzelnen Robotertypen sind in der Bibliothek dieses Simulationsprogramms als Modul vorhanden; die jeweiligen Umgebungsbedingungen werden individuell eingegeben. Auch zeitabhängige Faktoren wie Durchsatzleistung und Taktzeit lassen sich auf diese Weise eindeutig simulieren. ABB nutzt hier u.a. das eigene Tool „RobotStudio“ auf Basis einer virtuellen Robotersteuerung.
Elektro-Engineering mit EPLAN Electric P8: Sofort überzeugend
Zu den Aufgaben des Elektro-Engineerings gehört die Planung und Dokumentation der gesamten Elektrotechnik und Elektronik einschließlich der Roboterprogrammierung und der SPS-Programmierung für die Peripherie. Dabei arbeitet man eng mit Kollegen aus anderen Abteilungen zusammen. Marc Haarmeyer: „Mechanische und elektrische Konstruktion legen gemeinsam mit dem Projektmanager die Eckdaten fest und besprechen regelmäßig den Arbeitsfortschritt.“ Als EPLAN die EPLAN Plattform und mit ihr das CAE-System EPLAN Electric P8 vorstellte, gab es für die Elektro-Konstrukteure keinen Zweifel, dass man dieses System frühzeitig einsetzen wollte: Die Kombination von Grafik- und Objektorientierung überzeugte die Verantwortlichen sofort, ebenso die komfortable Bedienoberfläche und die Navigatoren, die die Arbeit vereinfachen.
Automatisieren einer Pressen- linie: Flexibel hinsichtlich auto- matischen Handlings von Formaten und Materialien sind die Entstapel- und Beschickungs- anlage sowie die Wasch- und Beölstation von ABB Robotics.
Aufbau eines Bedienfeldes mit Bemaßung und hinterlegter Logik in EPLAN Electric P8.
Anbindung unterschiedlicher Busmodule an den intern bei ABB-verwendeten CAN- DeviceNet.
Auch zur Verpackung (hier Shampoo-Flaschen) werden ABB-Roboter eingesetzt.
Vorlageprojekte aus EPLAN 5.70 konvertiert
Die Migration musste aber sorgfältig vorbereitet werden. Denn da es im Konstruktionsalltag immer wieder Projekte mit Standardmodulen wie z.B. bestimmten Greifern gibt, haben die Konstrukteure diese Module in der Vergangenheit, d.h. in EPLAN 5.70, als Seite abgelegt. Marc Haarmeyer, Key-User der Abteilung: „Auf diese Weise standen uns auf Knopfdruck Vorlageprojekte zum Beispiel für Schweißroboter zur Verfügung. Das erleichtert die Arbeit ganz wesentlich.“ Um diese Module von EPLAN 5.70 auf die neue EPLAN Plattform zu transferieren, mussten die einzelnen Seiten jedoch bestimmte Voraussetzungen erfüllen, die EPLAN und ABB im ersten Schritt gemeinsam definiert haben. Anschließend wurden die Datenbestände konvertiert, und seitdem profitiert das Elektro-Engineering von den Vorteilen, die EPLAN Electric P8 bietet. Marc Haarmeyer: „Die Konstrukteure empfinden z.B. den Schaltplan-Navigator als sehr hilfreich, mit dem man bei Detailarbeiten an Klemmen und anderen Komponenten auf Wiederholarbeiten verzichten kann. Überhaupt ist das an Windows orientierte Handling sehr viel einfacher, zugleich stehen mehr Möglichkeiten der automatischen Generierung zur Verfügung: Stücklisten und Bestelllisten können z.B. schnell und vor allem getrennt erzeugt werden. So ist die Stückliste im Schaltplan für jedes Bauteil aufgegliedert und der Einkauf erhält im Anschluss an die Konstruktion eine zusammengefasste Bestellliste. Die Navigatoren und die Blockbearbeitung beschleunigen zusätzlich die Projektarbeit. Diese Automatisierung des Engineerings ist für uns die Zukunft des CAE.“
Durchgängiges Arbeiten
Wenn demnächst auch die schwedischen Kollegen der Entwickler in Friedberg den Umstieg von EPLAN 21 auf EPLAN Electric P8 vollziehen, werden die Vorteile nochmals offensichtlicher sein. Denn dann lassen sich die Elektro-Schaltpläne des Roboters und der Applikation in einem System entwickeln. Schon jetzt profitiert man vom durchgängigen Engineering zwischen mechanischer und Elektrokonstruktion. Denn die MCAD-Kollegen setzen Autodesk Inventor ein, also das System, das EPLAN ebenfalls anbietet und unterstützt. Marc Haarmeyer: „Das passt hervorragend – beide Gewerke arbeiten nahezu auf einer Plattform.“ Auch andere Abteilungen in Friedberg mit eigener Elektrokonstruktion bereiten die Einführung von EPLAN Electric P8 vor, z.B. der Geschäftsbereich „Paint“, der robotergestützte Systemlösungen für Lackier-Applikationen entwickelt.
Der virtuelle Prototyp entsteht parallel zum Projektfortschritt auf ECAD- und MCAD-Ebene wird die projektspezifische Simulation fortwährend auf dem aktuellen Stand gehalten. Beispielsweise spielt man die Roboterprogrammierung auf die Simulations-Software auf, sobald sie geschrieben ist. Dann kann man am Rechner die virtuellen Arbeitsabläufe der Roboterzelle oder –linie realitätsnah beobachten und frühzeitig, weit vor der Inbetriebnahme, verifizieren, ob das System die im Pflichtenheft geforderte Leistung erbringt. Mit diesen virtuellen Prototypen beschleunigt man die Entwicklung und demonstriert auch dem Kunden stets den Projektfortschritt.
Auf dem Weg zur mechatronischen Konstruktion
Als nächste Schritte in der Automatisierung des Engineering-Prozesses stehen für Marc Haarmeyer und seine Kollegen die Einbindung der Pneumatik mit EPLAN Fluid und die Verwendung von Schaltplanmakros mit definierten Wertesätzen auf der Agenda. Mittelfristig will man auch das EPLAN Engineering Center einsetzen, das einen nochmals höheren Automatisierungsgrad erlaubt. Dann werden auch Elektro- und mechanische Konstruktion noch enger zusammenarbeiten, weil sie mit gemeinsamen Modulen und auf einer gemeinsamen Datenbasis konstruieren.
Auf der Automatica: Aktuelle Trends der Robotertechnik
ABB Robotics gehört zu den weltweit führenden Roboterherstellern und wird auf der Automatica nicht nur neue Robotergenerationen, sondern auch aktuelle Trends der Robotertechnik präsentieren. Dazu gehören z.B. neue Sicherheitskonzepte: Künftig werden Mensch und Roboter immer häufiger „Hand in Hand“ und ohne trennenden Schutzzaun arbeiten. Auch die Kooperation von Robotern untereinander ist bereits Realität: Für die automatisierte Fertigung von Solarmodulen hat ABB Automation z.B. Lösungen realisiert, bei denen vier Roboter gleichzeitig ein Modul löten. Im Trend ist auch die verstärkte Einbindung der Sensorik mit dem Ziel, die Bearbeitungsprozesse zu optimieren: ABB hat hier mit der „Force Control“ ein System vorgestellt, das bei robotergestützten Bearbeitungsschritten wie dem Fräsen die auf das Werkstück ausgeübten Kräfte misst und den Roboter entsprechend steuert. Zwei „Großtrends“ der gesamten Automatisierungstechnik sind schließlich die Mechatronik, d.h. die verstärkte Verknüpfung von Mechanik und Elektronik, und die Automatisierung der Entwicklungs- und Konstruktionsprozesse. Diesen Trends trägt ABB Automation mit dem Einsatz der EPLAN Plattform und der Simulation-Software Rechnung.
