Von der Roboterintegration zur integrierten Automatisierung
Für Maschinenbauer beginnt die eigentliche Herausforderung dort, wo aus technologischen Möglichkeiten produktive Maschinenkonzepte entstehen. Die zentrale Frage lautet: Wie lassen sich Robotik, Engineering und Automatisierung so verbinden, dass maximale Leistung, Effizienz und Wirtschaftlichkeit erreicht werden?
Die Antwort liegt dort, wo Wertschöpfung entsteht: direkt in der Maschine.
Besonders bei der automatisierten Montage von Kleinteilen entscheidet die Gesamtleistung der Maschine über den Erfolg. Ob Sensoren, Steckverbinder, Schalter, medizinische Einwegprodukte oder elektromechanische Baugruppen: In vielen Anwendungen arbeiten Rundtaktsysteme mit Taktzeiten im Zehntelsekundenbereich. Jeder eingesparte Bruchteil einer Sekunde steigert Produktivität, Ausbringung und Wirtschaftlichkeit unmittelbar. Genau hier zeigt sich, dass Robotik ihren größten Mehrwert nicht als externes Automatisierungsmodul, sondern als integraler Bestandteil der Maschine entfaltet.
Mechanik, Antriebstechnik, Steuerung und Prozesslogik werden in einem durchgängigen Engineering-Ansatz aufeinander abgestimmt und intelligent miteinander vernetzt. Dadurch entstehen hochintegrierte Maschinenlösungen, in denen sämtliche Komponenten optimal zusammenspielen. Das Ergebnis sind reduzierte Komplexität, maximale Effizienz und Prozessabläufe, die konsequent auf höchste Produktivität ausgelegt sind.
Im Bereich der Kleinteilmontage durchlaufen die Werkstücke dabei auf einem Rundtakttisch verschiedene Montage-, Füge-, Prüf- oder Handhabungsstationen. Während das Bauteil von Station zu Station transportiert wird, erfolgt an jeder Position ein exakt definierter Arbeitsschritt. Das ermöglicht kurze Taktzeiten, kompakte Maschinenkonzepte und eine hohe Ausbringung auf minimaler Stellfläche.
Viele dieser Montage- und Handhabungsaufgaben werden traditionell mit Linearsystemen umgesetzt. Solche Lösungen sind leistungsfähig, erfordern jedoch häufig eine aufwändige mechanische Abstimmung der einzelnen Achsen. Jede Bewegung muss konstruktiv definiert, synchronisiert und bei Produktänderungen oftmals mechanisch angepasst werden. Mit steigender Prozesskomplexität wächst dadurch auch der Engineering-Aufwand. Der Einsatz proprietäre Robotersystem reduziert diesen Aufwand nur bedingt. Durch ihre eigene Steuerungsarchitektur entstehen zusätzliche Datenschnittstellen, die in die Anlagensteuerung integriert werden müssen. Zudem ist ein direkter Zugriff auf die Antriebsregelung häufig nicht möglich. Auch der Austausch von Safety-Signalen zwischen Roboter- und Anlagensteuerung verursacht zusätzlichen Integrationsaufwand.
Hier bietet die Integration einer Robotermechanik entscheidende Vorteile. Bewegungsabläufe werden nicht mehr durch die Mechanik vorgegeben, sondern softwareseitig über die Kinematik beschrieben. Ein sCara-Roboter etwa kann unterschiedliche Positionen, Orientierungen und Abläufe innerhalb derselben Station flexibel ausführen, ohne dass zusätzliche mechanische Achsen oder Umbauten erforderlich sind. Gleichzeitig reduziert sich die Anzahl der Komponenten, während die Beweglichkeit des Systems steigt.
Besonders in modernen Montageanlagen, die Varianten, Produktwechsel oder zukünftige Erweiterungen berücksichtigen müssen, zeigt die maschinenintegrierte Robotik ihre besonderen Stärken. Der Roboter arbeitet nicht als externe Automationseinheit, sondern wird zur Funktion innerhalb des Rundtaktsystems. Programmierung, Diagnose, Bedienung und Service erfolgen über dieselbe Automatisierungsplattform wie die gesamte Maschine. Dadurch entstehen klare Strukturen im Engineering und eine hohe Verfügbarkeit im Betrieb.
Der Roboter als spezialisierte Komponente
Für diese Anwendungen setzt Bertram Elektrotechnik GmbH auf Mechaniken von autonox Robotics. Neben DELTA Mechaniken (3, 4, 5 Achs Kinematiken), kommt beispielsweise die sCara-Mechanik sCara4-800-6kg (AT_00024) zum Einsatz, eine kompakte Kinematik mit 800 mm Reichweite und 6 kg Traglast, die speziell für dynamische Handling- und Montageaufgaben ausgelegt ist.
Dabei folgt die Mechanik konsequent dem autonox Robotics Komponentenprinzip. Die Robotermechanik wird unabhängig von Steuerung und Antrieb bereitgestellt und kann optimal an die Anforderungen der jeweiligen Maschine angepasst werden. Für den Maschinenbauer entsteht dadurch die Freiheit, die Robotik nahtlos in die bevorzugte Automatisierungsarchitektur einzubinden.
Siemens als gemeinsame Plattform
Die eigentliche Stärke entfaltet sich durch die Verbindung mit der Siemens Automatisierungswelt. autonox Robotermechaniken mit Siemens Servomotoren lassen sich vollständig in SIMATIC Technologie-CPUs, SINAMICS Antriebssysteme und SIMOTICS Servomotoren integrieren. Programmierung, Motion Control und Robotik erfolgen innerhalb des TIA-Portals und werden damit zum integralen Bestandteil der Maschinensteuerung.
Motoren, Antriebe und Roboterachsen werden nicht als eigenständiges Robotersystem behandelt. Stattdessen nutzt die gesamte Anlage dieselbe Steuerungs- und Motion-Control-Plattform. Der Roboter verhält sich aus Sicht des Maschinenbauers wie jede andere Maschinenachse, ergänzt um die notwendigen kinematischen Funktionen. Dies reduziert Schnittstellen, vereinfacht das Engineering und schafft maximale Transparenz über den gesamten Prozess.
Bertram als Integrator komplexer Montageprozesse
Als LINKED Integrator von autonox und auch als Siemens Solutionpartner steht Bertram für die Entwicklung anspruchsvoller Automatisierungs-, Montage- und Produktionsanlagen. Die Kombination aus Maschinenbau, Elektrotechnik, Bildverarbeitung und Softwareentwicklung schafft die Grundlage, Robotik als festen Bestandteil komplexer Fertigungsprozesse einzusetzen.
Gerade in hochdynamischen Montageprozessen profitieren Anwender von diesem integrativen Ansatz. Robotik, Zuführtechnik, Prüftechnik und Montageabläufe werden nicht getrennt entwickelt, sondern von Beginn an als abgestimmte Einheit betrachtet. Dadurch entstehen kompakte Maschinenkonzepte mit hoher Leistungsfähigkeit und klar definierten Verantwortlichkeiten.
Die Rolle des Integrators ist dabei entscheidend: Erst durch die intelligente Verbindung von Komponenten, Software und Maschinen-Know-how entsteht aus einzelnen Technologien eine produktive Gesamtlösung.
Der Roboter verschwindet, die Leistung bleibt
Die Kombination aus autonox sCara-Mechaniken, der Siemens Automatisierungsplattform und der Integrationskompetenz von Bertram zeigt beispielhaft, wie moderne Kleinteilmontage heute umgesetzt werden kann: eine Steuerung, eine Antriebswelt, ein Engineering und ein intelligent geplantes und durchgängiges Maschinenkonzept.
So wird Robotik vom separaten Automatisierungsbaustein zu dem, was sie in leistungsfähigen Rundtaktsystemen sein sollte: eine vollständig integrierte Komponente der Maschine. Denn bessere Robotik beginnt im Digitalen, basiert auf den richtigen Komponenten und entfaltet ihren größten Nutzen dort, wo alles zusammenkommt: in der Maschine.
Über die Partner
Siemens Siemens ist ein weltweit führender Technologie- und Industriekonzern mit Hauptsitz in München und Berlin. Das Unternehmen wurde 1847 von Werner von Siemens gegründet und zählt heute zu den größten Technologie- und Engineering-Unternehmen Europas. Mit seinen Automatisierungs- und Digitalisierungslösungen unterstützt Siemens Kunden in Industrie, Infrastruktur, Mobilität und Gesundheitswesen. Zu den wichtigsten Industrieplattformen gehören SIMATIC, SINAMICS und das Totally Integrated Automation (TIA) Portal, die eine durchgängige Umgebung für Engineering, Motion Control und Maschinenautomatisierung bieten und eine effiziente Integration von Hard- und Software ermöglichen
Bertram Elektrotechnik GmbH Die Bertram Elektrotechnik GmbH ist ein mittelständisches Technologieunternehmen mit Sitz in Bevern (Niedersachsen). Das Unternehmen wurde 1949 gegründet. Bertram ist spezialisiert auf die Entwicklung und Realisierung kundenspezifischer Automatisierungs-, Montage- und Produktionsanlagen. Das Unternehmen vereint Kompetenzen in Maschinenbau, Elektrotechnik, Bildverarbeitung und Softwareentwicklung und begleitet Kunden von der Konzeption bis zur fertigen Produktionslösung.
autonox Robotics GmbH autonox Robotics GmbH aus Willstätt (Baden-Württemberg) entwickelt und produziert steuerungsunabhängige Robotermechaniken für den Maschinen- und Anlagenbau. Das 2002 gegründete Unternehmen verfolgt einen komponentenbasierten Ansatz, bei dem Robotermechanik, Antriebstechnik und Steuerung voneinander entkoppelt sind. Dadurch können Maschinenbauer Robotik nahtlos in ihre bevorzugte Automatisierungsumgebung integrieren und individuelle Maschinenkonzepte realisieren. Die Produktpalette umfasst sCara-, DELTA- und KNICKARM Mechaniken für anspruchsvolle Handling- und Montageaufgaben.