Kezdődik a folyamat: a hattengelyes robot fizikai mozgatóegysége nagy pontossággal közelíti meg az alkatrésztárolót. A két minivákuum egymás után veszi fel a különböző alumínium alkatrészeket. A Ballufftól származó SmartLight jelzőfény jelzi a változásokat. A robot a saját alaptengelye körül forog, és minden alkatrészt kiváló pontossággal helyez el a megfelelő helyre. A fogókar ezután visszatér, és a művelet elölről kezdődik, és így ismétlődik tovább.
Ez a példa nem egy teljesen automatizált szerelősort példáz az autóipari szektorból, hanem egy, az Ipar 4.0 kezdeményezésen alapuló, csökkentett méretarányú rendszert, amely a németországi Bayreuth városában a Stäubli Robotics által üzemeltetett továbbképzési központban található. Az egyébként svájci székhelyű Stäubli Robotics ipari robotokat fejleszt és gyárt, kínálata pedig rendkívül impozáns, hiszen nemcsak kicsi, négytengelyes, hanem akár nagy méretű, hattengelyes robot is fellelhető kínálatukban. A robothardverekből álló kínálatot a vezérlők és szoftverek teszik teljes egésszé.
A bayreuthi képzési központban az olyan alkalmazástechnikai és a fejlesztőmérnökök számára tart továbbképzéseket a Stäubli, akik a cégük gyártási folyamataiba robotikai megoldásokat kívánnak integrálni. A képzési programok résztvevői megismerkedhetnek az alkalmazástechnikai lehetőségek széles tárházával, illetve magukkal a kezelő-, szerelő- és tesztelőalkalmazásokkal is. A bayreuthi képzési központba telepített robotokat 10 kg teher kezelésére készítették fel, annak szellemében, hogy a résztvevők teljeskörűen megismerhessék az ipari robotokkal megvalósítható lehetőségeket.
A robotok számos iparágban megszokott látványt jelentenek, hiszen nemcsak a közepes, hanem még a kis gyártócégek is hamar felismerték, mennyire jótékony hatással lehet a gyártásra az ipari robotok hatékony integrálása a gyártási tevékenységeikbe, és mindezekhez mennyire jó támogatást nyújtanak a különféle eszközök és szoftverek.
Az eddig felvázolt demonstrációs összeállítás része a Balluff által szállított rádiófrekvenciás azonosító (RFID) rendszer is. A demóban használt valamennyi alkatrészt ellátták egy olyan chippel, ami alkalmas az aktuális gyártási állapot és egyéb releváns információk tárolására. A tartóban elhelyezett, integrált processzoros olvasó/író fej regisztrálja az alkatrészek aktuális állapotát a tárolóból való kivételkor, majd az információt továbbítja az IO-Link protokollon keresztül a központi vezérlőegységnek. A Balluff RFID-rendszerei támogatják az adatok olvasását és írását is, számos nyomon követési lehetőség előtt megnyitva az utat a gyártás során. A szelepvégpont parancsot küld a vákuumrendszernek, az új fejlesztésű SmartLight LED-es jelzőfényrendszer jelzi az alkatrésztároló töltöttségi állapotát, a hibaüzeneteket vagy javasolt lépéseket stb.
Az eddig vázolt mintaalkalmazás leginkább figyelemre méltó aspektusa, hogy nincs vezérlőszekrény és kábelköteg a robot körül, illetve nincs túlzott kábelezési kényszer, semmilyen tekintetben. Ennek az oka nem más, mint az hogy a teljes rendszer megvalósítására az IO-Link 1.1-es verziójával került sor. Az IO-Link egy pont-pont összeköttetési rendszer a buszrendszer szintje alatt, amelyet az IEC 61131-9 nemzetközi szabvány szerint tanúsítottak, és az alkalmazott terepi busztól függetlenül működik együtt az egyes gyártók különféle megoldásaival. A soros, digitális I/O interfész a buszrendszer szintjére a szenzorokat és a beavatkozókat háromvezetékes kábellel és egy IO-Link mesterhez kapcsolódó csatlakozóval illeszti. Az RFID-rendszer, a szelepvégpont és az IO-Link SmartLight mind az IO-Link mestervezérlőhöz csatlakoznak egy szabványos, kedvező ár/érték arányú, vonólánc-kompatibilis Balluff BCC M12 standard kábelen keresztül. A robusztus, második generációs, kijelzővel, hálózatkapcsolóval és webszerverrel is rendelkező buszmodul tökéletesen alkalmas terepi használatra, és minden IO-Link jelet teljes megbízhatósággal továbbít a Stäubli vezérlő felé a standard buszkábeles kapcsolaton keresztül. Ellentétes irányban az IO-Link a vezérlőadatokat egészen a legutolsó szintig irányítja el, szintén megkérdőjelezhetetlen megbízhatósággal.
Günter Heinendirk, a Stäubli képzésekért felelős vezetője azon van, hogy a képzési központban különféle ügyféligényeket szimuláljon a lehető legteljesebb mértékben. „Demóink során maguk a robotjaink töltik be a demonstrátor szerepét, saját pontosságukat komplex terhek tökéletes pontosságú kezelésével bizonyítják, amelyben szenzoraik és beavatkozóik úgy vannak segítségükre, mint nekünk, embereknek a szemünk, fülünk és kezünk. A képzési programok alkalmával a résztvevőknek azt próbáljuk átadni, hogyan képesek kihasználni a Stäubli robotok univerzalitását, rugalmasságát és hatékonyságát saját alkalmazásaikban” – magyarázta Heinendirk. Mivel a valódi ügyfélalkalmazások csak egy bizonyos fokig szimulálhatók egy-egy ilyen képzési program alkalmával, Heinendirk olyan megoldást keresett, amely egyszerű technológiai és elektronikai megoldásokkal lehetővé teszi az ideális gyártási környezet jellegazonos prezentálását a képzések során – mindezt komplikált huzalozás és vezérlőszekrények nélkül, a valódi terepi alkalmazásokban implementált megoldásokhoz hasonlóan.
„Azonnal tudtam, hogy az IO-Link által szolgáltatott megoldás lesz az ideális a robotikai kötődésű alkalmazásokhoz: a rendszer egyszerű, és a szenzorok és beavatkozók univerzális huzalozását teszi lehetővé. Rengeteg időt és pénzt takarít meg, és minden buszrendszerrel kompatibilis” – lelkendezett Günter Heinendirk. A gyors telepítés és beüzemelés, rugalmasság és a karbantarthatóság egyszerűsége minden gyártóüzem és mérnökség számára elsőrangú szempont. Az IO-Link kiválóan megágyaz azon robotok sikerének, amelyek munkája során gyakoriak a változások. „Számunkra az IO-Link rendkívüli meggyőzőerővel rendelkező technológiai megoldás. A kurzusaink résztvevői számára minden alkalommal hamar nyilvánvalóvá válik a rendszer egyszerű konfigurációja, diagnosztikai szolgáltatásai és szervizfolyamatai. Ez igen jó hatással van a robotrendszerek általános elfogadottságára, és egyben remek hozzáadott értéket is képvisel” – állítja magabiztosan Heinendirk.
A képzések résztvevőit minden alkalommal lenyűgözi, amikor megtapasztalják, hogy még bonyolult alkalmazásokat is milyen egyszerűen lehet az IO-Link segítségével összehuzalozni. Példának okáért csak mindössze 5 huzalt kell a roboton keresztül a kontrollerhez átvezetni ahhoz, hogy egy igen összetett markolófejet, 32 szenzort és akár 24 kimenetű szelepvégpontot implementáljunk két Balluff szenzorelosztó és egy kábelkapcsoló segítségével. „Amikor az alkalmazástechnikai és fejlesztőmérnökök megtudják, hogy mennyi időre, anyagra és pénzügyi forrásra van szükség egy ilyen bonyolultságú rendszer implementálásához, valamennyien elképednek” – mondta Heinendirk. Az érzékeny, mégis akár emberikar-vastagságú kábelkötegektől eltérően az IO-Link csupán háromeres vezetékeivel a bonyolult kábelezésből adódó hibák előfordulási valószínűsége drasztikusan csökkenthető.
A hagyományos kábeles megoldások hamar saját korlátaikba ütköznek olyan helyzetekben, ahol az adatcserét rendszeresen kell mobil- és állóhelyzetű gépek között bonyolítani. Ha egy markolós, szerszámváltós alkalmazásnál gyakori és gyors szerszámcserére van szükség, a dugaszolócsatlakozós megoldás csak ritka esetekben képzelhető el jó megoldásként. Van azonban számos olyan helyzet, ahol a Balluff által kifejlesztett, érintkezésmentes energia- és adatátviteli megoldás, a BIC előnyei teljesen nyilvánvalók. Ebben a rendszerben egy csatoló a rendszer stacionárius oldalán, egy másik pedig a „túloldalt”, a mobiloldalon található, amelyek között az energiaátvitelt és adatcserét akár 5 milliméter távolságból is megvalósítja.
A Balluff összeállításainak és IO-Link alkatrészeinek felhasználásával a Stäubli az elmúlt két évben képzési központjában számtalan alkalommal minden kétséget kizáróan bemutatta, mennyire rugalmas, univerzális, letisztult és nagy teljesítményű robotikai megoldások fejleszthetők ki az IO-Link alapján. „Pillanatnyi kihagyások, interferenciák és veszteségek nélkül üzemeltek a megépített robotrendszereink minden üzemállapotban, amelynél az adat- és jelátvitelre mindössze háromeres, árnyékolás nélküli, közönséges kábelezésre és M12 csatlakozókra volt szükség. Részünkről semmi kétség nem fér az IO-Link képességeihez és lehetőségeihez. Az IO-Link-rendszert bármely olyan esetre bátran merjük ajánlani, ahol egyszerű és átlátható kábelezési megoldásra van szükség, és kiemelt szempontként kezelik az idő- és költséghatékonyságot” – zárta le Heinendirk.
