Die Firma Zellwag muss ihre Roboter fast nicht mehr programmieren – dank einer «ready-to-use»-Lösung von Siemens. Um einen Roboter zu integrieren, reichen Kenntnisse im Umgang mit dem TIA Portal aus.

Die Füll- und Verschliessanlagen der Zellwag Pharmtech AG in Frauenfeld sind in der Pharma- und Kosmetikindustrie weltweit gefragt. In den Anlagen werden auch Roboter eingesetzt. Das Modell Z-810 R-x der Zellwag AG in Frauenfeld wurde zum Beispiel für ein Pharmaunternehmen in Russland entwickelt, um Hyaluronsäure in Spritzen, Ampullen und Fläschchen abzufüllen.

Dazu wird die Hyaluronsäure in einem Reinraum gemischt, durch den Roboter der Marke Stäubli in sterile Gefässe abgefüllt und unter Vakuum mit einem Stopfen verschlossen. Noch sind Roboter in diesem Anwendungsbereich nicht Standard, die Vorteile liegen jedoch auf der Hand: Die Robotertechnologie reduziert Bedienereingriffe und sichert die Einhaltung der Reinraumanforderungen im Betrieb.

Technologieobjekte vereinfachen die Programmierung

Im Pharmabereich ist Hygiene oberstes Gebot. Die leeren Ampullen oder Fläschchen werden in steril verpackten Gebindenestern angeliefert und unter Reinraumbedingungen vollautomatisch geöffnet. Die Bewegungen dabei müssen präzis und geschmeidig sein – nur so kann eine unnötige Partikelbildung verhindert werden. Diese Herausforderung meistert die S7-1500 Technologie-CPU. In der Steuerung sind sogenannte Technologieobjekte für erweiterte «Motion Control»-Funktionalitäten ergänzt, die eine einfache Sicht auf verschiedene Bewegungsabläufe erlauben.

Steuerung, Synchronisation der Achsen und die Interpolation müssen nicht mehr von Hand programmiert werden.

Eines davon ist das Technologieobjekt Kinematik, das bis zu vier interpolierende Achsen ansteuert, um ein Werkzeug im Raum zu bewegen. Die Programmierung ist einfach: Der Entwickler erstellt im TIA Portal ein Kinematik-Technologieobjekt, fügt den gewünschten Kinematiktyp hinzu, weist der Kinematik die Achsen zu, parametriert die Mechanik und programmiert auf der Basis von PLCopen Funktionsbausteinen die Bewegung des Tool Center Points. Steuerung, Synchronisation der Achsen und die Interpolation müssen nicht mehr von Hand programmiert werden.

Wiederverwendbare Softwaremodule einsetzen

Ahmad Asraf, Teamleiter Automation bei Zellwag, arbeitet gern mit den Technologieobjekten: «Die Objekte sind grafisch dargestellt und intuitiv zu bedienen.» Vor dem Einsatz der T-CPU war das Engineering aufwendig. Laut Asraf konnte durch den Einsatz der T-CPU aber 50 % Aufwand im Engineering der Motion Control Funktionalitäten eingespart werden. «Siemens hat die Schnittstellen standardisiert. So können wir wiederverwendbare Softwaremodule einsetzen und sparen deutlich Zeit bei neuen Projekten.»

Roboter einfach integriert

Basierend auf einer «TIA Portal»-Bibliothek lässt sich der Roboter im Engineering-Tool von Siemens programmieren. Dank einer «ready-to-use»-Lösung hatte Zellwag für die Robotik nahezu keine Programmieraufwände mehr: Um einen Roboter zu integrieren, reicht Kenntnis im Umgang mit dem TIA Portal aus. Und Siemens hat die Applikation flexibel ausgelegt: Möchte ein Kunde mit einem anderen Roboterhersteller arbeiten, muss er lediglich die herstellerspezifische Bibliothek austauschen.

Asraf ist begeistert von dieser Lösung: «Die Applikation hat die Programmierung der Anlage massiv erleichtert.» Ohne sie müssten die Ingenieure den Roboter für jedes Gebindenest separat konfigurieren – bei über 100 verschiedenen Nestlayouts wäre dies ein enormer Aufwand. «Bereits bei der Programmierung für das erste Flaschennest haben wir dank der Applikation 30 % der Zeit eingespart.

Bei jedem weiteren Gebindenest, das wir der Anlage zuweisen, sind wir nun sogar doppelt so schnell wie früher», so Asraf. Bedient wird die Anlage über das HMI Touch Panel. In diesem HMI steckt viel Ingenieurleistung: Die Zielkoordinaten können direkt mittels Siemens Mobile Panel angefahren, eingelernt und zu einem Bewegungspfad kombiniert werden.