Integratie van robotica wordt kinderspel

De kant-en-klare software-engineeringmodules FAST maken het voor ingenieurs al gemakkelijk om functionaliteiten te programmeren in hun automatiseringslandschap voor allerlei applicaties. Ze kunnen er 80% van het programmeerwerk in 20% van de tijd mee klaren. Voor robotapplicaties was dat vanwege de complexiteit nog niet op de markt. Daar kreeg de programmeur nog altijd het leeuwendeel van het werk, want hij moest nog vision integreren, pick-and-placepatronen inleren, de gripper aansturen, load balancing programmeren bij multirobotsystemen, onderhoudstaken inbouwen, noem maar op … Deze complexiteit zorgt voor hoofdbrekens. Lenze ging daarom een stapje verder. Met de ontwikkeling van een FAST-template voor robotica inclusief digital twin brengt het al die functionaliteiten samen. Voor 80% van de robotapplicaties is het daarmee louter nog een kwestie van configureren in plaats van programmeren. Eindelijk.

Sinds hun introductie op de markt, intussen meer dan twaalf jaar geleden, vinden de FAST-modules gretig aftrek bij ingenieurs. Heiko Masur, Lenze productmanager voor de FAST-toolbox legt uit waarom. “We zagen dat ingenieurs worstelden met programmeren. Toepassingen werden steeds complexer, de marktintroductietijd moest steeds korter. Vanuit onze eigen werkveldervaring, zijn we die kennis gaan kaderen in voorgeprogrammeerde functieblokken. Die vormen vandaag nog steeds de basis, maar we doen er nog een laagje bovenop. Die functieblokken kunnen we samenbundelen tot technologiemodules, geënt op een specifieke toepassing bijvoorbeeld voor op- en afwikkelapplicaties. Met één klik voegt de ingenieur die toe aan zijn programma. Het basisprogrammeerwerk is pre-tested en zo kan hij zijn aandacht toespitsen op wat zijn machine echt uniek maakt. Daarbij zijn er voor de technologiemodules visualisaties. Deze mogelijkheid komt de time-to-market nog meer ten goede.”

Van programmeren naar configureren

De volgende stap is het integreren van verschillende technologiemodules in één template. Masur geeft het voorbeeld van een flowpackmachine. “Alles wat die machine moet kunnen, hebben we vanuit onze applicatiekennis samengebracht in een template. Hierdoor hoeft de ingenieur niks meer te programmeren. Het is louter nog een kwestie van de juiste parameters in te geven om zijn toepassing te configureren.” Na meer dan tien jaar ontwik­keling hebben ingenieurs met FAST dus een hele gereedschapskist aan bouwstenen klaar, getest en gedocumenteerd om zo efficiënt mogelijk aan de slag te gaan. Een gereedschapskist waar Lenze overigens blijft aan bouwen. Voor robotica beschikte het al over een bibliotheek met basisfunctieblokken die de robot van punt naar punt lieten bewegen. “En hoewel elke machine of productielijn uniek is, zien we toch veel gelijkenissen terugkomen. Veel klanten hebben bijvoorbeeld
pick-and-placetoepassingen. Waarom laten we hen dat telkens opnieuw programmeren, waarom doen wij dat niet voor hen?”, stelde application engineer en roboticaspecialist Jeroen de Hond zich de vraag.

Ook voor 80% van robotapplicaties

Het vormde het uitgangspunt voor de Hond om, samen met het Lenze-innovatieteam FAST, een template voor robotica te ontwikkelen. “We wilden dat programmeren ook voor complexe multirobotapplicaties een kwestie van parametriseren werd”, geeft hij aan. “Een missie waar we vandaag al voor 80% van de toepassingen in slagen, zonder dat de gebruiker nog over specifieke kennis van robotprogrammeren moet beschikken.” Lenze slaagt daarin door resoluut de kaart van open source te kiezen en met CodeSys te programmeren. “Hierdoor kan de gebruiker zelf nog functionaliteiten toevoegen of veranderen en ook zijn eigen versie bijhouden.” Een tweede unieke feature is de visualisatie die de gebruiker erbovenop krijgt. “Een digital twin eigenlijk”, legt de Hond uit. “Daardoor kan hij specifieke robotfunctionaliteit op voorhand testen, nog voor de machine gebouwd is. Een feitelijke virtuele precommissioning.”

Van vier weken werk naar halve dag

De voordelen zijn legio. De Hond: “Alle software voor de controller en de robot, kan op één en hetzelfde platform ontwikkeld worden. Bovendien kunnen de programmaties al parallel gebeuren aan de mechanische engineering om een kortere marktintroductietijd te realiseren. Waar je met een gemiddelde robotapplicatie normaal gesproken vier weken bezig bent, heb je met onze FAST-robotic template maar een halve dag werk meer. In deze tijd van engineerschaarste een zeer welkom voordeel. Daarnaast kun je de benodigde hardware perfect dimensioneren.” Lenze houdt eraan zijn klanten hier goed in op weg te zetten. “We geven speciale workshops ‘Robotics as a Service’ om deze template goed eigen te maken en alle voordelen eruit te halen. Na de theoretische basisuitleg, besteden we de laatste halve dag aan de applicatie die de klant wil gaan realiseren. Zo gaat hij naar huis met een werkende oplossing, die hij zelfstandig kan uitbreiden en waar hij naar hartenlust mee kan spelen.”