Neue Standardschnittstelle für Automaten

Ein Beitrag von Dr.-Ing. Hartmuth Müller, VDW – Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V. Frankfurt am Main

Für die Kommunikation zwischen Bearbeitungsmaschinen und Automaten fehlte bislang eine standardisierte Schnittstelle. Mit dem Einheitsblatt 34180 wurde erstmals eine flexibel anwendbare Schnittstellendefinition veröffentlicht, die auch als ISO Norm publiziert werden soll. Im folgenden Beitrag wird die neue Schnittstellennorm vorgestellt und aufgezeigt, welche Vorteile durch die Standardschnittstelle entstehen.

Bisheriger Stand

Bearbeitungsanlagen und Automationssysteme werden im Zeitalter von Industrie 4.0 in IT-Systeme eingebunden, die es gestatten, jederzeit über den aktuellen Zustand der Produktionsmittel informiert zu sein. Für die Kommunikation von Werkzeugmaschinen mit IT-Systemen der Produktion ist das Universal machine tool interface umati der Standard.

Eine standardisierte Schnittstelle für die Kommunikation zwischen einer oder mehreren Bearbeitungsmaschinen und einem Automationssystem fehlte aber bislang.

Veröffentlichung des Einheitsblatt 34180

Der VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken) hat gemeinsam mit den führenden Anbietern von Handhabungs- und Automatisierungssystemen erstmals einen umfassenden und doch flexibel anwendbaren Standard formuliert, mit dem wie auch immer geartete Automationssysteme einfach in Bearbeitungsanlagen integriert werden können.

Diese Definition einer Schnittstelle wurde vom VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau Unternehmen) als Einheitsblatt 34180 veröffentlicht. Zurzeit arbeitet bei ISO das TC 184/SC 1 daran, aus dem Einheitsblatt eine ISO Norm zu machen und bis 2020 zu publizieren.

Schub für die Automatisierung

Fehlende Standards für die Vernetzung von Produktionsanlagen und Produktionsketten führen zu ähnlichen, aber selten zu einheitlichen Lösungen.

„Die Betriebe tragen oft lange Kämpfe aus, bis ihre Maschinen in einer automatisierten Produktionskette miteinander kommunizieren können“, weiß auch Ralf Reines, Technischer Referent beim VDW.

Je nach Hersteller werden Signale wie „Lasse das Werkstück los“ oder „Lege das Werkstück in die Ladestation“ unterschiedlich benannt und die Bedeutung dahinter nicht gleichermaßen definiert. Deshalb kann beispielsweise ein Roboter mit einer zu bestückenden Maschine nicht zwangsläufig die Befüllung und anschließende Bearbeitung der Werkstücke „absprechen“.

Vorteile durch die neue Schnittstellennorm

Größere Produktionsanlagen werden in aller Regel erst am endgültigen Aufstellort in Betrieb genommen. Die Schnittstellen werden im Vorfeld von den Systemintegratoren auf Basis zahlreicher Dokumente besprochen und abgestimmt. Dann kommt der große Moment, die Anlage wird eingeschaltet – und nur zu oft funktioniert nichts. Der finanzielle und zeitliche Aufwand, der die Anpassung der Kommunikation mit sich bringt, lässt sich durch Einsatz der neuen Schnittstellennorm vermeiden.

Flexibel anwendbarer Standard

Den Vorteilen eines klaren Standards wird oft der Nachteil fehlender Flexibilität angekreidet. Um Raum für nötige Optimierungen beim Automationsablauf zu schaffen, wurde die neue Norm als modularer Standard aufgebaut.

Durch die Aufteilung in 3 unterschiedlich komplexe Stufen mit mehreren Optionen werden von einfachen Be- und Entladevorgängen mit einer minimalen Anzahl definierter Signale über komplizierte Bauteilbeladungen mit formschlüssiger Übergabe bis hin zum taktzeitoptimierten Teiletausch mit entsprechend vielen Signalen alle Komplexitätsstufen einer Automation unterstützt.

Um eine einfache Anwendbarkeit des Standards zu garantieren, steht eine Excel-Datei zur Verfügung, mit der die Signale zu den verschiedenen Stufen und Optionen ohne Schwierigkeiten gefiltert werden können.

Sicherheit von Maschinen und Anlagen

Besonderer Wert wurde auch auf die Sicherheitsschnittstelle gelegt. Je nach Ausführung der Produktionsanlage weist die Sicherheitsschnittstelle die entsprechende Anzahl an Sicherheitssignalen auf und garantiert dem Systemintegrator, dem Maschinenhersteller und dem Automationslieferanten die Einhaltung der für die Maschinen- und Anlagensicherheit relevanten Vorschriften.