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antriebstechnik 6/2023

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antriebstechnik 6/2023

SPECIAL: AUTOMATION UND

SPECIAL: AUTOMATION UND ROBOTIK 02 Mit Atro lässt sich eine Robotik-Lösung exakt an die jeweilige Aufgabenstellung anpassen – frei skalier-, modifizier- und erweiterbar gie (230/480 V AC bzw. 600 V DC) und Fluide (Druckluft, Vakuum oder Wasser). Diese Medien werden im Basismodul eingespeist und dann durch die Atro-Kinematik durchgeleitet und können an den Atro-Interfaces wieder ausgekoppelt und genutzt werden. So lassen sich z. B. beliebige Roboter-Tools am Endeffektor einbinden: elektrische oder pneumatische Greifer ebenso wie Vakuum-Greifer. Oder es wird eine Kamera über die Gigabit-Ethernet-Schnittstelle angebunden, die für die Prozessbeobachtung oder eine Objekterkennung genutzt wird. Herkömmliche Roboterlösungen führen solche Medien außen und sind daher in der Rotation und Nutzung des Arbeitsraums eingeschränkt. Diese Limitierung entfällt bei der Beckhoff- Lösung vollständig – alle Achsen sind endlos drehbar ausgeführt! Dies ermöglicht eine wesentlich bessere kartesische Erreichbarkeit sowie kurze Positionierungswege. Weiterhin werden Störkonturen z. B. aufgrund außen liegender Kabel, und Störmomente insbesondere bei Cobot-Anwendungen durch eine externe Medienführung vermieden. Welche Vorteile bietet eine solche anpassungsfähige Robotik mit Blick auf die Nachhaltigkeit? Der nachhaltigste Aspekt ist, dass mit diesem neuen System nur so viele Achsen installiert werden, wie für die Anwendung wirklich notwendig sind. Denn nicht jede Applikation benötigt einen 6-Achs-seriellen Knickarm-Roboter. Palettieraufgaben können mit fünf Freiheitsgraden gelöst werden, Pick-and- Place-Aufgaben häufig auch mit vier Freiheitsgraden oder mithilfe einer 3-Achs-Delta-Kinematik. Im Jahr 2022 wurden ca. 200.000 6-achsige Roboter weltweit installiert. Wir gehen davon aus, dass ca. 40 % mit einem 5-achsigen System ausgekommen wären. Für eine reine Pick-and-Place-Anwendung reicht das aus, teilweise werden sogar weniger Achsen benötigt. Damit hätten wir ca. 100.000 Achsen eingespart. Das wiederum würde 20.000 5-achsigen Robotern entsprechen. Welche Effizienzsteigerungen sind mit Atro aus Sicht der Steuerungstechnik möglich? Eine Hauptaufgabe bei der Roboterintegration besteht bisher darin, die Schnittstellen zwischen den Steuerungssystemen zu beherrschen. Das benötigt in der Regel sehr viel Aufwand (bis zu 80 % des Programmieraufwands), der nicht wertschöpfend ist. Im Atro-System übernimmt eine PC-basierte Steuerung mit der Automatisierungssuite TwinCAT alle diese Aufgaben und hilft gleichzeitig, dass alle Prozesse synchronisiert zueinander arbeiten und die Daten allen Prozessen gleichzeitig zur Verfügung stehen. Dadurch werden auch komplexe Applikationen möglich: Die Kombination aus Liniensteuerung, Vision und Robotersteuerung kann für die Vereinzelung von Produkten in Sortierprozessen genutzt werden („Griff in die Kiste“). Machine-Learning-Funktionalitäten in der Steuerung können bei der Optimierung von Bewegungen und der Pfadplanung helfen. Hierbei ist die einzigarte Möglichkeit der endlosen Rotation aller Achsen des Atro-Systems die perfekte Basis, da sie Bewegungseinschränkungen vermeidet. Und letztendlich reduziert der Wegfall einer externen Robotersteuerung den Platzbedarf im Schaltschrank erheblich. Ergeben sich für den Robotik-Anwender unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten weitere Vorteile? Der wirtschaftliche Hauptvorteil für den Anwender liegt darin, dass sich der Roboter erstmals aus der Anwendung ableitet und nicht wie bisher umgekehrt. Der Kunde kauft nur das, was er braucht, und nicht das, was auf dem Markt verfügbar ist. Mit unserem System können wir garantieren, dass der Kunde immer das effizienteste System, angepasst an die Anwendung, zusammenstellen kann. Die Verwendung der gleichen Motorund Linkmodule in unterschiedlichen Zusammenstellungen verringert zudem die Varianz im Lager, reduziert dadurch Kosten und erhöht gleichzeitig die Flexibilität. Im Falle einer Störung können einzelne Module schnell ausgetauscht werden, anstelle wie bisher den ganzen Roboter durch einen bestellten Spezialisten warten zu lassen. Das reduziert MTTR-Zeiten (Mean Time To Repair) und erhöht somit die Verfügbarkeit der Maschine für die Applikation. Bilder: Beckhoff www.beckhoff.com 24 antriebstechnik 2023/06 www.antriebstechnik.de

MARKTPLATZ ECHTZEITFÄHIG: KOMPAKTE MEHRACHSSTEUERUNG Maxon und die Zub AG stellen mit der MicroMACS6 eine weiterentwickelte kompakte Mehrachssteuerung vor. Besonders hervorzuheben sind die harte Echtzeitfähigkeit bei der Mehrachssynchronisation und die erstmals verfügbare „Bluetooth Low Energy“-Aufsteckoption (BLE). Die Mehrachssteuerung ist auf das Nötigste redimensioniert, ohne an gewohnten MACS-Funktionalitäten einzubüßen. Der frei programmierbare Motion Controller ohne Endstufen steuert autark eine bis sechs Achsen und verfügt über zwei unabhängige CAN-Schnittstellen sowie eine Ethernet-Schnittstelle. Die Steuerung lässt sich als CANopen-Master zur Kommandierung eines EPOS Motor Controller einsetzen. ESCON-Controller können über PWM-Ausgänge angesteuert werden. Entwickelt wurde die Steuerung für Anwendungen, die kompakte Systeme erfordern, etwa bei autonomen Shuttles, im Gerätebau oder bei subautonomen Systemen, und bei denen mehrere Achsen involviert sind. Grundsätzlich wird die Steuerung dort eingesetzt, wo zwei oder mehr Achsen synchron zusammenarbeiten oder mehrere Achsen positioniert werden. Beispiele aus der Praxis sind das autarke repetitive Abarbeiten von Fahrprofilen bei Labor- und Testanwendungen inklusive Datenprotokollierung oder komplette Kinematikmodule für Skara- oder Delta-Robotik-Anwendungen. www.maxongroup.com DREHZAHLWÄCHTER AUCH FÜR ATEX-ANWENDUNGEN Die Drehzahlüberwachung rotierender Anlagenteile ist in vielen Anwendungen notwendig, um teure Ausfälle zu vermeiden. Besonders einfach lässt sich das mit dem neuen Drehzahlwächter von ifm realisieren – und das auch im Ex-Bereich. Die neuen Drehzahlwächter von ifm arbeiten mit einem induktiven Näherungsschalter, der ein Bedämpfungselement auf einem rotierenden Anlagenteil erfasst. Um mit dieser Methode Drehzahlen überwachen zu können, ist in den kompakten Drehzahlwächtern die Auswerteelektronik integriert. Damit wird eine Drehzahlüberwachung sehr einfach und kostengünstig. Die Drehzahlwächter mit robustem M18-Edelstahlgehäuse sind für den nicht-bündigen (DI6004) und bündigen Einbau (DI6005) erhältlich. Beide Modelle gibt es auch in einer Variante für ATEX-Anwendungen (DI604A und DI605A). Die Parametrierung ist dank der integrierten IO-Link-Schnittstelle sehr einfach. Alternativ können die Einstellungen auch über einen Betätigungsring direkt am Sensorgehäuse vorgenommen werden. www.ifm.com HEAVYDUTY INTELLIGENTE GLEITLAGERLÖSUNGEN – FÜR EINEN REIBUNGSFREIEN ABLAUF UND MEHR EFFEKTIVITÄT PASSION FOR TECHNOLOGY.