Beckhoff: Modulare Roboter Roboter unterschiedlicher Kinematik aufbauen

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Mit dem modularen Baukasten für Industrieroboter Atro von Beckhoff lassen sich flexibel optimale Roboterstrukturen zusammenstellen. Varianten mit einer bis sieben Achsen für unterschiedliche Reichweiten und Traglasten können konfiguriert werden.

Das modulare Robotiksystem Atro markiert einen Wendepunkt in der Automation mit Robotern. Standardisierte Motormodule mit integrierter Antriebsfunktionalität, zusammen mit Linkmodulen in unterschiedlichen Ausführungen und Längen, ermöglichen nahezu grenzenlose Kombinationen bei der Mechanik. Durch die vollständige Integration der Steuerung in die ganzheitliche Steuerungsplattform TwinCAT steht unverzüglich ein breites Spektrum bewährter Automatisierungsfunktionen zur Verfügung. Die direkte Integration in die Systemlösung von Beckhoff ermöglicht es dem Maschinenbau, «produktionsfertige» Maschinen mit komplett integrierter Robotik und eigener Kinematik anzubieten. Die jeweiligen Roboter beziehungsweise Cobots lassen sich exakt an die Aufgaben anpassen. Sie können mit beliebig vielen Achsen ausgeführt sowie frei skaliert, modifiziert und erweitert werden. Sämtliche Module des Baukastens verfügen über eine innenliegende Medienführung für Daten, Energie und Fluide (Vakuum, Luft und Wasser), die über ein standardisiertes Interface am Endeffektor verfügbar werden. Dadurch können beispielsweise unterschiedlichste Werkzeuge, wie mechanische, pneumatische oder elektrische Greifer, problemlos integriert werden. Der besondere Vorteil ist, dass alle Mediendurchführungen konstruktiv so ausgeführt sind, dass eine endlose Drehung der Achsen und der Werkzeuge erhalten bleibt.

Jederzeit erweitern und anpassen

Die Zukunfts- und Investitionssicherheit von Maschinen wird durch die Modularität und Skalierbarkeit der kompletten Lösung sichergestellt. Der Roboter kann flexibel an unterschiedlichen Maschinen eingesetzt und die Applikation einfach an die neue Aufgabe angepasst werden. Mit dem Baukastensystem lassen sich eine Vielzahl an Kinematiken verwirklichen. Das betrifft 1-Achs-Rundtakttische mit integrierter Energieführung, 2-Achs-Nachführungseinheiten, 3-Achs-Delta-Roboter, 4-Achs-Pick-and-place-Roboter, 5-Achs-Palettier-Roboter, 6-Achs-Roboter und 7-Achs-Systeme zur Erhöhung der Reichweite beziehungsweise Gelenkigkeit für schwer zugängliche Umgebungen.

Vollständig in Steuerungsplattform integriert

Die Leistungsfähigkeit einer Maschine wird durch die direkte Anbindung der Robotiklösung an Motion Control, Safety, Machine Learning, IoT, Analytics, Vision, Cloud Engineering und HMI maximiert, ebenso durch die direkte Kombinierbarkeit mit intelligenten Transportsystemen wie XPlanar und XTS. Der besondere Vorteil ist, dass alle Komponenten vollständig miteinander vernetzt sind. Dadurch entsteht auf der einen Seite eine präzise zeitliche Synchronisierung. Hochdynamische Interaktionen zwischen den Systemen werden auch während des Produkttransports möglich. Auf der anderen Seite ist der gegenseitige Datenzugriff ohne aufwendiges Konfigurieren von Schnittstellen möglich. Der Aufwand für die Inbetriebnahme des Roboters reduziert sich erheblich und ermöglicht erste Bewegungen in nur wenigen Minuten.

Dank der nahtlosen Integration in die Steuerungsarchitektur des Herstellers sind Roboter Atro direkt mit Transportsystemen wie XPlanar und XTS kombinierbar. Das extrem leistungsfähige Gesamtpaket kann nun auf einer kompakten Maschinenkonstruktion konfiguriert werden, wodurch die Stellfläche minimiert wird. Alle Komponenten sind vollständig über EtherCAT synchronisiert. Hochdynamische Pick-and-place-Anwendungen sind kein Problem – wie bei EtherCAT erfolgt die Bewegung «on-the-fly». So können zum Beispiel mit einem Linearsystem Xplanar Kartons unterschiedlicher Grösse flexibel und individuell aus einem Lager
einer oder mehreren Roboterstationen zugeführt werden. Die Produkte in den Kartons werden vom Vision-System identifiziert und lokalisiert und vom Roboter entnommen. Nach dem Vereinzeln können die Produkte innerhalb eines laufenden Transportstroms auf einer Rollenbahn in Versandkartons sortiert werden. Die Synchronisierung erfolgt beispielsweise durch das EtherCAT-Box-Modul EP7402 als MDR-Antrieb («motor-driven roller») für die Rollenbahn.

Ausbau zum Multiarm-Roboter

Den modularen Baukasten für Industrieroboter hat der Hersteller inzwischen um weitere Linkmodule ergänzt. Das erhöht die Flexibilität. Das aktuell vorgestellte T-förmige Linkmodul mit zwei Abzweigungen ermöglicht beispielsweise in Verbindung mit jeweils vier Motormodulen (Gelenken) einen zweiarmigen Roboter. Die gemeinsame Hauptachse dient als kontinuierlich drehende Achse und damit als bewegte Basis des Roboters. So werden die beiden Arme gleichzeitig zu unterschiedlichen Arbeitsbereichen geführt, an denen sie Werkstücke greifen, absetzen oder bearbeiten können. Die gesamte Struktur ist platzsparend und zugleich schnell und effizient, da die sonst aufgrund der Achsbegrenzungen üblichen Rückfahrten des Roboters, in denen keine Prozessabarbeitung erfolgt, entfallen. Die Versorgung der beiden Greifer mit Druckluft oder Energie wird durch die in den Modulen integrierten Interfaces in der Roboterstruktur von der Basis-­Hauptachse bis zu den beiden Endeffektoren geführt. (kmu) SMM

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