Beckhoff TwinCAT integriert Robotik, Motion Control und SPS auf einer Plattform

Grenn Automation auf der Automatica: So präsentierte Beckhoff Lösungen aus den Bereichen Robotik, Montage- und Handhabungstechnik und zwar PC- und EtherCAT-basierte Steuerungstechnik, Motion-Control- und Safety-Lösungen sowie die Automatisierungssoftware TwinCAT mit integrierter Robotersteuerung vor. Neu: die TwinCAT-Kinematik für 6-D-Seilzugroboter.

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Beckhoff Automation GmbH & Co. KG

Die Erweiterung der TwinCAT-Automatisierungssuite um Roboter-Kinematiken ermöglicht die Einbindung von Robotern und deren Interaktion und Synchronisation mit den SPS- und Motion-Control-Funktionen. Daraus resultiert die nahtlose Integration in das gesamte Steuerungssystem sowie die Einsparung zusätzlicher Roboter-CPUs. Die Software „TwinCAT Kinematic Transformation“ unterstützt folgende Kinematiken: Kartesisches Portal, Scherenkinematik, Rollenkinematik (H-Bot), SCARA, 2-D-Kinematik, 2-D-Parallelkinematik und 3-D-Delta-Kinematik.

6 D-Kinematik live zu sehen

Als Neuheit zeigt Beckhoff auf der Automatica, in einer Live-Demonstration, eine Erweiterung der TwinCAT-Software um die 6 D-Kinematik für Seilzugroboter. Die Vorteile des Seilzugroboters für Pick-and-place-Aufgaben ergeben sich aus seinem mechanischen Aufbau: Aufwändige Karbonstäbe werden durch kostengünstige Seile ersetzt, die Anordnung der Servomotoren ist flexibel (z. B. auch unterhalb des Roboters) und der Werkstückgreifer ist dreh- und neigbar.

EtherCAT – höchste Performance auf Basis von Industrial-Ethernet

EtherCAT, das Industrial-Ethernet-System, ist mittlerweile in vielen Robotern zum Standard der Prozesskommunikation geworden. Die Nutzung des schnellen Feldbussystems im Bereich der Robotik bietet eine Reihe entscheidender Vorteile: EtherCAT ermöglicht extrem kurze Updatezeiten für das Prozessabbild (50 μs); Regelschleifen (bis zum Stromregler) können über den Bus geschlossen werden. Die Regelung der Achsen kann zentral in der Steuerung erfolgen – inklusive der gekoppelten Bewegungsfunktion. Das EtherCAT-System integriert Redundanz, Hot-Connect- und Hot-Swap-Optionen.

Klemmen in Schutzart IP 20

Für die Anbindung der gesamten Sensorik und Aktorik in der Robotik, Montage- und Handhabungstechnik bietet Beckhoff ein umfangreiches Sortiment an EtherCAT-I/Os. Mit den EtherCAT-Klemmen in Schutzart IP 20 und den EtherCAT-Box-Modulen in IP 67 steht ein komplettes Programm für alle wichtigen Signalarten zur Verfügung. Die kompakte Bauform und geringe Masse der EtherCAT-Box-Module begünstigt Applikationen, bei denen die I/O Schnittstelle bewegt wird, wie z. B. an einem Roboterarm. In beiden I/O-Systemen bleibt das EtherCAT-Protokoll bis zum einzelnen Modul vollständig erhalten, wodurch extrem kurze Reaktionszeiten realisierbar sind.

Klemmen mit hoher Packungsdichte

Als Produktneuheiten im I/O-Bereich präsentiert Beckhoff u. a. die HD-Klemmen – eine neue Busklemmengeneration mit erhöhter Packungsdichte. Die „High-Density“-EtherCAT-Klemmen enthalten im Gehäuse einer elektronischen 12-mm-Reihenklemme 16 Anschlusspunkte. Neu sind auch die EtherCAT-Box-Module mit 16 Kanälen, mit denen sich der Verkabelungsaufwand und die Kosten deutlich reduzieren lassen. Die 16-Kanal-Box wird in verschiedenen Ein-/Ausgangsvarianten erhältlich sein.

TwinSAFE – sichere Datenübertragung

Die sichere Übertragung von Daten ist mit dem TwinSAFE-Protokoll bis zur SIL 3 der IEC 61508 möglich. Für die EtherCAT-Klemmen und die EtherCAT Box stehen sichere I/O-Module zur Verfügung. An die Safety-PLC EL6900 für das EtherCAT-Klemmensystem lassen sich bis zu 128 sicherheitsrelevante Busteilnehmer anschließen. In die Safety-PLC sind 256 Funktionsbausteine integriert, die – je nach Anwendung – konfiguriert oder programmiert werden.

Green Automation Technology

Ein Schwerpunktthema der Automatica 2010 ist Green Automation. Green Automation Technology bedeutet für Beckhoff, mit intelligenten Komponenten und intelligenter Software zur Energieeinsparung von Maschinen, Anlagen und Gebäuden beizutragen. Um optimale Erfolge zu erzielen, ist die Durchgängigkeit dieses Ansatzes von besonderer Bedeutung. Das heißt, die verschiedenen Komponenten eines Automatisierungssystems, wie Antriebe, Bussysteme, I/Os und Software, müssen genau aufeinander abgestimmt sein. Diese Anforderung erfüllt das Beckhoff-Produktportfolio in besonderer Weise: Auf der Automatica stellt Beckhoff Lösungen und Produkte für Energiedatenmonitoring, Motion-Control-Anwendungen mit moderner Servotechnik, die XFC-Technologie (eXtreme Fast Control) für schnelle und präzise Prozessreaktionen zur Vermeidung von Energieverlust sowie Industrie-PCs mit energiesparenden CPUs auf Intel-Atom-Basis vor.

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