PC-based Control für Robotik in Handhabung, Fertigung und Montage

Offene Automatisierungslösungen

Zahlreiche bereits realisierte Anwendungen zeigen, dass Automatisierungstechnik von Beckhoff die Produktivität und Flexibilität von Montageautomaten und Handlingsystemen signifikant steigern kann. Mit PC-basierter Steuerungstechnik von Beckhoff lässt sich die gesamte Prozesskette einzelner Bearbeitungsmaschinen sowie kompletter Fertigungslinien steuern und überwachen: Zuführung, Fügen (Schweißen, Kleben etc.), Montage, Prüfen, Handling und Palletierung, alles kann durchgängig mit den Beckhoff Industrie-PCs als Hardwareplattform und der Automatisierungssoftware TwinCAT realisiert werden.

Einheitliche Steuerungsplattform für alle Robotertypen
Portalroboter, SCARA, Knickarm oder Parallelkinematiken; für jeden Bearbeitungsschritt den passenden Roboter – aber nur eine Automatisierungsplattform. Die hohe Dynamik und Wiederholgenauigkeit der Handhabungsgeräte erfordern ein System, das von der Erfassung eines physikalischen Signals über die Verarbeitung im Motion-Controller bis zu der Reaktion an einem physikalischen Ausgang minimale Verzögerungen gewährleistet. Beckhoff bietet hierfür die notwendigen Produkte und Technologien: Hochleistungs-IPCs und Embedded-PCs, mit eigens für den industriellen Einsatz entwickelten Motherboards, Control Panel als Bedien- und Anzeigeelemente, schnelle und kompakte I/O-Baugruppen in IP 20 oder IP 67, EtherCAT als offenes und ultraschnelles Kommunikationssystem, flexibel einsetzbare Servoantriebstechnik, kostengünstige Schrittmotortechnik und die SPS- und Motion-Control-Software TwinCAT.

Die funktionale Sicherheit der Anwendung wird durch die Beckhoff-TwinSAFE-Technik garantiert. Sichere I/O-Baugruppen und antriebsintegrierte Sicherheitsfunktionen, die über eine sichere Kommunikation mit der sicheren Logic-Klemme verbunden sind, ermöglichen dem Anwender einen gefahrlosen Betrieb seiner Anlage.

TwinCAT: Durchgängigkeit mit PC-basierter Technik
TwinCAT integriert PLC- und Motion-Control-Funktionalitäten und steuert die einzelnen Prozessschritte der Bearbeitungsmaschinen mit hoher Performance. Die Programmierung der Software-SPS erfolgt nach dem international gültigen IEC 61131-3-Standard. Verschiedene Softwaremodule für unterschiedliche Aufgabenstellungen, wie z. B. Kurvenscheiben, Synchronisationen und interpolierende Bewegungen mehrerer Achsen, stehen zur Verfügung.

Insbesondere die Verkettungsmöglichkeiten von Master- und Slaveachsen in nahezu beliebigen Strukturen und die leistungsfähigen und vielfältigen Motion-Funktionen decken unterschiedliche Anwendungsspektren hervorragend ab. Leistungsfähige Tools, wie das TwinCAT CAM Design Tool und das TwinCAT Scope 2, unterstützen das Design und die Inbetriebnahme. SPS-Bibliotheken mit Bausteinen nach dem PLCopen-Motion-Control-Standard erleichtern die Programmierung und erlauben die Verwendung von Standards.

Robotik, Motion Control und SPS auf einer Plattform
Die Software „TwinCAT Kinematic Transformation“ integriert die Robotersteuerung in die Automatisierungssuite TwinCAT. Die Funktionen SPS, Motion Control, HMI und Robotik laufen auf nur einer Industrie-PC-CPU. Für den Anwender hat dies eine Reihe von Vorteilen:
– Einsparung einer zusätzlichen CPU für die Robotersteuerung
– Reduzierung von Engineeringkosten: Konfiguration, Parametrierung und Diagnose
   in einem System
– TwinCAT als bekanntes und einheitliches Tool zur Konfiguration, Programmierung
   und Diagnose
– keine Reibungsverluste durch das Zusammenwirken von verschiedenen CPUs
   für SPS, Motion und Robotik
– höhere Performance und Genauigkeit durch direkte Schnittstellen, aufwendige
   Kommunikation zwischen den CPUs entfällt

TwinCAT Kinematic Transformation integriert sich transparent in die bestehende Motion-Control-Welt: Robotik- und Motion-Control-Funktionen lassen sich optimal mit TwinCAT NC PTP (Achspositionierung Punkt-zu-Punkt) oder NC I (Achsinterpolation in drei Dimensionen) synchronisieren. Alle NC-Eigenschaften, wie z. B. „Kurvenscheiben“ oder „Fliegende Säge“ (Synchronisierung einer Slaveachse mit einer fahrenden Masterachse) können auf einer gemeinsamen Hard- und Softwareplattform beliebig kombiniert werden.

EtherCAT: höchste Performance auch bei vielen Achsen
Basis für die ultraschnelle Prozesskommunikation ist das Industrial-Ethernet-System EtherCAT, das sich ideal für den Einsatz in Produktionsmaschinen eignet. Die schnelle Kommunikation zwischen der Steuerung und den I/O-Signalen – ohne spezielle Hardware – bietet dem Maschinenbauer ungeahnte Möglichkeiten: Motion Control mit vielen Achsen, synchronisiert durch die Distributed-Clocks von EtherCAT, mit einer Genauigkeit im Nanosekundenbereich.

Mit XFC (eXtreme Fast Control Technology), der Steuerungstechnologie von Beckhoff, ist jeder Programmierer in der Lage, auf der Basis von Standardkomponenten extrem schnelle und hochpräzise Steuerungslösungen für spezielle Produktionsmaschinen einfach und elegant zu realisieren.

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