Wie hat sich Atro seit seiner Premiere 2022 weiterentwickelt?
Beckmann: Auf der Automatica 2022 haben wir Atro als Technologievorstellung dem Markt und unseren Kunden präsentiert. Unser Ziel war es, frühzeitig Rückmeldungen zu bekommen, ob und wie der modulare Ansatz mit der internen Mediendurchführung und den endlos drehenden Achsen die Anwendungen vereinfachen kann. Und das Feedback war überaus positiv. Bis zur Markteinführung in der zweiten Hälfte 2024 gibt es aber noch einige Entwicklungsarbeiten abzuschließen. Weitere Neuerungen stellen wir auf der Automatica im Juni 2023 vor.
Gibt es Bereiche, die Beckhoff mit Atro als Erstes adressieren will, weil sich hier gute Synergien mit anderen Lösungen wie XTS ergeben?
Beckmann: Die Integration der Robotersteuerung in die Automatisierungssuite TwinCAT ergibt für ganz viele Bereiche Synergien: Pick-and-Place-Aufgaben mit einer automatisierten Bilderkennung für die Intralogistik, das synchronisierte Verfahren mit dem Transportsystem XTS oder XPlanar in einer Verpackungsmaschine sowie das Auftragen von Kleberaupen in einer Displayfertigung sind nur einige Beispiele. Der Schwerpunkt wird aber sicherlich zunächst auf Handling-Anwendungen innerhalb einer Maschinensteuerung liegen.
Wird Atro also vornehmlich als integrierter Teil einer Maschinenautomation vermarktet? Oder soll es auch ein Stand-alone-Produkt geben?
Beckmann: Wir werden anfangs mit Kunden starten, die bereits TwinCAT verwenden. Aber ja, Atro bietet durch seine modulare Flexibilität auch sehr viele Vorteile für Stand-alone-Roboteraufgaben wie z.B. das automatische Beschicken von Maschinen, um die Auslastung der Maschinen zu erhöhen. Hierfür arbeiten wir an der automatischen Erstellung der Roboterkonfiguration aus der zusammenmontierten Kinematik.
Welche wirtschaftlichen Vorteile hat der Robotik-Anwender durch den modularen Baukasten?
Beckmann: Der Kunde kauft nur das, was er braucht. Mit unserem System können wir garantieren, dass der Kunde immer das effizienteste System, angepasst an seine Anwendung, zusammenstellen kann. Die Verwendung der gleichen Motor- und 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.
Aber bedeutet die Modularität nicht auch größere Komplexität?
Beckmann: Nein, denn alle Module lassen sich einfach über das Atro-Interface miteinander verbinden, das eine schraubbare und zugleich steife Verbindung garantiert. Die Module werden vom Anwender in wenigen Minuten zusammengeschraubt und bilden dabei selbst die mechanische Struktur der gewünschten Roboterkinematik. Auch große Roboter können von einer Person Stück für Stück aufgebaut werden.
Welche Vorteile bietet diese anpassungsfähige Robotik mit Blick auf die Nachhaltigkeit?
Beckmann: Mit Atro werden nur so viele Achsen installiert, wie für die Anwendung wirklich notwendig sind. Denn nicht jede Applikation benötigt einen 6-Achs-Knickarm-Roboter. Palettieraufgaben können mit fünf Freiheitsgraden gelöst werden, Pick-and-Place-Aufgaben häufig auch mit vier. 2022 wurden weltweit ca. 200.000 6-Achs-Roboter installiert. Wir gehen davon aus, dass circa 40 Prozent mit einem 5-achsigen System ausgekommen wären. Für eine Pick-and-Place-Anwendung reicht das aus, teilweise werden sogar weniger Achsen benötigt.
Und welche Vorteile hat die innenliegende Medienführung?
Beckmann: In allen Atro-Modulen werden Medien wie EtherCAT, Gigabit- Ethernet (etwa für Kameras) sowie Energie und Fluide, beispielsweise für elektrische oder pneumatische Greifer, innenliegend durchgeleitet. Herkömmliche Roboter führen solche Medien außen und sind daher in der Rotation und Nutzung des Arbeitsraums eingeschränkt. Bei der Beckhoff-Lösung sind hingegen alle Achsen endlos drehbar ausgeführt! Dies ermöglicht eine wesentlich bessere kartesische Erreichbarkeit sowie kurze Positionierungswege und vermeidet Störkonturen.
Und was bringt die steuerungstechnische Integration?
Beckmann: Eine Hauptaufgabe bei der Roboterintegration besteht bisher darin, die Schnittstellen zwischen den Steuerungssystemen zu beherrschen. Bis zu 80 Prozent des Programmieraufwands sind daher nicht wertschöpfend. 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.
Nämlich?
Beckmann: Die Kombination aus Liniensteuerung, Vision und Robotersteuerung kann für die Vereinzelung von Produkten in Sortierprozessen genutzt werden. Machine-Learning-Funktionalitäten in der Steuerung können bei der Optimierung von Bewegungen und der Pfadplanung helfen. Hierbei ist die einzigartige Möglichkeit der endlosen Rotation aller Achsen die perfekte Basis, da sie Bewegungseinschränkungen vermeidet.
Zum Abschluss ein Blick ins Detail: Die Motormodule bilden ja als aktive Bewegungselemente den Kern des Atro-Systems. Was zeichnet sie aus?
Beckmann: Richtig, die Motormodule verfügen über eine integrierte Antriebsfunktionalität und sind damit letztendlich für die Bewegungen der Kinematik verantwortlich. Diese dezentralen EtherCAT-Antriebsmodule stellen einen hochdynamischen Servoantrieb für jeweils eine Achse des Roboters dar, die gesamte Elektronik zur Regelung der Achsen ist also in den Modulen verbaut: ein EtherCAT-basierter 48-V-Servoverstärker, der Motor mit Dual-Geber und Bremse sowie ein hochkompaktes Getriebe. Das spart Platz im Schaltschrank.
Und welche Bedeutung haben dann die passiven Linkmodule?
Beckmann: Erst zusammen mit den Verbindungsmodulen ermöglichen die Motormodule dem Anwender die Realisierung einer individuellen Roboterkonfiguration. Die Formen und Längen der Linkmodule sind variabel, sodass die Reichweite einer Roboterkonfiguration angepasst oder mithilfe von T- oder X-Modulen auch eine Mehrarm-Kinematik erstellt werden kann. Elektrisch stellen die Linkmodule ebenfalls EtherCAT-Geräte dar, die von der Steuerung erkannt und ausgelesen werden können. Die gesamte Roboterstruktur lässt sich somit automatisch einscannen.
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
www.beckhoff.com/atro; Automatica B6.310
Mehr zum Thema Robotik
Hier finden Sie mehr über:
