Servobewegung verbessert den Roboterbetrieb

Servos sind die Go-to-Technologie für die Robotik, und Servosysteme spielen eine wichtige Rolle beim Betrieb der unterstützenden Ausrüstung rund um Roboter zum Be- und Entladen von Teilen und Produkten. Der Begriff „Bewegungssteuerung“ für industrielle Automatisierungsgeräte wird normalerweise auf die Verwendung von elektrischen Servomotoren, Antrieben und Steuerungen zum Betreiben verschiedener Roboterbewegungsachsen angewendet. Servosysteme sind jedoch auch für die Überwachung, Berechnung und Steuerung von Aktivitäten von Förderern, Greifern und anderen Handhabungsgeräten von grundlegender Bedeutung.

Servomotoren wandeln elektrische Energie in präzise gesteuerte Bewegung um. Diese Motoren werden von einem Antrieb betrieben, der von einer Steuerung gesteuert wird. Jede dieser Funktionen kann mit einem einzelnen Gerät ausgeführt werden (Abbildung 1) oder manchmal kombiniert werden. Designer müssen die Anwendungsanforderungen bestimmen für:

• Geschwindigkeit und Beschleunigung/Verzögerung

• Genauigkeit der Positionierung und Geschwindigkeit

• Anzahl der zugehörigen Achsen

• Erzwingen

• Einschaltdauer

• Automatisierung und Integration auf höherer Ebene

Benutzer haben einige Möglichkeiten zur Automatisierung. Sie können einen dedizierten Servocontroller mit integrierten Industrieprotokollen wie EtherNet/IP, PROFINET oder anderen verwenden. Eine weitere Option ist eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), die spezifische Bewegungssteuerungsanweisungen unterstützt. Für Anwendungen mit komplexen Integrationsanforderungen und/oder vielen Bewegungsgraden kann die Verwendung einer bewegungsfähigen SPS die beste Kommunikation und Gesamtkoordination bieten.

Viele Benutzer finden, dass die Auswahl von Servohardware von einem einzigen Anbieter das geringste Risiko und die höchste Leistung bietet. Dieser Ansatz bietet einen skalierbaren Satz von Optionen für jede Anwendung (Abbildung 2).

Eine übliche Anwendung für Servobewegungen umfasst Kartonformmaschinen zusammen mit Produktbehälter-Zuführförderern, die einen Roboter versorgen, und weitere Förderer und Verpackungsanlagen, die einem Roboter nachgeschaltet sind. Jedes dieser Elemente muss eng mit den anderen koordiniert werden, um die Kartons und Produkte mit der richtigen Geschwindigkeit an den Roboter zu liefern, damit die Kartons gefüllt und dann entladen werden können.

Designer können fortschrittliche Bewegungsfunktionen nutzen, um eine reibungslose Produkthandhabung durchzuführen und die Positionierung zu beschleunigen, während gleichzeitig ein Umfallen oder Verrutschen des Produkts vermieden wird. Für Produktionslinien, die unterschiedliche Produktgrößen handhaben, bieten einige Servosysteme veränderbare Nockenprofile, sodass das System schnell Umrüstungen für mehrere Produktgrößen durchführen kann. Einige dieser Funktionen sind nur in voll ausgestatteten Servoproduktlinien verfügbar. Schließlich bieten die leistungsfähigsten Servosysteme erweiterte Analyse- und Diagnoseinformationen, um Benutzern zu helfen, den Betrieb zu optimieren und die Betriebszeit zu maximieren.

Servos werden an Bord der Robotik wegen ihrer Kraft, Geschwindigkeit und Präzision verwendet. Aus den gleichen Gründen werden Servos in großem Umfang verwendet, um die ausrüstungsbezogenen Bewegungssteuerungsaktivitäten durchzuführen, die mit einem Roboter verbunden sind. Es stimmt zwar, dass die Servobewegungssteuerung jedes Projekt etwas komplexer und kostspieliger macht, aber diese Systeme sind zuverlässig und effizient im Betrieb und liefern das erforderliche hohe Leistungsniveau.

Aufgrund des hohen Integrationsgrades, der üblicherweise bei Servosystemen erforderlich ist, und des wachsenden Bedarfs an Betriebs- und Diagnosedaten sollten Entwickler bei der Auswahl der Plattform die Kommunikations- und Interoperabilitätsfähigkeiten von Servosystemen berücksichtigen. Die Auswahl von Servo-Motion-Control-Technologien aus einem Portfolio von Industrieprodukten kann das Risiko reduzieren und die beste Leistung gewährleisten.