Eliminação de barreiras de integração em sistemas robóticos com o XBMCU
Por Rebecca Weber, gerente de produtos da Cattron™
Artigo publicado na Machine Design em 19 de maio de 2025
Os sistemas robóticos revolucionaram a fabricação em todos os setores, mas ainda há um desafio persistente: otimizar os processos de integração e simplificar a manutenção do sistema. Para integradores de sistemas, gerentes de instalações, OEMs e equipes de manutenção, a complexidade de conectar sistemas robóticos com arquiteturas de controle existentes geralmente gera atrasos dispendiosos e desafios de implementação.
Na Cattron™, enfrentamos esse desafio com a Unidade de Controle de Máquina Multi-Interface XBMCU. Esse dispositivo compacto transforma fundamentalmente a forma como os sistemas robóticos se integram aos ambientes industriais, oferecendo suporte ao controle e ao monitoramento sem fio por meio de uma comunicação RF segura e criptografada, combinada com o suporte a diversos protocolos seriais.
O desafio da integração na robótica
Para os engenheiros de controle e construtores de máquinas que implementam soluções robóticas, os desafios históricos incluem o tempo e o custo do cabeamento tradicional necessário para levar dados valiosos e controles essenciais aos usuários finais. Esses métodos obsoletos não apenas custam tempo e dinheiro iniciais para serem configurados, mas exigem muito mais manutenção a longo prazo, resultando em tempo de inatividade do sistema e custos adicionais para manter a operação.
"Os requisitos de aplicação são ditados pelo maquinário em uso, pelos sistemas de comunicação existentes e pelos padrões industriais", explica Mark Densley, líder de vendas da Cattron. "A flexibilidade do XBMCU permite que ele ofereça suporte à automação industrial, independentemente da tecnologia existente, beneficiando tanto os OEMs quanto os usuários finais com uma solução de produto singular."
Tecnologia sem fio avançada para robótica
A funcionalidade sem fio do XBMCU é fornecida pelo protocolo de RF criptografado de canal preto da Cattron. A unidade funciona como um gateway para que os dados e o controle da máquina trafeguem com segurança pelo ar para uma solução verdadeiramente sem fio com suporte de alcance de até um quilômetro.
Esse recurso é particularmente valioso para aplicações robóticas, pois o XBMCU obtém dados da máquina por meio de E/S tradicional ou de um CLP do cliente, converte-os usando uma estrutura de mensagem de RF personalizada com criptografia e os transmite para uma variedade de transmissores Cattron ou outro XBMCU no que é conhecido como uma solução máquina a máquina.
A Cattron é líder de mercado no fornecimento de comunicação RF segura e confiável e, em combinação com o design avançado do XBMCU, representa a próxima era do controle sem fio para a integração da automação industrial. Especificamente, a configuração máquina a máquina do XBMCU atua como uma ponte que fornece dados e controle da máquina em tempo real, eliminando atrasos na resposta humana e levando a otimização do controle e da manutenção da máquina a um nível totalmente diferente.
Integração serial simplificada
O XBMCU é campeão em operações complexas com uma interface de hardware simples. Configurar a comunicação serial é tão fácil quanto conectar um PLC ao conector M12 com código D. Para protocolos seguros, como CANopen Safety, CIP Safety e PROFIsafe, os clientes só precisam adicionar uma fonte de alimentação e a máquina estará pronta para funcionar.
A unidade oferece suporte a uma ampla gama de protocolos, incluindo:
- Ethernet IP com suporte futuro à segurança CIP
- PROFINET com PROFIsafe (atualmente em fase de certificação)
- Interfaces CANbus duplas com suporte para J1939, CAN FD, CANopen e CANopen Safety
Essa flexibilidade de protocolo permite que o XBMCU funcione como uma ponte universal entre diferentes componentes robóticos, reduzindo a complexidade do sistema e o tempo de integração.
Facilitando os aplicativos de segurança robótica
A segurança é primordial em aplicações robóticas, e o XBMCU também atende a esse requisito. O núcleo do produto XBMCU foi projetado e certificado PL-d de acordo com as normas ISO 13849. Além do hardware, o XBMCU obteve várias certificações com PROFINET e Ethernet/IP testados e aprovados em laboratório e está em processo de certificação TUV para PROFIsafe e CIP Safety.
O XBMCU funciona perfeitamente com o sistema de parada de emergência sem fio Safe-D-Stop™ da Cattron, permitindo que os operadores carreguem paradas de emergência portáteis com eles enquanto trabalham com sistemas robóticos. Esse recurso transforma a abordagem tradicional de parada de emergência estacionária em uma solução de segurança móvel que segue o operador, atendendo a uma necessidade crítica em ambientes de trabalho robóticos dinâmicos.
Comunicação máquina a máquina para robótica
O XBMCU facilita a comunicação bidirecional máquina a máquina, rica em dados, que melhora o desempenho do sistema robótico. Essa conectividade permite:
- Coordenação perfeita entre vários robôs
- Integração com sistemas PLC existentes por meio de protocolos seriais
- Troca de dados em tempo real entre efetores robóticos e sistemas de controle
- Recursos de monitoramento e controle remotos
Essa configuração máquina a máquina funciona como uma ponte, fornecendo dados e controle da máquina em tempo real, eliminando atrasos na resposta humana e levando a otimização do sistema robótico a um novo patamar. O resultado são sistemas robóticos que operam como unidades coesas em vez de máquinas isoladas, maximizando a eficiência e o rendimento.
Especificações técnicas para aplicativos de robótica
Os recursos técnicos do XBMCU o tornam ideal para aplicações robóticas exigentes:
- Oito entradas digitais configuráveis para Categoria 3 PL-d
- Seis saídas digitais 3A configuráveis para Categoria 3 PL-d
- Ampla faixa de alimentação de 9 a 36 VCC
- Gabinete de alumínio com classificação IP66 para ambientes adversos
- Comunicações PROFINET certificadas em laboratório com Conformidade Classe C
- Interface sem fio de canal negro para comunicações seguras
- Recursos de registro de dados para análise de desempenho
Aplicações práticas em robótica
O XBMCU demonstra um valor significativo em várias aplicações de robótica:
Controle de AGV/AMR: A unidade permite o controle sem fio de veículos autônomos por meio de comunicação RF segura e criptografada com suporte de alcance de até um quilômetro, mantendo conexões consistentes mesmo em ambientes industriais desafiadores.
Automação de células robóticas: O XBMCU agiliza a implementação da célula e reduz os requisitos de manutenção, facilitando a comunicação entre os braços robóticos e os equipamentos periféricos com conectividade simplificada.
Segurança do robô colaborativo: A integração com as paradas eletrônicas sem fio Safe-D-Stop da Cattron permite protocolos de segurança aprimorados em torno de robôs colaborativos, permitindo que os operadores interrompam imediatamente as operações de qualquer lugar no espaço de trabalho.
Operação remota: Para ambientes perigosos ou operações remotas, o XBMCU permite que os operadores controlem sistemas robóticos a partir de distâncias seguras usando os transmissores sem fio da Cattron.
Manutenção de máquinas: A unidade simplifica a integração de aplicativos de manutenção de máquinas robóticas, reduzindo a complexidade de conectar robôs às máquinas que eles atendem.
Transformando a implementação da robótica
O XBMCU é a solução sem fio em que os clientes podem confiar para melhorar a operação e a eficiência do sistema sem comprometer a segurança. A abordagem plug-and-play com conectividade M12 simples permite que os sistemas estejam operacionais em minutos, melhorando consideravelmente os cronogramas de implementação e reduzindo a sobrecarga de engenharia.
Tanto para os integradores de robótica quanto para os usuários finais, isso representa uma mudança de paradigma na forma como as soluções de automação são implantadas, mantidas e dimensionadas. A capacidade do XBMCU de funcionar como um CLP independente e de suportar vários protocolos de comunicação faz dele uma solução versátil para praticamente qualquer aplicação robótica.
O XBMCU oferece aos implementadores de robótica um caminho confiável, seguro e eficiente para a automação aprimorada sem a complexidade tradicional de integração que pode atrasar a implementação. Para obter mais informações sobre a implementação do XBMCU em aplicações robóticas, entre em contato conosco pelo e-mail sales.us@cattron.com.