Zjednodušení integrace dálkového ovládání do robotických systémů
Podle Rebecca Weber, produktová manažerka pro Cattron™
Článek zveřejněný v časopise Machine Design dne 19. května 2025
Robotické systémy způsobily revoluci ve výrobě napříč průmyslovými odvětvími, ale stále přetrvává problém: optimalizace integračních procesů a zjednodušení údržby systému. Pro systémové integrátory, manažery zařízení, výrobce OEM a týmy údržby představuje složitost propojení robotických systémů se stávajícími řídicími architekturami často nákladné zpoždění a problémy při implementaci.
Ve společnosti Cattron™ jsme tuto výzvu vyřešili pomocí jednotky XBMCU Multi-Interface Machine Control Unit. Toto kompaktní zařízení zásadním způsobem mění způsob integrace robotických systémů do průmyslových prostředí, neboť umožňuje bezdrátové ovládání a monitorování prostřednictvím bezpečné, šifrované rádiové komunikace v kombinaci s podporou různých sériových protokolů.
Problémy s integrací bezdrátového dálkového ovládání do robotických systémů
Pro řídicí inženýry a konstruktéry strojů, kteří zavádějí robotická řešení, představují historické výzvy čas a náklady na tradiční kabeláž, která je nutná k tomu, aby se cenná data a kritické řídicí prvky dostaly ke koncovým uživatelům. Tyto zastaralé metody nejenže stojí čas a peníze na počátku, ale vyžadují mnohem více údržby v dlouhodobém horizontu, což vede k výpadkům systému a dalším nákladům na udržení provozu.
"Požadavky na aplikace jsou dány používanými stroji, stávajícími komunikačními systémy a průmyslovými normami," vysvětluje Mark Densley, vedoucí prodeje společnosti Cattron. "Flexibilita jednotky XBMCU umožňuje podporovat průmyslovou automatizaci bez ohledu na použitou technologii, což přináší výhody výrobcům OEM i koncovým uživatelům díky jednotnému produktovému řešení."
Spolehlivá technologie bezdrátové komunikace pro robotiku
Bezdrátové funkce XBMCU zajišťuje černý kanál společnosti Cattron , šifrovaný RF protokol. Jednotka slouží jako brána pro bezpečný přenos dat a ovládání stroje vzduchem, což představuje skutečně bezdrátové řešení s podporou dosahu až jeden kilometr.
Tato schopnost je obzvláště cenná pro robotické aplikace, protože XBMCU přijímá data ze stroje prostřednictvím tradičních I/O nebo PLC zákazníka, převádí je pomocí vlastní struktury RF zpráv se šifrováním a vysílá je do různých vysílačů Cattron nebo jiné XBMCU v rámci tzv. řešení machine-to-machine.
Společnost Cattron je lídrem na trhu v poskytování bezpečné a spolehlivé RF komunikace a v kombinaci s pokročilou konstrukcí XBMCU představuje další éru bezdrátového řízení pro integraci průmyslové automatizace. Konkrétně konfigurace XBMCU machine-to-machine funguje jako most poskytující data a řízení stroje v reálném čase, což eliminuje zpoždění lidské odezvy a posouvá optimalizaci řízení a údržby strojů na zcela jinou úroveň.
Flexibilní architektury bezdrátového řízení pro průmyslovou automatizaci
XBMCU je mistrem složitých operací s jednoduchým hardwarovým rozhraním. Nastavení sériové komunikace je stejně snadné jako připojení PLC ke konektoru M12 s kódem D. Pro bezpečné protokoly, jako jsou CANopen Safety, CIP Safety a PROFIsafe, stačí zákazníkům přidat pouze napájecí zdroj a jejich stroj je připraven k provozu.
Jednotka podporuje širokou škálu protokolů, včetně:
- Ethernet IP s budoucí podporou CIP Safety
- PROFINET s PROFIsafe (v současné době probíhá certifikace)
- Duální rozhraní CANbus podporující J1939, CAN FD, CANopen a CANopen Safety
Díky této flexibilitě protokolu může XBMCU sloužit jako univerzální most mezi různými robotickými komponentami, což snižuje složitost systému a dobu integrace.
Bezdrátové nouzové vypínání a bezpečnostní aspekty robotické automatizace
Bezpečnost je v robotických aplikacích nejdůležitější a XBMCU ji také zajišťuje. Jádro produktu XBMCU je navrženo a certifikováno PL-d podle norem ISO 13849. Kromě hardwaru dosáhla jednotka XBMCU několika certifikací s laboratorně testovaným a schváleným rozhraním PROFINET a Ethernet/IP a je v procesu certifikace TUV pro PROFIsafe a CIP Safety.
XBMCU bezproblémově spolupracuje s bezdrátovým systémem nouzového zastavení Safe-D-Stop™ od společnosti Cattron, což umožňuje obsluze nosit při práci s robotickými systémy u sebe přenosné nouzové spínače. Tato funkce mění tradiční přístup založený na stacionárních nouzových spínačích na mobilní bezpečnostní řešení, které doprovází obsluhu, a řeší tak zásadní potřebu v dynamických robotických pracovních prostředích.
Komunikace stroj-stroj pro robotiku
XBMCU usnadňuje obousměrnou komunikaci mezi stroji s velkým množstvím dat, která zvyšuje výkonnost robotického systému. Tato konektivita umožňuje:
- Bezproblémová koordinace mezi více roboty
- Integrace se stávajícími systémy PLC prostřednictvím sériových protokolů
- Výměna dat v reálném čase mezi koncovými efektory robotů a řídicími systémy
- Možnosti vzdáleného monitorování a ovládání
Tato konfigurace stroj-stroj funguje jako most, který poskytuje data a řízení stroje v reálném čase, eliminuje zpoždění lidské reakce a posouvá optimalizaci robotického systému na novou úroveň. Výsledkem jsou robotické systémy, které pracují jako soudržné jednotky, nikoliv jako izolované stroje, což maximalizuje efektivitu a výkonnost.
Technické specifikace pro XBMCU
Díky svým technickým možnostem je XBMCU ideální pro náročné robotické aplikace:
- Osm digitálních vstupů konfigurovatelných pro kategorii 3 PL-d
- Šest digitálních výstupů 3A konfigurovatelných pro kategorii 3 PL-d
- Široký rozsah napájení 9-36 VDC
- Hliníkový kryt se stupněm krytí IP66 pro drsné prostředí
- Laboratorně certifikovaná komunikace PROFINET s třídou shody C
- Bezdrátové rozhraní černého kanálu pro zabezpečenou komunikaci
- Možnost záznamu dat pro analýzu výkonu
Praktické aplikace v robotice
XBMCU vykazuje významnou hodnotu v několika robotických aplikacích:
Řízení AGV/AMR: Zařízení umožňuje bezdrátové ovládání autonomních vozidel prostřednictvím bezpečné, šifrované rádiové komunikace s dosahem až jednoho kilometru, přičemž zajišťuje stabilní připojení i v náročných průmyslových prostředích.
Robotická automatizace buněk: XBMCU zefektivňuje implementaci buňky a snižuje nároky na údržbu tím, že usnadňuje komunikaci mezi robotickými rameny a periferními zařízeními pomocí zjednodušeného připojení.
Bezpečnost kolaborativních robotů: Díky integraci s bezdrátovými nouzovými vypínači Cattron lze v okolí kolaborativních robotů zavést přísnější bezpečnostní opatření, což operátorům umožňuje okamžitě zastavit provoz z jakéhokoli místa v pracovním prostoru.
Dálkové ovládání: V nebezpečných prostředích nebo při práci na dálku umožňuje jednotka XBMCU obsluze ovládat robotické systémy z bezpečné vzdálenosti pomocí bezdrátových vysílačů Cattron.
Ošetřování strojů: Jednotka zjednodušuje integraci robotických aplikací pro obsluhu strojů tím, že snižuje složitost připojení robotů ke strojům, které obsluhují.
Transformace implementace robotiky
XBMCU je bezdrátové řešení, na které se zákazníci mohou spolehnout, aby zlepšili provoz a efektivitu svých systémů bez ohrožení bezpečnosti. Přístup plug-and-play s jednoduchým připojením M12 umožňuje zprovoznit systémy během několika minut, čímž se výrazně zkracují termíny implementace a snižují režijní náklady na inženýrskou činnost.
Pro integrátory robotiky i koncové uživatele to představuje změnu paradigmatu v nasazování, údržbě a rozšiřování automatizačních řešení. Schopnost XBMCU pracovat jako nezávislý PLC a zároveň podporovat více komunikačních protokolů z něj činí univerzální řešení pro prakticky jakoukoli robotickou aplikaci.
XBMCU nabízí implementátorům robotiky spolehlivou, bezpečnou a efektivní cestu k rozšířené automatizaci bez tradiční složité integrace, která může zdržovat implementaci. Další informace o implementaci XBMCU v robotických aplikacích získáte na adrese sales.us@cattron.com.