Vereinfachung der Integration von Fernsteuerungen für Robotersysteme
Von Rebecca Weber, Produktmanagerin für Cattron™
Artikel veröffentlicht in Machine Design am 19. Mai 2025
Robotersysteme haben die Fertigung in allen Branchen revolutioniert, doch eine Herausforderung bleibt bestehen: die Optimierung der Integrationsprozesse und die Vereinfachung der Systemwartung. Für Systemintegratoren, Anlagenmanager, OEMs und Wartungsteams führt die Komplexität der Verbindung von Robotersystemen mit bestehenden Steuerungsarchitekturen oft zu kostspieligen Verzögerungen und Herausforderungen bei der Implementierung.
Bei Cattron™ haben wir diese Herausforderung mit der XBMCU Multi-Interface Machine Control Unit gemeistert. Dieses kompakte Gerät revolutioniert die Integration von Robotersystemen in industrielle Umgebungen grundlegend, indem es die drahtlose Steuerung und Überwachung über eine sichere, verschlüsselte Funkkommunikation in Verbindung mit der Unterstützung verschiedener serieller Protokolle ermöglicht.
Herausforderungen bei der Integration drahtloser Fernsteuerungen in Robotersysteme
Für Steuerungsingenieure und Maschinenbauer, die Roboterlösungen implementieren, ist die herkömmliche Verkabelung, die erforderlich ist, um wertvolle Daten und wichtige Steuerungen zu den Endbenutzern zu bringen, eine große Herausforderung. Diese veralteten Methoden kosten nicht nur Zeit und Geld für die Einrichtung, sondern erfordern langfristig auch einen höheren Wartungsaufwand, was zu Systemausfallzeiten und zusätzlichen Kosten für die Aufrechterhaltung des Betriebs führt.
"Die Anwendungsanforderungen werden von den eingesetzten Maschinen, den vorhandenen Kommunikationssystemen und den Industriestandards diktiert", erklärt Mark Densley, Vertriebsleiter bei Cattron. "Die Flexibilität der XBMCU ermöglicht es, die industrielle Automatisierung unabhängig von der vorhandenen Technologie zu unterstützen, was sowohl OEMs als auch Endanwendern mit einer einzigartigen Produktlösung zugute kommt."
Zuverlässige Funktechnologie für die Robotik
Die drahtlose Funktionalität der XBMCU wird durch das verschlüsselte RF-Protokoll mit schwarzem Kanal von Cattron bereitgestellt. Das Gerät dient als Gateway für die sichere Übertragung von Maschinendaten und Steuerungen über die Luft für eine wirklich drahtlose Lösung mit einer Reichweite von bis zu einem Kilometer.
Diese Fähigkeit ist besonders wertvoll für Roboteranwendungen, da die XBMCU Daten von der Maschine über herkömmliche E/A oder eine Kunden-SPS übernimmt, sie unter Verwendung einer benutzerdefinierten RF-Nachrichtenstruktur mit Verschlüsselung umwandelt und sie an eine Vielzahl von Cattron-Sendern oder eine andere XBMCU in einer so genannten Machine-to-Machine-Lösung sendet.
Cattron ist marktführend in der Bereitstellung sicherer und zuverlässiger RF-Kommunikation und stellt in Kombination mit dem fortschrittlichen Design der XBMCU die nächste Ära der drahtlosen Steuerung für die industrielle Automatisierungsintegration dar. Insbesondere die Maschine-zu-Maschine-Konfiguration der XBMCU fungiert als Brücke, die Maschinendaten und -steuerung in Echtzeit bereitstellt, wodurch menschliche Reaktionsverzögerungen eliminiert werden und die Optimierung der Maschinensteuerung und -wartung auf ein völlig neues Niveau gehoben wird.
Flexible drahtlose Steuerungsarchitekturen für die industrielle Automatisierung
Die XBMCU meistert komplexe Operationen mit einer unkomplizierten Hardware-Schnittstelle. Die Einrichtung der seriellen Kommunikation ist so einfach wie der Anschluss einer SPS an den D-codierten M12-Stecker. Für sichere Protokolle wie CANopen Safety, CIP Safety und PROFIsafe muss der Kunde nur eine Stromversorgung hinzufügen, und die Maschine ist einsatzbereit.
Das Gerät unterstützt eine breite Palette von Protokollen, darunter:
- Ethernet IP mit zukünftiger CIP Safety Unterstützung
- PROFINET mit PROFIsafe (derzeit in Zertifizierung)
- Zwei CANbus-Schnittstellen, die J1939, CAN FD, CANopen und CANopen Safety unterstützen
Dank dieser Protokollflexibilität kann die XBMCU als universelle Brücke zwischen verschiedenen Roboterkomponenten dienen und so die Systemkomplexität und Integrationszeit reduzieren.
Drahtlose Not-Aus-Schalter und Sicherheitsaspekte bei der Roboterautomatisierung
Sicherheit ist bei Roboteranwendungen von größter Bedeutung, und die XBMCU erfüllt auch diese Anforderungen. Der Kern des XBMCU-Produkts ist gemäß den ISO 13849-Standards entwickelt und PL-d-zertifiziert. Über die Hardware hinaus hat die XBMCU mehrere Zertifizierungen mit laborgeprüften und zugelassenen PROFINET und Ethernet/IP erhalten und befindet sich im Prozess der TÜV-Zertifizierung für PROFIsafe und CIP Safety.
Die XBMCU lässt sich nahtlos mit dem drahtlosen Not-Aus-System „Safe-D-Stop™“ von Cattron kombinieren und ermöglicht es Bedienern, tragbare Not-Aus-Schalter bei sich zu tragen, während sie an Robotersystemen arbeiten. Diese Funktion verwandelt das herkömmliche stationäre Not-Aus-Konzept in eine mobile Sicherheitslösung, die dem Bediener folgt, und erfüllt damit eine entscheidende Anforderung in dynamischen Roboterarbeitsumgebungen.
Maschine-zu-Maschine-Kommunikation für die Robotik
Die XBMCU ermöglicht eine datenintensive, bidirektionale Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, die die Leistung von Robotersystemen verbessert. Diese Konnektivität ermöglicht:
- Nahtlose Koordination zwischen mehreren Robotern
- Integration in bestehende PLC-Systeme über serielle Protokolle
- Datenaustausch in Echtzeit zwischen Roboter-Endeffektoren und Steuerungssystemen
- Funktionen zur Fernüberwachung und -steuerung
Diese Maschine-zu-Maschine-Konfiguration fungiert als Brücke, die Maschinendaten und -steuerung in Echtzeit bereitstellt, menschliche Reaktionsverzögerungen eliminiert und die Optimierung von Robotersystemen auf ein neues Niveau hebt. Das Ergebnis sind Robotersysteme, die als zusammenhängende Einheiten und nicht als isolierte Maschinen arbeiten und so die Effizienz und den Durchsatz maximieren.
Technische Daten zur XBMCU
Die technischen Möglichkeiten der XBMCU machen sie ideal für anspruchsvolle Roboteranwendungen:
- Acht digitale Eingänge, konfigurierbar für Kategorie 3 PL-d
- Sechs digitale 3A-Ausgänge, konfigurierbar für Kategorie 3 PL-d
- Großer Versorgungsbereich 9-36 VDC
- IP66-zertifiziertes Aluminium-Gehäuse für raue Umgebungen
- Labor-zertifizierte PROFINET-Kommunikation mit Class C Conformance
- Drahtlose Black-Channel-Schnittstelle für sichere Kommunikation
- Datenprotokollierungsfunktionen für die Leistungsanalyse
Praktische Anwendungen in der Robotik
Die XBMCU erweist sich in verschiedenen Robotikanwendungen als sehr nützlich:
AGV/AMR-Steuerung: Das Gerät ermöglicht die drahtlose Steuerung autonomer Fahrzeuge über eine sichere, verschlüsselte Funkverbindung mit einer Reichweite von bis zu einem Kilometer und gewährleistet auch in anspruchsvollen Industrieumgebungen eine stabile Verbindung.
Automatisierung von Roboterzellen: Die XBMCU rationalisiert die Zellenimplementierung und reduziert die Wartungsanforderungen, indem sie die Kommunikation zwischen Roboterarmen und Peripheriegeräten durch vereinfachte Anschlussmöglichkeiten erleichtert.
Sicherheit bei kollaborativen Robotern: Durch die Integration der drahtlosen Not-Aus-Schalter von Cattron werden die Sicherheitsvorkehrungen im Umfeld kollaborativer Roboter verbessert, sodass Bediener den Betrieb von jedem Ort im Arbeitsbereich aus sofort unterbrechen können.
Fernsteuerung: In gefährlichen Umgebungen oder bei Einsätzen an schwer zugänglichen Orten ermöglicht die XBMCU dem Bedienpersonal die Steuerung von Robotersystemen aus sicherer Entfernung mithilfe der drahtlosen Sender von Cattron.
Maschinenbeschickung: Das Gerät vereinfacht die Integration von Roboteranwendungen für die Maschinenbedienung, indem es die Komplexität des Anschlusses von Robotern an die Maschinen, die sie bedienen, reduziert.
Robotik-Implementierung im Wandel
Die XBMCU ist die drahtlose Lösung, auf die sich Kunden verlassen können, um ihren Systembetrieb und ihre Effizienz zu verbessern, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Der Plug-and-Play-Ansatz mit einfacher M12-Konnektivität ermöglicht es, Systeme innerhalb von Minuten in Betrieb zu nehmen, was die Implementierungszeit drastisch verkürzt und den technischen Aufwand reduziert.
Für Robotik-Integratoren und Endanwender gleichermaßen bedeutet dies einen Paradigmenwechsel in der Art und Weise, wie Automatisierungslösungen eingesetzt, gewartet und skaliert werden. Die Fähigkeit der XBMCU, als unabhängige SPS zu arbeiten und gleichzeitig mehrere Kommunikationsprotokolle zu unterstützen, macht sie zu einer vielseitigen Lösung für praktisch jede Robotikanwendung.
Die XBMCU bietet Robotik-Implementierern einen zuverlässigen, sicheren und effizienten Weg zu einer verbesserten Automatisierung ohne die traditionelle Integrationskomplexität, die die Implementierung verzögern kann. Für weitere Informationen über die Implementierung der XBMCU in Roboteranwendungen kontaktieren Sie uns unter sales.us@cattron.com.