ANTRIEBSTECHNIK & MECHANIK
Modular regelbare Produktionssysteme
Kompaktsteuerungen für Robotik
Mit drei Steuerungssystemen adressiert der Automatisierungsspezialist Kendrion die steigenden Anforderungen in Robotik und industrieller Automatisierung. Die Lösungen zielen auf modular anpassbare Architekturen, widerstandsfähige Systeme gegenüber Cyberangriffen und eine leistungsfähige Echtzeitverarbeitung in Maschinen-, Geräte- und Robotikanwendungen. Im Fokus stehen eine kompakte Steuerung mit integrierten Ein- und Ausgängen, ein leistungsstarker Multi-Core-Controller für datenintensive Aufgaben sowie eine Sicherheitssteuerung für Anwendungen mit hohen sicherheitstechnischen Anforderungen und dynamischen Bewegungsprozessen. Entwicklungsseitig flossen Themen wie Energieeffizienz, Cloud-Ökosysteme, auf künstlicher Intelligenz basierende Steuerungstechnologien und Anforderungen aus dem Cyber Resilience Act in die neuen Produkte ein.
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Kendrion N.V.
Die kompakte Steuerung FIO Controller 111 ist als speicherprogrammierbare Steuerung mit integrierten Ein- und Ausgängen ausgelegt und bietet trotz kleiner Bauform eine hohe Funktionsdichte. Kern des Systems ist eine multifunktionale Ein- und Ausgangsschnittstelle, über die sich alle Ein- und Ausgänge flexibel und anwendungsspezifisch konfigurieren lassen. Standardmäßig stehen neun digitale Eingänge, acht digitale Ausgänge sowie je zwei analoge Ein- und Ausgänge zur Verfügung, die sich in der Engineering-Umgebung CODESYS zum Beispiel als Ereigniszähler, Pulsweitenmodulationsausgänge, Frequenzgenerator oder Motorsteuerung mit Takt-Richtungssignal und Endschaltern parametrieren lassen. Eine robuste elektromagnetische Verträglichkeit soll den Betrieb unter industriellen Umgebungsbedingungen sichern. Die Trennung von Steuerungslogik und Ein- und Ausgangsprozessen erfolgt über zwei Prozessorkerne, die durch ein Echtzeitbetriebssystem unterstützt werden. Die Steuerung basiert vollständig auf CODESYS und lässt sich über FIO-Ein- und Ausgabemodule sowie EtherCAT-Slaves erweitern; zusätzlich stehen CANopen und Modbus RTU für die Anbindung vorhandener Komponenten bereit.
Für anspruchsvollere Automatisierungsaufgaben ist der FIO Controller 328 ausgelegt, der eine industrielle Multi-Core-Architektur mit einem Raspberry Pi Compute Module 4 kombiniert und industrielle Kommunikationsschnittstellen integriert. Der Mehrkernprozessor ermöglicht es, die zeitkritische speicherprogrammierbare Steuerung auf einem Kern zu bearbeiten, während weitere Kerne Visualisierung, Bewegungsberechnungen, Algorithmen auf Basis künstlicher Intelligenz, Zustandsüberwachung oder Kommunikationsaufgaben übernehmen. Diese Aufgabentrennung soll Leistungsspitzen reduzieren und kurze, stabile Reaktionszeiten insbesondere in dynamischen Bewegungs- und Robotikanwendungen sichern. Ein integriertes Echtzeitbetriebssystem ermöglicht Steuerungszyklen im niedrigen Millisekundenbereich, etwa für präzise Bewegungsabläufe, synchronisierte Achsen und komplexe Sicherheitsanforderungen. Über standardisierte EtherCAT-Kommunikation werden Ein- und Ausgabemodule mit deterministischer Datenübertragung angebunden; zusätzlich stehen OPC UA, PROFINET, Modbus TCP, CAN, RS-485, Ethernet, USB und weitere Schnittstellen zur Verfügung. Die modulare Bauweise und passende EtherCAT-FIO-Module erlauben eine Erweiterung um digitale und analoge Ein- und Ausgänge, integrierte Sicherheitsfunktionen oder Bewegungssteuerungsanwendungen. Für Anwendungen wie Echtzeit-Softmotion, numerische Steuerungen oder Robotik kommt CODESYS zum Einsatz; ein integrierter Softwarelizenzcontainer ermöglicht Erweiterungen aus dem CODESYS-Store. Genannt werden als Einsatzfelder Handling- und Montageanlagen mit hohen Taktraten, Robotik und kollaborative Systeme, Präzisionsantriebe, Mehrachssysteme, Edge-Computing, Cloud-Ökosysteme, Produktionsdatenanalyse, vernetzte Fertigungsanlagen und modulare Maschinen.
Die FIO Controller 111 und 328 ermöglichen extrem schnelle Reaktionszeiten, z. B. in Robotik-Applikationen. Quelle: KENDRION
Die FIO Safety PLC ermöglicht die Konstruktion hochdynamischer, funktional sicherer Robotersysteme. Quelle: KENDRION
Mit den neuen Steuerungssystemen von Kendrion kann die Sicherheit und Produktivität von Robotikprozessen deutlich gesteigert werden. Quelle: KENDRION
Die FIO Safety-PLC ist auf Anwendungen ausgelegt, in denen hohe Sicherheitsanforderungen mit schnellen Bewegungen zusammenfallen. Sie überwacht Prozessgrößen wie Position, Geschwindigkeit und Drehmoment in Echtzeit und greift bei Grenzwertverletzungen unmittelbar ein. Eine integrierte Gleitkommaeinheit erlaubt es, komplexe mathematische Bewegungs- und Kinematikberechnungen direkt in der Steuerung umzusetzen. Damit lassen sich Robotersysteme realisieren, die hohe Dynamik mit sicherheitsgerichtetem Betrieb verbinden, zum Beispiel für schnelles Pick-and-Place, Montageautomation oder Palettieranwendungen. Über das Protokoll FSoE oder modulare Safety-Ein- und Ausgabemodule können sicherheitsrelevante Sensoren wie Encoder, Laserscanner, Lichtgitter sowie Kraft- und Momentensensoren angebunden werden. Ein großes sicheres Prozessabbild unterstützt Antriebssteuerungen mit Funktionen wie sicher abgeschaltetes Drehmoment, sicheres Stoppverhalten oder sichere begrenzte Geschwindigkeit und ist damit für redundante Sicherheitskonzepte oder adaptive Geschwindigkeitsüberwachung ausgelegt. Genannte Einsatzbeispiele reichen von kollaborierenden Robotern über flexible Fertigungszellen bis zu Pick-and-Place- und Handling-Robotern. Insgesamt zielen die neuen Steuerungssysteme darauf, Produktivität und Sicherheit in Fertigungsprozessen zu erhöhen, indem moderne Überwachungstechnologien und klassische Sicherheitstechnik kombiniert werden und sich Steuerungskonzepte modular skalieren lassen.
Autor
Jörg Pöhls
Strategic Sales Developer
Kendrion
