Die Anforderungen an moderne Produktionssysteme im Bereich Pick&Place werden immer komplexer. Steigende Taktraten, variierende Produktformate und der Bedarf an höchster Präzision erfordern innovative Lösungsansätze.
Traditionelle Handhabungssysteme stoßen zunehmend an ihre Grenzen, insbesondere wenn es um die flexible Integration in bestehende Produktionslinien geht. Die Hauptherausforderungen liegen in der präzisen Synchronisation von Bewegungsabläufen, der zuverlässigen Teileerkennung und der effizienten Energienutzung.
Viele Herausforderungen, eine Lösung: Delta-Roboter
Delta-Roboter haben sich als Gamechanger im Bereich Pick&Place etabliert, denn ihre kinematische Struktur bietet entscheidende Vorteile: Die parallele Anordnung der Antriebe und die leichte Bauweise der bewegten Komponenten ermöglicht außergewöhnlich hohe Beschleunigungen und Geschwindigkeiten.
Delta-Roboter überzeugen aber nicht nur durch die reine Geschwindigkeit, sondern vor allem durch die Fähigkeit, komplexe Bewegungsmuster mit höchster Präzision auszuführen. Die Integration von Vision-Systemen ermöglicht zudem die dynamische Anpassung an variierende Produktpositionen und -orientierungen. Murrelektronik, der Vorreiter für dezentrale elektrische Automatisierungstechnik, hat speziell für Delta-Roboter eine ausgeklügelte Ready-to-Use-Lösung entwickelt.
Ideale Basis
Mit der Vario-X Plattform geht Murrelektronik neue Wege in der elektrischen Automatisierungstechnik: Durch die konsequente Dezentralisierung verlagert das Unternehmen die Steuerungsintelligenz direkt in die Feldebene – und macht komplexe Schaltschrankkonstruktionen damit überflüssig.
Ein besonderer Vorteil: Der Vario-X Controller übernimmt als Hauptsteuerung nicht nur sämtliche Maschinenfunktionen, sondern steuert parallel mehrere Delta-Roboter. Dadurch können sich die Kunden separate Robotersteuerungen sparen.
Die Idee der konsequenten Dezentralisierung geht aber noch deutlich weiter: Alle Automatisierungskomponenten sind direkt im Feld platziert. Das reduziert den Installationsaufwand drastisch und steigert die Systemeffizienz erheblich. Die hochintegrierten Vario-X Module vereinen dabei sämtliche erforderlichen Automatisierungsfunktionen in kompakten, IP67-geschützten Einheiten.
Die Verbindung dieser Module erfolgt über ein intelligentes Verbindungskonzept, das Energie- und Datenübertragung in einem System vereint. Die Technologie unterstützt verschiedene Kommunikationsprotokolle und ermöglicht eine flexible Topologiegestaltung. Die automatische Erkennung der angeschlossenen Komponenten vereinfacht die Installation und reduziert die Fehleranfälligkeit bei der Systemintegration erheblich. Messdaten belegen eine Reduktion der Installationszeit um bis zu 75 Prozent bei gleichzeitiger Steigerung der Systemverfügbarkeit.
Neue, einfache Wege bei der Programmierung
Die von Murrelektronik entwickelten Softwarebausteine in der Vario-X Plattform ermöglichen neue, einfache Wege bei der Programmierung von Delta-Roboter-Anwendungen: Die vordefinierten Bausteine kapseln komplexe Algorithmen für Bewegungssteuerung, Synchronisation und Prozessoptimierung in wiederverwendbaren Modulen. Sie sind hierarchisch organisiert und lassen sich flexibel miteinander kombinieren. Dadurch können auch Anwender ohne tiefgreifende Programmierkenntnisse eine schnelle Anpassung an verschiedene Produktionsszenarien vornehmen.
Auf der untersten Ebene finden sich Basisfunktionen für einzelne Bewegungsabläufe, während höhere Ebenen komplexe Prozessabläufe und Synchronisationsaufgaben abbilden. Besonders innovativ ist die Integration von Machine Learning Algorithmen in spezielle Softwarebausteine. Diese ermöglichen eine kontinuierliche Optimierung der Bewegungsabläufe basierend auf Echtzeitdaten.
Parameter wie Beschleunigungsprofile und Synchronisationspunkte werden automatisch an sich ändernde Produktionsbedingungen angepasst. Die implementierten Algorithmen berücksichtigen dabei nicht nur die Effizienz der Bewegungen, sondern auch den Energieverbrauch und die mechanische Belastung des Systems.
Die Softwarebausteine implementieren zudem ein durchgängiges Fehlermanagement. Jeder Baustein überwacht seinen Ausführungszustand und kann bei Abweichungen definierte Reaktionen auslösen.
Realität trifft Virtualität
Bei der Entwicklung und Optimierung von Delta-Roboter-Systemen ist durch den digitalen Zwilling eine neue Ära angebrochen. Der gesamte Programmablauf der Inbetriebnahme lässt sich digital anhand von CAD-Modellen vorab im Büro programmieren und testen. Der Programmierer muss nur noch für den letzten Feinschliff vor Ort – das spart Zeit und Geld.
Die exakte virtuelle Abbildung des Systems umfasst dabei alle relevanten Aspekte – von der Mechanik über die Elektrik bis zur Steuerungssoftware – und schafft eine kontinuierliche Verbindung zwischen physischer und digitaler Welt. Einmal erstellt, lässt sich der digitale Zwilling entlang des gesamten Lebenszyklus der Maschine oder Anlage ausbauen und nutzen – zum Beispiel für Anwendertrainings, Remote-Serviceeinsätze oder Condition-Monitoring-Anwendungen.
Die Implementierung des digitalen Zwillings beginnt bereits in der Planungsphase. Bewegungsabläufe lassen sich virtuell validieren und optimieren, noch bevor die erste physische Komponente installiert ist. Die Integration von physikalischen Simulationsmodellen ermöglicht dabei eine präzise Vorhersage des Systemverhaltens unter realen Bedingungen. Kollisionsprüfungen, Taktzeit-Optimierungen und Energieeffizienzanalysen lassen sich parallel zur Entwicklung durchführen. Selbst die Verkabelung lässt sich vorab exakt planen und zentimetergenau bestellen.
Weitere entscheidende Vorteile bietet Murrelektronik durch die bidirektionale Kopplung zwischen realem System und digitalem Zwilling im laufenden Betrieb. Dadurch werden Sensorwerte und Prozessdaten in Echtzeit synchronisiert – und Abweichungen sind sofort erkennbar. Die implementierten Analysealgorithmen vergleichen kontinuierlich das reale mit dem erwarteten Verhalten und können potenzielle Probleme frühzeitig identifizieren. Das ermöglicht eine vorausschauende Wartung und kontinuierliche Prozessoptimierung.
Der digitale Zwilling unterstützt zudem die Entwicklung und Validierung neuer Produktionsprozesse. Änderungen lassen sich zunächst virtuell testen und optimieren, bevor sie auf das reale System übertragen werden. Die integrierte Simulation ermöglicht dabei auch die Analyse von Extremsituationen und Fehlerfällen, die im realen System nicht ohne Risiko getestet werden könnten.
Die Kombination aus präziser Simulation und Echtzeitdatenerfassung schafft eine neue Qualität in der Anlagenoptimierung. Machine Learning Algorithmen nutzen die gesammelten Daten zur kontinuierlichen Verbesserung der Simulationsmodelle. Das führt zu einer stetig steigenden Vorhersagegenauigkeit und ermöglicht eine immer präzisere Prozessoptimierung. Die offene Architektur des digitalen Zwillings erlaubt zudem die Integration in übergeordnete Produktionsmanagementsysteme und schafft damit die Basis für die intelligente Fabrik der Zukunft.
Echte Plug & Play Automatisierung ist Ready-to-use
Als Technologieführer für dezentrale elektrische Automatisierungstechnik beweist Murrelektronik mit dieser Delta-Roboter-Lösung erneut seine Innovationskraft und präsentiert eine sofort einsatzfähige Komplettlösung, die den Anforderungen moderner Produktionsumgebungen in vollem Umfang gerecht wird.
Der entscheidende Vorteil liegt in der durchgängigen Konzeption, die von der Hardware über die Verbindungstechnik bis hin zur Softwareintegration alle Aspekte der Automatisierung abdeckt. Das Ergebnis ist eine signifikante Reduzierung der Time-to-Market.
