Neue Generation von Sicherheitssteuerungen

Daneben sorgte ein neues Planarmotor-system des Herstellers für Aufmerksamkeit: schwebende Mover mit sechs Freiheitsgraden.

Die neue Generation der Beckhoff-Sicherheitssteuerungen setzt konsequent auf erhöhte Modularität und Skalierbarkeit und ermöglicht damit die optimale Anpassung an die spezifischen Sicherheitsanforderungen individueller Maschinenkonzepte. Die Intelligenz der gesamten Sicherheitsapplikation kann über mehrere TwinSafe-Logic-fähige I/O-Module verteilt werden, sodass eine noch effizientere und flexiblere Modularisierung und Anpassung an vorliegende Systemanforderungen möglich ist. Mit den neuen auf der TwinSAFE Logic EL6910 basierenden Sicherheitssteuerungen kann das TwinSafe-System nun noch spezifischer an die individuellen Anforderungen eines Maschinenkonzepts sowie an ein breiteres Spektrum an Sicherheitsapplikationen angepasst werden. Es handelt sich dabei um folgende I/O-Komponenten:

• TwinSafe-EtherCAT-Klemme EL1918: digitale Eingangsklemme mit acht sicheren Eingängen
• TwinSafe-EtherCAT-Klemme EL2911: sichere Potenzialeinspeisung mit vier sicheren Eingängen und einem sicheren Ausgang
• TwinSAFE-EtherCAT-Box EP1957-0022: IP-67-geschütztes Digital-Kombi-Modul mit acht sicheren Ein- und vier sicheren Ausgängen.

Die drei neuen I/O-Komponenten können, ebenso wie die bisher bereits verfügbaren TwinSafe-Logic-fähigen I/O- und Motion-Produkte, als Sicherheitssteuerung zur direkten Ausführung von kundenspezifischen Sicherheitsprojekten eingesetzt werden. Eine Besonderheit stellt hierbei ihre Kommunikationsfähigkeit dar, denn das auf der I/O-Komponente auszuführende Sicherheitsprojekt kann analog zur dedizierten Sicherheitssteuerung direkte Kommunikationsbeziehungen mit anderen sicherheitsrelevanten Teilnehmern aufbauen und diese Daten intern vorverarbeiten. Das ermöglicht bei Bedarf eine feingranulare Modularisierung der Maschine mit einer verteilten Sicherheitsapplikation. Ist in diesem Einsatzszenario eine zentrale Sicherheitssteuerung vorhanden, muss diese lediglich noch die akkumulierten Daten verarbeiten. Die konsequente Modularität des TwinSafe-Systems in Hard- und Software erleichtert die anwendungsspezifische Umsetzung selbst komplexer Sicherheitsapplikationen. Die Kombination von I/O- und TwinSafe-Steuerungsfunktionalität in einer I/O-Komponente vereinfacht das Verteilen von Sicherheitsaufgaben auf einzelne Maschinenmodule und reduziert zudem die entsprechenden Hardware-Kosten. Im Engineering sorgt die Customizing-Funktion für ein komfortables und schnelleres Arbeiten sowie für einen minimierten Validierungsaufwand – und damit für verringerte Entwicklungskosten. In TwinCAT kann das Sicherheitsprojekt wie gewohnt modular gestaltet werden. Durch die neue Funktion des Customizing lassen sich nun jedoch für jedes dieser Module die verschiedenen Betriebsmodi „temporär deaktivierbar“, „permanent deaktivierbar“ und „passivierbar“ konfigurieren. Mit entsprechender Konfiguration von Ersatzwerten für die Schnittstellen zwischen den Modulen können auf diese Weise hochkomplexe modulare und skalierbare Architekturen umgesetzt und dabei Entwicklungskosten minimiert werden. Ein einziges Sicherheitsprojekt ist zum Beispiel für eine ganze Serie von Maschinen nutzbar, indem man je nach Bedarf die nicht benötigten Module deaktiviert.

Mit XPlanar eröffnet Beckhoff neue Wege in der Anlagenkonstruktion. Möglich machen dies die über den beliebig angeordneten Planarkacheln frei schwebenden Planarmover, mit denen eine sehr flexible, exakte und hochdynamische Positionierung erreicht wird. Für den Maschinenbau ergibt sich daraus eine maximale Freiheit und Vereinfachung bei der Konzeption von Maschinen und Anlagen. Das XPlanar-System kombiniert die individuelle Anordnung von Planarkacheln mit einer mehrdimensionalen Positionierbarkeit der darüber schwebenden Planarmover. Dabei sind die Mover ruck- und berührungsfrei mit bis zu 4 m/s Geschwindigkeit, 2 g Beschleunigung und 50 µm Positionierwiederholgenauigkeit zweidimensional verfahrbar, und das geräuschlos und ohne Abrieb. Das bedarfsgerecht skalierbare Planarmotorsystem kann die Konzeption von Maschinen und Anlagen deutlich vereinfachen. Durch die äußerst flexible Moverpositionierung und die sehr hohe Bewegungsdynamik lassen sich beispielsweise Produktströme sehr einfach und individuell teilen sowie bisher notwendige Roboter oder andere unflexible Mechanikvorrichtungen effizient ersetzen. Mit dem berührungslosen Verfahren der Mover entfallen zudem Verschleiß, Emissionen und das Verschleppen von Verunreinigungen.

Basis des XPlanar-Systems sind die in beliebigen und damit exakt anwendungsorientierten Geometrien anreihbaren 240 x 240 mm großen Planarkacheln. Diese beinhalten die gesamte Elektronik und die EtherCAT-G-Kommunikation. Über ihnen schwebt, ermöglicht durch integrierte Permanentmagneten, eine frei wählbare Anzahl an Planarmovern. Dabei sind die Mover nicht nur waagerecht, sondern auch senkrecht und sogar kopfüber einsetzbar. Zur Auswahl stehen vier verschiedene Planarmovertypen: der 95 x 95 Millimeter große Small Mover für bis zu 0,4 Kilogramm Nutzlast, der 155 x 155 Millimeter große Standard Mover für bis zu 1,5 Kilogramm Nutzlast, der 155 x 275 Millimeter große Long Mover für bis zu drei Kilogramm Nutzlast und schließlich der 275 x 275 Millimeter große Big Mover für bis zu sechs Kilogramm Nutzlast. Die zweidimensionale X/Y-Positionierung der Mover wird durch weitere Bewegungsfunktionen ergänzt: Heben und Senken um bis zu fünf Millimeter, optional inklusive Wägefunktion, Neigen um bis zu fünf Grad für Transport und Handhabung von Flüssigkeiten, Drehen um bis zu ±15 Grad beziehungsweise über speziellen Planarkacheln um bis zu 360 Grad. Das kollisionsfreie beziehungsweise synchronisierte Verfahren von mehreren Movern und eine automatische Bahnoptimierung sind weitere Features, die von der Automatisierungssoftware TwinCAT bereitgestellt werden. So kann zum Beispiel durch das Bewegen mehrerer Mover im Verbund miteinander die maximale Nutzlast erhöht werden.

XPlanar eignet sich als hochflexibles Transportsystem im gesamten Maschinenbau, insbesondere zur Automatisierung von Verpackungs-, Montage-, Sortier- und Kommissionierprozessen. Die freie Wahl der Oberflächen, leicht zu reinigendes Glas, Edelstahl im Hygienic Design oder Kunststofffolie, unterstützt zudem den Einsatz im Reinraum, in der Pharma- und Lebensmittelindustrie sowie unter Vakuumbedingungen. aru