Dezentrale Servoantriebe für die industrielle Roboterautomatisierung

Murrelektronik, ein globaler Anbieter von Automatisierungs- und Installationstechnik, fokussiert sich auf dezentrale Systemarchitekturen für Maschinenbauer. Traditionelle industrielle Robotiksysteme basieren auf zentralen Architekturen, bei denen Robotersteuerungen und Servoantriebe in einem Schaltschrank untergebracht sind. Dieser konventionelle Aufbau erfordert dedizierte Leistungs- und Feedback-Verbindungen für jeden Motor, was zu einer umfangreichen Verkabelung, erheblichem Installationsaufwand und einem großen Platzbedarf im Schaltschrank führt, wodurch die Flexibilität modularer Maschinendesigns eingeschränkt wird. Um diese Einschränkungen zu überwinden, strebte das Unternehmen an, Prinzipien der dezentralen Automatisierung auf die Robotik auszuweiten und so eine praktische Referenz für zukünftige Maschinendesigns zu schaffen.

Integration der dezentralen Antriebssteuerung
In Zusammenarbeit mit Danfoss und autonox Robotics entwickelte Murrelektronik einen Anwendungs-Testfall mit einem 6-Achs-Industrieroboter, der für Materialhandhabung, Montage, Dosierung und Schweißen konzipiert ist. Das Projekt nutzte eine dezentrale Motion-Plattform, bei der die Servoantriebe und Motoren in einer einzigen kompakten Einheit zusammengefasst sind. Durch die Montage dieser integrierten Servoantriebe direkt auf dem Roboterarm entfällt die Notwendigkeit für konventionelle schaltschrankbasierte Servo-Installationen. Ein einzelnes Stromversorgungsmodul mit einem integrierten Decentral-Access-Option-Board versorgt alle dezentralen Antriebe über eine Daisy-Chain-Verkabelung. Diese Architektur bringt Steuerung, Energieverteilung und Ein-/Ausgangsschnittstellen näher an die Maschinenebene heran.

Sicherheits- und Präzisionsanforderungen
Das Engineering-Team benötigte eine Plattform, die hochpräzise dynamische Antriebssteuerung, funktionale Sicherheit und offene Kommunikationsprotokolle bot. Erweiterte Safe-Motion-Funktionen, die über das grundlegende Safe Torque Off hinausgehen, waren erforderlich, um die Sicherheit des Bedieners zu gewährleisten, ohne die Produktivität der Maschine zu beeinträchtigen. „Wir haben den Markt für eine dezentrale Servolösung evaluiert, und der integrierte Antrieb passte hervorragend zu unserem Konzept“, erklärt Marco Bosch, Global Head of Solution Engineering bei Murrelektronik. „Wir benötigen fortschrittliche sichere Antriebsfunktionen, die es uns ermöglichen, Flexibilität, Produktivität und Maschinensicherheit miteinander zu verbinden.“ Die ausgewählte Plattform nutzt Siliziumkarbid-Module für eine optimierte thermische Effizienz und unterstützt mehrere industrielle Kommunikationsprotokolle, was eine nahtlose Integration in die bestehende Umgebung der speicherprogrammierbaren Steuerung erleichtert.




Reduzierung von Verkabelung und Schaltschrankplatz
Nach einer sechsmonatigen kollaborativen Engineering-Phase lieferte die resultierende Architektur eine skalierbare, voll einsatzfähige Blaupause für modulare Maschinendesigns. Die direkte Installation der Servoantriebe an der Roboterstruktur machte Schaltschrank-Servoantriebe vollständig überflüssig und reduzierte den Platzbedarf im Schaltschrank um 60 Prozent. Darüber hinaus verringerte die Implementierung der Daisy-Chain-Verkabelung die Gesamtkabellänge um bis zu 80 Prozent. Diese Reduzierung senkt die Gesamtverkabelungskosten und schafft eine übersichtlichere, kompaktere Maschinenstruktur, die Systemintegratoren und Anlagenherstellern eine verifizierte Methode zur Implementierung dezentraler Antriebssteuerungen in Roboteranwendungen bietet.

Redigiert von Maria Brueva, Induportals-Redakteurin – adaptiert durch KI.

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