Produits 2023

Système à plusieurs axes compact : modulaire, flexible et intégré

Avec ATRO, Beckhoff présente un nouveau concept pour les applications robotiques. Il s'agit d'un système modulaire qui permet d'assembler la cinématique du robot de manière extrêmement flexible pour chaque application. L'un des points forts du système est le dispositif interne de transmission d'informations pour les données, l'alimentation et les fluides - guide câble. Il a été mis en œuvre de telle sorte que tous les axes sont conçus pour tourner sans fin.

Avec ATRO, les utilisateurs peuvent créer quasiment toutes les conceptions de robot pour leur application à partir des modules fournis - d'une simple application sur table d'indexation rotative à 1 axe et cinématique delta, jusqu'aux robots articulés à plusieurs axes. La perspective globale de Beckhoff est décisive pour une mise en service et une manipulation simples, car seule l'intégration directe du système de robot dans la commande sur base PC permet d'obtenir une solution complète réellement optimisée pour la machine ou l'installation. Cela réduit le nombre de commandes nécessaires sur un PC industriel, même avec plusieurs robots.

La cinématique d'ATRO est constituée d'articulations actives – les modules moteur. Différents modèles de modules moteur sont disponibles : modules droits en forme de I ou modules angulaires en forme de L, qui sont conçus en cinq gammes de puissance. Chaque module moteur forme un système d'entraînement complet pour un axe du robot. Les seuls composants externes nécessaires sont un bloc d'alimentation et une commande, ce qui réduit considérablement l'espace requis dans l'armoire de commande. Outre les modules actifs, il existe des modules de raccordement sans leur propre moteurs :
– Modules de base avec guide câble
– Modules de liaison avec des formes en I, L et Y pour des configurations individuelles
– Modules système qui peuvent être utilisés pour intégrer des fonctions supplémentaires telles qu'une caméra

Avantages du guide câble interne
Tous les modules sont interconnectés via l'interface ATRO, qui garantit une connexion rigide et laisse également passer les supports médias introduits. Les données, l'alimentation et les fluides (air comprimé, vide ou eau) sont ainsi guidés en interne via les modules de la cinématique ATRO. Les solutions robotiques classiques les font passer par l'extérieur et sont donc limitées en termes de rotation et d'utilisation de l'espace de travail. La solution Beckhoff élimine complètement ce problème : chaque axe peut être tourné sans fin, ce qui permet une meilleure accessibilité et des chemins de positionnement plus courts. De plus, les contours gênants, par exemple dus à des câbles situés à l'extérieur et, en particulier dans le cas de cobots, à des couples dérangeants, sont évités grâce à leur passage interne. D'autre part, les supports sont fournis pour une application client via les interfaces ATRO, et presque tous les outils robotiques peuvent être facilement intégrés, comme les systèmes de préhension sophistiqués.

Intégration illimitée du système
Avec ATRO, Beckhoff propose un système robotique très flexible qui dispose de toutes les fonctionnalités essentielles de la machine, grâce à son intégration poussée dans le logiciel d'automatisation TwinCAT. Comme par exemple le traitement des images pour des applications complexes (« bin picking »), l'amélioration des performances de déplacement via le machine learning ou l'intégration directe dans le cloud pour l'analyse et la maintenance. L'utilisation d'interfaces ouvertes et de normes universelles permet une configuration prête à l'emploi du robot créé et une ingénierie simple. Cette variété de fonctions concentrées dans une seule commande minimise les coûts de matériel et permet également une synchronisation maximale de tous les composants ainsi que de faibles retards dans la communication des données. Cela inclut également la combinaison directe avec des solutions de transport intelligent telles que XTS et XPlanar. D'autres domaines tels que la communication, la sécurité fonctionnelle et l'application à proprement dite peuvent être créés avec peu d'efforts. Cela permet non seulement de configurer une solution globale extrêmement puissante avec un rendement maximal du système, mais aussi de réduire l'encombrement de la machine, ce qui était auparavant impossible.

Beckhoff Vision offre aux constructeurs de machines et aux utilisateurs finaux un système complet de traitement d'images qui couvre tous les composants nécessaires, du logiciel à l'éclairage. Intégré de manière optimale dans la commande basée sur EtherCAT, il offre aux utilisateurs des avantages importants : une synchronisation très précise avec tous les process machine, une réduction des coûts d'ingénierie et de matériel, ainsi qu'une mise en service et un SAV simplifiés.

Le portefeuille Hardware Vision se compose :
- de caméras : Les caméras à balayage de zone génèrent des données d'image de haute qualité à l'aide de capteurs CMOS couleur et monochromes avec une résolution allant jusqu'à 24 mégapixels et un pas de pixel de 3,45 μm et 2,74 μm, en plus d'offrir des taux de transfert de 2,5 Gbit/s.
- d’objectifs : Les objectifs industriels robustes en Monture C assurent une manipulation simplifiée et une grande disponibilité, tout en offrant un revêtement AR VIS et NIR, jusqu'à une résolution de 2 μm, et des cercles d'image de 11 mm (2/3") et 19,3 mm (1,2") respectivement.
- d’éclairage : L'éclairage LED multicolore en trois modèles - éclairage de zone, annulaire et en barre - produit des conditions d'éclairage optimales pour des images de qualité constante. Il crée également le meilleur contraste possible entre l'élément d'inspection et son environnement, même en mode impulsionnel à spectre réglable.
Des packs complets comprenant caméra, éclairage et objectifs focalisables sont également disponibles.

Le MX-System de Beckhoff est une solution système flexible, optimisée en terme d’espace et intelligente, qui peut remplacer complètement les armoires de commande conventionnelles et ouvre ainsi de toutes nouvelles possibilités dans l’automatisation des installations.

En tant que système modulaire de remplacement d'une armoire de commande, qui peut également être intégré dans la machine si nécessaire, le MX-System permet d’économiser les efforts d’ingénierie, d’assemblage, d’installation et de maintenance. Cela permet la mise en place de process très efficaces pour les fabricants et les exploitants de machines et de systèmes, depuis la planification, la configuration et l’installation du MX-System jusqu’à la maintenance des machines qui en sont équipées.

Le concept de base du MX-System est de normaliser les interfaces électriques et mécaniques de tous les composants électroniques et électromécaniques. Ce concept donne lieu à deux interfaces :
– L’interface de données intègre chaque unité fonctionnelle dans un réseau EtherCAT et l’alimente simultanément en 24 V DC et, si nécessaire, également en 48 V DC.
– Une deuxième interface a été définie comme standard pour la gamme basse tension. Ces interfaces distribuent la tension du réseau jusqu’à 530 V AC et une tension en DC jusqu’à 848 V pour le système d’entraînement.

Cette normalisation permet à toutes les fonctionnalités traditionnellement présentes dans une armoire de commande d'être regroupées sous la forme d’un système de fond de panier. Comme pour les interfaces, il existe deux types de fonds de panier différents, définis par les caractéristiques de connection précédemment décrites. Les fonds de panier sont dotés de boîtiers robustes en aluminium. La combinaison du fond de panier et du boîtier est appelé plaque de base. D'autre part, il existe une gamme complète de modules fonctionnels dans les domaines des IPC, des coupleurs de bus, des E/S, de l'entrainement, des relais et de l’alimentation électrique du système. Il suffit de les plugger et de les visser sur la plaque de base. La combinaison d’une plaque de base et de modules fonctionnels permet d’obtenir un système d’automatisation protégé par IP67, optimisé en terme d'encombrement et pouvant être installé directement dans la machine.

Avantages pour l’ingénierie
L’architecture du système, composée d’une plaque de base et de modules fonctionnels, permet d’obtenir une solution modulaire qui peut être utilisée pour résoudre un large éventail de tâches d’automatisation. Les modules fonctionnels du MX-System offrent l'avantage particulier d'intégrer des fonctions individuelles, telles que la protection des lignes sortantes. Cela facilite la planification du projet et réduit considérablement le nombre de composants. Tous ces avantages se traduisent également par la réduction du nombre de pages des schémas de circuits et de la liste de pièces, de 80 %. Même en phase d’ingénierie, le faible encombrement du MX-System crée d’autres intérêts. Il facilite notamment la coordination entre les départements, puisqu’il n’est généralement pas nécessaire de concevoir des espaces et des supports d’installation spéciaux pour son intégration. Un autre aspect important est que le MX-System répond aux exigences des normes applicables aux armoires de commande et, contrairement aux armoires de commande conventionnelles, il est également conforme aux normes CEI, UL et CSA, ce qui en fait une solution normalisée au niveau mondial.

Avantages pour la mise en place d’un système d’automatisation
Le principe consistant à connecter des modules de fonction sur une plaque de base et à les fixer à l’aide de vis ne révolutionne pas seulement la construction d’armoires de commande, mais la remplace aussi complètement de sa forme connue aujourd’hui. L’assemblage mécanique de l’armoire de commande et de sa plaque de montage est supprimé, tout comme le temps passé à le câbler manuellement. Par conséquent, un MX-System peut être installé en une heure seulement, tests et vérifications nécessaires comprises. Pour une armoire de commande comparable, le temps total d’installation serait d’au moins 24 heures. Par conséquent, le MX-System répond également à la pénurie de travailleurs qualifiés, puisqu'il faut moins de temps à chaque employé pour accomplir une tâche donnée. D'autre part, les erreurs de câblage sont évitées. D’un point de vue logistique, la conception de ce système présente d'autres avantages évidents, de par l’élimination complète des étapes de montage mécaniques qui signifie que l’assemblage nécessite beaucoup moins d’espace. Des process tels que la conception d’armoires de commande externe peuvent être complètement supprimés.

La rotation à 360° des movers en lévitation étend le domaine d’application pour le transport intelligent et sans contact de produits

Le système de transport par lévitation magnétique XPlanar permet le transport de produits à l’unité sans contact et en simultané. Les movers XPlanar peuvent se déplacer librement dans toutes les directions sur une trajectoire à deux dimensions au-dessus des dalles XPlanar et exécuter des mouvements d’élévation jusqu’à 5 mm de course, par exemple. Les propriétés du système sont désormais enrichies d’une nouvelle fonctionnalité : la rotation des movers à 360°.

Connu pour son rayon d’action extrêmement souple, le système XPlanar gagne un degré de liberté supplémentaire grâce à la rotation à des movers à 360°. Les movers XPlanar peuvent tourner autour de leur propre axe, sans limitation, tant qu’ils sont en lévitation à des positions prédéterminées du système. La rotation peut être effectuée dynamiquement à une fréquence de 10 Hz maximum et rend possible une grande variété d’applications. Ce degré de liberté supplémentaire permet de réaliser le mixage de liquides et l’inspection d’objets à 360°. De plus, les movers peuvent quitter les positions de rotation avec une orientation modifiée par pas de 90° de sorte à aligner correctement les pièces transportées en fonction des étapes de traitement.

La rotation des movers à 360° est rendue possible par l’intégration du système XPlanar dans la technologie sur base PC de Beckhoff. Une simple mise à jour logicielle est requise pour implémenter la nouvelle fonctionnalité dans des installations existantes. Aucun matériel particulier n’est nécessaire.

Grâce à sa capacité à contrôler indépendamment plusieurs movers en même temps et avec différents profils de mouvement, l'XTS offre une grande flexibilité de manipulation des objets dans une installation. En fonction des besoins il est possible de combiner pistes ouvertes et/ou autonomes avec des modules moteurs de géométries différentes. Jusqu'à présent, un mover était lié à une seule piste. À l'aide de la nouvelle fonctionnalité du logiciel XTS Track Management, il est possible de diviser l’XTS en sous-sections de piste individuelles, séparées physiquement. Ils peuvent inclure un ou plusieurs modules moteurs consécutifs.