Besondere Anforderungen an IO und Anschlusstechnik
Die Anschlusstechnik der EPX-Module erfüllt die spezifischen Anforderungen der für den Ex-Bereich zugelassenen Roboter. (Quelle: Beckhoff)
Im Lackierroboter T2 X6 kommen zur Integration der eigensicheren Signale vier EtherCAT-Box-Module EPX1058-0022 und eine EtherCAT Box EPX3158-0022 zum Einsatz. (Quelle: Beckhoff)
Da die Roboter für Ex-Zone 1 zugelassen und somit eigensicher zu betreiben sind, war eine für solche Anwendungen geeignete Lösung als EtherCAT-fähige IO-Ebene gefragt. Für die Umsetzung mit den IP20-EtherCAT-Klemmen der ELX-Serie wäre ein zusätzliches IP54-Gehäuse innerhalb des Roboters erforderlich gewesen. „Die Anforderungen des Roboters als überdruckgekapseltes System hätten eine aktive Luftspülung des IO-Gehäuses notwendig gemacht. Dies lässt sich mit der Schutzart IP54 nur schwer vereinbaren“, sagt B. Käsmann. „Mit den EtherCAT-Box-Modulen der EPX-Serie konnten wir diesen Zwiespalt hingegen vermeiden.“
Für eine zuverlässige Signalerfassung bestand die Herausforderung darin, eine torsionsfähige, geschirmte und schlanke Leitung für die Verlegung im Roboter zu finden. Des Weiteren mussten die erforderlichen acht M12-Steckverbinder wasserdicht am Kabel angeschlossen werden. Hierfür entwickelte Beckhoff eine Lösung, bei der jeweils zwei Adern einzeln an M12-Steckverbindern umspritzt wurden. Mit dieser Einzeladerumspritzung wurde eine besonders platzsparende IP65-/IP67- geschützte Sensorleitung bereitgestellt, die optimal zum kompakten Footprint der Anlage passt, wie B. Käsmann bestätigt: „Die gemeinsam mit Beckhoff entwickelte Lösung sollte acht Kanäle in einer Leitung zusammenführen, um Installatationsraum zu sparen. Weitere für uns wichtige Aspekte waren EMV-Schirmung, Twisted-Pair-Aufbau, ein möglichst geringer Durchmesser, die umspritzten Steckverbinder zur Sicherstellung des IP-Schutzes sowie eine Klemmleiste für Initiatoren und eine beidseitige Konfektionierung für eine zeitsparende Verkabelung.“ Entscheidend seien zudem eine leichte Zugänglichkeit, ohne den kompletten Roboter öffnen zu müssen, sowie die Verfügbarkeit der Kabel in allen erforderlichen Konfektionen und Längen gewesen. Und all das habe kein anderer Anbieter umsetzen können.
Flexibilität durch Vielfalt bei PC-based Control
Offenheit, Skalierbarkeit und Komponentenvielfalt sind zentrale Eigenschaften der PC- und EtherCAT-basierten Steuerungstechnik von Beckhoff. So werden im Roboter ergänzend zu den EPX-Modulen auch EtherCAT-Box-Module der EP-Serie eingesetzt. Dazu zählen beispielsweise die 8-kanalige EP2338- 1002 zur Erfassung digitaler Signale sowie das 1-Kanal-Encoder-Interface EP5151-1002 zur Ansteuerung der Pistolenventile und zur Drehzahlauswertung bei den Hochrotationszerstäubern. Die Vorteile des breiten IO-Spektrums bis hin zu EtherCAT- und TwinSafe-Klemmen der EL-Serie in den Applikationsschränken bestätigt auch B. Käsmann: „Von der Vielfalt an IO und Kommunikationsvorteilen profitiert b+m bei allen Anwendungsbereichen, sei es aufgrund der einfachen Anbindung an Drittkompomponenten oder mit den Komponenten zur direkten Integration eigensicherer Signale, ohne wie bei konventionellen Lösungen separate, kosten- und installationsintensive Trennbarrieren einsetzen zu müssen.“
Dies sind gute Gründe, weshalb b+m bereits seit 1996 PC-based Control von Beckhoff einsetzt. Ausschlaggebend war damals laut dem Leiter Anwendungstechnik Applikation, mit der Software TwinCAT eine sehr leistungsstarke und flexible Steuerungstechnologie nutzen zu können: „Unser Unternehmen ist äußerst flexibel aufgestellt, das heißt, wir entwickeln maßgeschneiderte Lackieranlagen und das Beckhoff-Produktportfolio bietet uns genau diese Flexibilität. EtherCAT ist ebenfalls ein wichtiger Faktor wegen der hohen Marktdurchdringung, der hohen Performance und der Offenheit zu anderen Feldbussystemen. Insgesamt sind Leistungsgrenzen für die Automatisierung mit dem Beckhoff-System bei unseren Anwendungen kein Thema mehr.“