Jedes Motormodul des Atro-Systems bildet ein vollständiges Antriebssystem für eine Roboterachse. Es handelt sich um einen dezentralen 48-V-Ethercat-Antrieb mit integrierter Bremse, Getriebe und Safe-Motion-Funktionen. Für den Betrieb werden lediglich eine Spannungsversorgung und eine Steuerung benötigt, was den Platzbedarf im Schaltschrank reduziert. Die Module werden über das Atro-Interface mechanisch robust miteinander verschraubt, das zugleich die Kontaktierung der Medienführung sicherstellt. Der Aufbau kann von einer einzelnen Person durchgeführt werden, was die Montage und Wartung vereinfacht.
Basismodule dienen als Sockel und ermöglichen die Montage des Roboters auf einer Grundplatte, an der Wand oder an der Decke. Die Anschlussebene für die Medienführung kann seitlich oder nach unten herausgeführt werden. Der Anschluss erfolgt über Hybridstecker, die sowohl die elektrische Versorgung als auch die Kommunikation übernehmen. Die 48-V-Versorgung wird in der Basis durch einen Brems-Chopper mit Widerstand stabilisiert. Linkmodule in unterschiedlichen Längen und Formen bilden die Arme des Roboters. Da alle Module Ethercat-Teilnehmer sind und ihre mechanischen Eigenschaften digital mitbringen, kann die Steuerung die Konfiguration automatisch erkennen und die Bewegungsberechnung entsprechend anpassen. Für die Werkzeuganbindung am Endeffektor stehen verschiedene Flansch-Module zur Verfügung, die die interne Medienführung nach außen führen oder eine vollständige Integration von Werkzeugen ermöglichen.
Normen und Sicherheitsanforderungen
Die europäische Maschinenverordnung EU 2023/1230 sowie die harmonisierten Normen DIN EN ISO 10218-1 und DIN EN ISO 10218-2 regeln die Sicherheitsanforderungen für Industrieroboter. Mit der neuen Version der ISO-Normen, die 2025 veröffentlicht wurde, müssen Maschinenbauer bei der Integration von Robotern in ihre Anlagen diese Anforderungen erfüllen. Das Atro-System unterstützt dabei mit vorgeprüften Sicherheitstemplates und Softwaremodulen, die die normkonforme Umsetzung erleichtern. Die Sicherheitsfunktionen gemäß ISO 10218-1:2025 umfassen unter anderem sichere Stopp-Funktionen sowie die Überwachung der kartesischen Geschwindigkeit des Tool-Center-Points (TCP) und exponierter Roboterstellen. Die Umsetzung erfolgt über die Twincat-Safety-SPS, die auf Beckhoff Standard-Industrie-PCs eine sichere SIL3-Logik bereitstellt. Spezielle Funktionsbausteine überwachen die sichere Geschwindigkeit und Position der Achsen. Anwendungsbeispiele, die von einer Prüfstelle abgenommen wurden, unterstützen den Anwender bei der normkonformen Umsetzung in der eigenen Applikation.
Vereinfachte Inbetriebnahme
und Bedienung
Für die Inbetriebnahme und Bedienung des Roboters steht eine intuitive Oberfläche auf Basis von Twincat HMI zur Verfügung. Sie ermöglicht eine normkonforme Bedienung, etwa zum Verfahren der Einzelachsen oder in kartesischen Koordinaten. Die bereits zur Konfiguration genutzte 3D-Visualisierung steht auch als Online-Ansicht zur Verfügung und kann um weitere Funktionen wie Vision Controls oder Scope Controls ergänzt werden. Applikationsspezifische Funktionen lassen sich über ein App-Konzept individuell einblenden, beispielsweise zur Bewegungsprogrammierung oder zur Verwaltung von Wegpunkten.
Die Programmierung erfolgt wahlweise direkt an der Maschine, am Programmierrechner oder in der gewohnten PLC-Umgebung. Eine umfangreiche Robotik-Bibliothek abstrahiert die Einzelmodule zu einer Roboterinstanz, an der alle relevanten Parameter wie Längen, Masseträgheit und Dynamikmodell eingestellt werden können. Die Bedienoberfläche ist webbasiert und kann auf verschiedenen Endgeräten wie Maschinenpanel, Tablet oder Teach-Pendant genutzt werden. Besonders in der Praxis bewährt sich die Möglichkeit, Bewegungs- und Greiferbefehle mit Wartezuständen zu kombinieren, um eine einfache Ablaufprogrammierung zu erstellen. Komplexere Bewegungsprogramme können am Rechner vorbereitet und direkt in die Maschinensteuerung integriert werden.
Flexible Umrüstung als Praxisbeispiel
Ein typisches Beispiel für den Einsatz des Atro-Systems findet sich in der variantenreichen Montage: Hier müssen häufig unterschiedliche Produktvarianten bearbeitet werden, was eine schnelle Umrüstung der Handhabungslösung erfordert. Mit dem modularen System kann der Anwender die Kinematik des Roboters anpassen, indem er einzelne Module austauscht oder ergänzt. Die Steuerung erkennt die neue Konfiguration automatisch, sodass keine aufwendige Neukalibrierung notwendig ist. Durch die interne Medienführung bleibt die Flexibilität der Endeffektoren erhalten, auch wenn sich die Anforderungen an die Zuführung von Energie oder Fluiden ändern.
