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Intelligentes Transportsystem fährt mit Höchstgeschwindigkeit

 

Die einfache und schnelle sowie variantenreiche Produktion bis hinunter zur Losgröße Eins  ist mit dem intelligenten Transportsystem AcoposTrack effizient und flexibel möglich. Mit spezieller Systemsoftware lassen sich alle Anwendungsmöglichkeiten programmieren.

 

Transportsysteme werden bereits seit geraumer Zeit zur Verkettung von Produktionsstationen und Logistikstationen genutzt. Zuletzt wurden – bedingt durch den technischen Fortschritt – intelligente Transportsysteme vorgestellt, die eine hoch flexible Verkettung ermöglichen. Mit der Vorstellung des AcoposTrack-Systems Ende November 2017 hat das zum ABB-Konzern gehörende Automatisierungsunternehmen B&R aus dem österreichischen Eggelsberg eindeutig »die Nase vorne«. Das auf linearer Antriebstechnik und  den Acopos-Antrieben basierende hochkomplexe Track-System transportiert die Shuttles des Systems mit Höchstgeschwindigkeit: Die Umlaufgeschwindigkeit der Shuttles beträgt bis zu 4 m s-1, und die Shuttles können über virtuelle Weichen in zusätzliche Umlaufbahnen mit geringeren Geschwindigkeiten gelenkt und von dort mit angepasster Beschleunigung wieder in die Hauptumlaufbahn kollisionsfrei eingeschleust werden. Dadurch werden unterschiedliche Transportkonzepte innerhalb eines Track-Systems ermöglicht.

 

Systemsoftware als Pulsgeber

 

Die steuerungstechnische Voraussetzung für das AcoposTrack-System wird durch die Systemsoftware mapp Trak von B&R geschaffen. Die Systemsoftware erleichtert nach B&R-Angaben das Engineering und macht intelligente Transportsysteme einfacher handhabbar. Die Software basiert auf einer prozessorientierten Programmierung und verfügt über eine integrierte Simulation.

Mit mapp Trak kollidieren die Shuttles nicht am Track, sie überfahren keine virtuellen Barrieren und die konfigurierbaren Geschwindigkeitsbeschränkungen werden eingehalten. Auch ein FDA-konformes Tracking ist mit mapp Trak einfach umsetzbar. Die Software verknüpft dazu die Produktdaten mit den jeweiligen Shuttles und macht die Produktherstellung so lückenlos nachverfolgbar.

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Mit dem intelligenten Transportsystem AcoposTrack eröffnet B&R neue Möglichkeiten in der Produktion. Dafür interessierten sich die Besucher der Messe sps ipc drives in Nürnberg. Foto: Klinker

Prozessorientierte Programmierung

 

In mapp Trak wird das Tracksystem prozessorientiert programmiert. Der Applikationssoftware-Ingenieur legt Regeln fest, wie sich die Shuttles am Track verhalten sollen. Die Regeln werden aktiv, wenn Shuttles virtuelle Triggerpunkte am Track passieren. Bewegungsabläufe lassen sich so effizient implementieren und der Programmieraufwand für die einzelnen Shuttles reduziert sich erheblich.

 

Simulation für effizienten Betrieb

 

Mit der in mapp Trak integrierten Simulation kann der Entwickler zum Beispiel austesten, mit wie vielen Shuttles und bei welcher Geschwindigkeit die Applikation die höchste Produktivität aufweist. Die Simulation und die reale Anlage verwenden die gleiche Systemsoftware, wodurch ein Wechsel zwischen Simulation und realem Betrieb jederzeit möglich ist. Wie sich die Shuttles in Interaktion mit zusätzlichen mechanischen Elementen, z- B. mit Robotern verhalten, kann mit dem System Scene Viewer von B&R visualisiert werden.    

 

Sichere Zusammenarbeit von Mensch und Transportsystem

 

Das flexible Transportsystem AcoposTrack ermöglicht mit der »Mensch-Track-Kollaboration« völlig neue Konzepte in der Zusammenarbeit von Mensch und Maschine. Wie B&R dazu anführt garantieren Intelligente Sicherheitsfunktionen, dass die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Transportsystem sicher und gefahrlos abläuft. Eine trennende Schutzeinrichtung ist somit nicht mehr erforderlich.

B&R hat fünf Sicherheitsfunktionen in das AcoposTrack-System integriert: Diese sind Safe Torque Off (STO), Safely Limited Speed (SLS), Safely Limited Force (SLF), Safe Direction (SDI) und Safe Maximum Speed (SMS). Die Sicherheitsfunktionen ermöglichen sichere Handarbeitsplätze am Track, indem Shuttle-Geschwindigkeit und Kraft der Shuttles sicher begrenzt werden. In anderen Bereichen des Tracks fahren die Shuttles mit voller Dynamik.

 

Flexible Sicherheitslösung

 

Als hervorzuhebende Besonderheit an der Mensch-Track-Kollaboration bezeichnet B&R die Flexibilität der Lösung. Hierbei werden die Grenzwerte für sichere Geschwindigkeit und sichere Kraft während der Laufzeit durch die sichere Applikation berechnet sowie aktiviert und deaktiviert. Das Gewicht der Shuttles wird bei der Berechnung der sicheren Geschwindigkeit mit einbezogen. So können unterschiedlich schwere Shuttles mit der jeweils maximal möglichen sicheren Geschwindigkeit fahren, ohne eine Gefährdung für den Menschen darzustellen.

 

Sicherer Einrichtbetrieb ohne Maschinenstillstand

 

Die verfügbaren Sicherheitsfunktionen von AcoposTrack ermöglichen ebenfalls einen sicheren Einrichtbetrieb, bei dem Menschen am Track arbeiten können. Geschwindigkeits- und Kraftbegrenzungen werden je nach Bedarf auf den betroffenen Track-Abschnitten aktiviert. Wenn die Menschen die Gefahrenzone verlassen haben, werden die Begrenzungen aufgehoben. Ein Wechsel zwischen dem langsameren sicheren Betrieb und dem High-Speed-Betrieb ist jederzeit möglich. Hierzuführt B&R an, dass es in anderen Systemen es zwar Trackelemente gibt, die konstruktionsbedingt die Geschwindigkeit sicher beschränken können, aber diese Beschränkung lässt sich jedoch nicht aufheben oder verändern.

 

Effizienz und Wirtschaftlichkeit im Blick

 

Aufgrund der extrem kurzen Fehlerreaktionszeit von AcoposTrack müssen die Sicherheitsabstände nicht groß sein. Die Maschine um den Track kann also trotz Handarbeitsplatz und sicherem Einrichtbetrieb sehr kompakt gebaut werden. Der Return-on-Investment steigt, und der Platzbedarf der Maschine sinkt. Im Hinblick auf die Gesamtanlageneffizienz bedeutet die neue Technologie einen Meilenstein.

Intelligente Sicherheitstechnik garantiert die sichere und gefahrlose Zusammenarbeit von Mensch und Maschine. Die steuerungstechnische Voraussetzung für das AcoposTrack-System wird durch die Systemsoftware mapp Trak von B&R geschaffen.

 

Fazit und Ausblick

 

Das intelligente Tracksystem AcoposTrack wurde von B&R erstmals auf der SPS IPC Drives 2017 vorgestellt. Das Transportsystem AcoposTrack ermöglicht in einer Hauptbahn Geschwindigkeiten von mehr als 4 m s-1. Im AcopocTrack-System fahren Werkstücke auf unabhängig voneinander steuerbaren Shuttles von Verarbeitungsstation zu Verarbeitungsstation. In diversen Nebenbahnen können Shuttles mit geringeren Geschwindigkeiten umlaufen. Das Transportsystem AcoposTrack verfügt hierzu über elektronische Weichen, welche die Produktströme bei voller Geschwindigkeit trennen und kollisionsfrei vereinen. Das System bietet damit das Potenzial, auch Produktionen mit hochvolumigen Stückzahlen kosteneffizient und flexibel zu individualisieren.

Als erster Hersteller von intelligenten Transportsystemen führt B&R die sichere Mensch-Track-Kollaboration ein. Fünf integrierte Sicherheitsfunktionen sorgen dafür, dass die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine gefahrlos und sicher abläuft, ohne den Produktionsfluss negativ zu beeinflussen. Eine trennende Schutzeinrichtung ist nicht nötig.

Quelle: B&R Industrial Automation

Bearbeitung: Wolfgang Klinker, Klinker@industry-focus.info

Kontakt: B&R Industrial Automation, www.br-automation.com

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Das Softwaresystem mapp Trak macht die intelligenten Transportsysteme AcoposTrack einfach handhabbar.

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Implementierte Sicherheitsfunktionen ermöglichen eine gefahrlose Mensch-Track-Kollaboration. Abb.: B&R

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Um die Mensch-Track-Kollaboration letztendlich sicher zu machen, verfügt AcoposTrack über fünf zentrale Sicherheitsfunktionen: Safe Torque Off (STO), Safely Limited Speed (SLS), Safely Limited Force (SLF), Safe Direction (SDI) und Safe Maximum Speed (SMS). Zudem ist die sichere Fehlerreaktionszeit von maximal 6 ms sehr kurz. Dass alles ermöglicht, dass die Shuttles auf eine sichere Geschwindigkeit herunterbremsen und eine sicher begrenzte Kraft ausüben, wenn sich ein Mensch in der Nähe befindet. Abbildungen: B&R

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Der Applikations-Ingenieur definiert Regeln, wie sich die Shuttles an bestimmten Triggerpunkten verhalten sollen. mapp Trak errechnet dann die optimalen Bewegungen der einzelnen Shuttles.

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Die Systemsoftware mapp Trak basiert auf einer vierstufigen Architektur, die die Programmierung von Bewegungsabläufen denkbar einfach macht.

Die Simulation verhält sich exakt so wie ein reales AcoposTrack-System. So lässt sich die Entwicklung neuer Maschinen wesentlich beschleunigen.

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Durch die dezentrale Software-Architektur lässt sich das Transportsystem AcoposTrack sehr einfach um weitere Segmente ergänzen.

Abbildungen: B&R

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