Externer Echtzeit-Positions- und Orientierungsregelkreis zur Erhöhung der Bahngenauigkeit von Industrierobotern

Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) erarbeitet am Forschungszentrum CFK NORD Lösungen zur Steigerung der Genauigkeit von Industrierobotern, um diese zukünftig für die spanende Bearbeitung von Großstrukturen im Flugzeugbau einsetzen zu können.

Industrieroboter mit sechs Achsen bieten in diesem Anwendungsbereich Vorteile gegenüber den bisher verwendeten großen Werk­zeug­maschinen in Portalbauweise, weil die Werkzeugmaschinen verhältnismäßig teuer, schwer und zum Teil unflexibel sind. Zwar sind Industrie­roboter, ausgestattet mit einer Hochfrequenzfrässpindel, prinzipiell zur CFK-Zer­spa­nung geeignet, sie erreichen jedoch bisher nicht die im Flugzeugbau geforderten Bahn­genauig­keiten.

Das ECX-EC-Modul verbindet zwei EtherCAT-Segmente miteinander. Die EtherCAT-Bridges enthalten dazu zwei EtherCATSlave-Interfaces. Mit ihnen werden die EtherCAT-Netzwerke integriert, sodass sich Prozessdaten zwischen zwei EtherCATSegmenten austauschen lassen.
Zur Synchronisation (DC) der EtherCAT-Master verwendet das ECX-EC-Modul die exakte Zeitdifferenz zwischen beiden Slave-Timestamps als CoE-Objekt. Das ermöglicht es einem Master, sich zeitlich dem anderen Master anzupassen. Für die Zeitsynchronisation im Redundanz-Fall wird die ECX-EC-Bridge gleichzeitig als erster und letzter Slave verwendet. Dadurch ist es dem Master möglich, die Slaves in beiden Netzwerken synchron zu halten.
Die Bridge verfügt über eine Ethernet-Schnittstelle gemäß IEEE 802.3 und unterstützt Ethernet over EtherCAT (EoE)„Switch Port“. Die Firmware ist über FoE aktualisierbar.
Das ECX-EC-Modul lässt sich mit üblichen EtherCAT-Konfigurations-Tools konfigurieren (z.B.esd EtherCAT Workbench, Twin-CAT® und andere). Es ist als kompaktes Hutschienenmodul für die DIN-EN-Tragschienenmontage (TS 35) konzipiert.