
GERMANIA: Murrelektronik è un fornitore globale di tecnologie per l'automazione e l'installazione con una forte attenzione alle architetture di sistema decentralizzate. Poiché i costruttori di macchine sono alla ricerca di alternative più flessibili alle tradizionali architetture robotiche basate su armadi, l'azienda ha deciso di esplorare un approccio diverso. Insieme a Danfoss, Murrelektronik ha sviluppato un concetto che dimostra come la robotica possa essere integrata in un'architettura di automazione decentralizzata. L'azienda autonox Robotics ha fornito assistenza nei settori della meccanica e della messa in funzione.
La sfida: Estendere l'automazione decentralizzata alla robotica
Nell'ambito della sua piattaforma di automazione Vario-X, Murrelektronik voleva sviluppare un caso di test applicativo che dimostrasse come i principi di automazione decentralizzata che fanno uso della robotica industriale integrata nelle macchine e dei servoazionamenti potessero essere estesi alla robotica. Vario-X è progettato per avvicinare il controllo, la distribuzione dell'alimentazione e gli I/O alla macchina, fornendo un'alternativa modulare a livello di campo alle tradizionali architetture di automazione basate su armadi. L'obiettivo era fornire ai costruttori di macchine e agli integratori di sistemi un riferimento pratico per i futuri progetti modulari delle macchine.
I tradizionali sistemi robotici industriali si affidano tipicamente ad architetture centralizzate, con il controllore robotico e i servoazionamenti installati all'interno di un armadio di controllo. In una soluzione servo centralizzata convenzionale, ogni motore richiede connessioni dedicate per l'alimentazione e il feedback, con conseguente complessità del cablaggio e cavi lunghi tra i servoazionamenti e i motori. Ciò comporta un maggiore impegno nell'installazione, richiede uno spazio maggiore nell'armadio e può limitare la flessibilità della struttura modulare della macchina.
Per dare vita al concetto, Murrelektronik aveva bisogno di una soluzione di movimento in grado di supportare l'installazione decentralizzata direttamente sul robot, fornendo al contempo la precisione, la sicurezza e le funzioni di comunicazione necessarie per le applicazioni robotiche. La ricerca di una piattaforma in grado di combinare tutti questi requisiti in un'unica soluzione si è rivelata una sfida fondamentale.
La soluzione: Servoazionamento decentralizzato montato direttamente sul robot
Murrelektronik ha scelto VLT® FlexMotion™ come piattaforma di movimento per il progetto e ha collaborato con Danfoss per sviluppare il concetto e con autonox Robotics per il supporto meccanico. La soluzione è stata presentata su un robot industriale a 6 assi progettato per applicazioni come la movimentazione di materiali, l'assemblaggio, l'erogazione e la saldatura.
Un requisito fondamentale era trovare una piattaforma servo decentralizzata che potesse essere montata direttamente sul robot, garantendo al contempo un controllo avanzato del movimento, la sicurezza funzionale e una comunicazione aperta. Secondo Murrelektronik, l'offerta di servocomandi di Danfoss si distingueva per la combinazione di questi requisiti in un'unica soluzione.
Abbiamo analizzato il mercato alla ricerca di una soluzione di servoazionamento decentralizzato e VLT® Integrated Servo Drive ISD® 520 si è rivelato un'ottima scelta per il nostro progetto. Per le moderne applicazioni robotiche, la funzione Safe Torque Off da sola non è sufficiente. Vi è la necessità di funzioni di movimento sicure e avanzate che ci consentano di combinare flessibilità, produttività e sicurezza delle macchine.

Danfoss ha fornito la tecnologia di controllo del movimento della gamma VLT® FlexMotion™, tra cui VLT® Integrated Servo Drive ISD® 520, VLT® Power Supply Module PSM 520 e la scheda opzionale integrata Decentral Access Module (DAM), che fornisce alimentazione elettrica centralizzata per i servoazionamenti decentralizzati, insieme con il cablaggio ibrido. Insieme, questi componenti hanno fornito il controllo del movimento dinamico e ad alta precisione richiesto per l'applicazione robotica, supportando al contempo l'ambizione di Murrelektronik di realizzare un'architettura decentralizzata e di ridurre l'ingombro dei quadri elettrici nell'automazione robotica.
VLT® Integrated Servo Drive ISD® 520 combina un servomotore e un servoazionamento in un'unica unità compatta. Posizionando i servoazionamenti direttamente sul braccio robotico, la soluzione elimina la necessità di installarli nei tradizionali armadi e supporta un'architettura macchina completamente decentralizzata con cablaggio a catena. Il controllo del movimento è integrato nel drive, con una facile connettività che consente a Murrelektronik di incorporare facilmente la soluzione Danfoss nel proprio ambiente tecnico.
L'integrazione perfetta con l'ambiente PLC di Murrelektronik ha contribuito a semplificare l'integrazione del sistema e ha consentito una messa in funzione più rapida, facilitando la convalida del concetto.
Sebbene lo studio concettuale disponga di un meccanismo a braccio articolato, il principio del cablaggio a catena dà il meglio di sé con la cinematica delta. Dal punto di vista di autonox, la combinazione di meccanica parallela e tecnologia di azionamento intrinseca al principio del cablaggio a catena sottolinea la chiara tendenza verso architetture decentralizzate: servoazionamenti integrati, cablaggio ibrido ridotto e interfacce aperte consentono prestazioni dinamiche superiori riducendo significativamente i requisiti di integrazione e manutenzione.

La gamma VLT® FlexMotion™ si è contraddistinta ed è stata scelta per diversi vantaggi chiave:
- Servoazionamento decentralizzato che consente l'installazione diretta dei servo sulla macchina, riducendo lo spazio necessario per l'installazione nell'armadio di controllo
- Controllo del movimento dinamico e ad alta precisione richiesto per le applicazioni robotiche
- Cablaggio pulito ed essenziale grazie al concetto di cablaggio a catena
- Comunicazione aperta che supporta più protocolli industriali e un nuovo approccio alla decentralizzazione
- Funzioni di sicurezza avanzate integrate e freni di sicurezza integrati garantiscono la sicurezza dell'operatore riducendo al contempo la complessità del sistema
- Azionamenti compatti che consentono il montaggio diretto sul braccio robotico
- Ampia gamma con una vasta scelta di servoazionamenti di diverse dimensioni e varianti di coppia motrice
- Forte sostegno a un’architettura delle macchine modulare e flessibile
- Moduli in carburo di silicio (SiC) per efficienza termica e prestazioni ottimizzate
Una solida collaborazione ingegneristica
Non si trattava di un'installazione robotica standard, ma di un progetto di convalida strategica volto a dimostrare un nuovo approccio all'architettura robotica.
Per un periodo di sei mesi, Murrelektronik, autonox Robotics e Danfoss hanno unito le rispettive competenze in automazione decentralizzata, meccanica dei robot e controllo del movimento per sviluppare una piattaforma robotica completamente operativa. La stretta collaborazione ingegneristica tra i tre partner è stata fondamentale per rendere il concetto funzionante nella pratica.
Combinando i nostri servoazionamenti VLT® Integrated Servo Drive ISD® 520 con l'esperienza di Murrelektronik e autonox Robotics, abbiamo creato una soluzione robotica rivoluzionaria che riduce al minimo l'ingombro dell'installazione. Ciò che mi motiva è creare collaborazioni solide in grado di risolvere i problemi dei clienti e ridefinire i confini del possibile nel campo dell’automazione. Insieme non vendiamo solo componenti, ma realizziamo il futuro della costruzione di macchine.

Il risultato: Modello scalabile per l'architettura dell'automazione robotica
Il progetto ha portato alla realizzazione di un’architettura di automazione decentralizzata compatta, collaudata e pienamente operativa, che offre una soluzione di riferimento funzionante per costruttori di macchine, OEM e integratori di sistemi interessati alla progettazione di macchine decentralizzate. Grazie al posizionamento dei servoazionamenti direttamente sul robot e all’eliminazione dei servoazionamenti da armadio, la soluzione ha ridotto l’ingombro dell’armadio di controllo del 60%. Il concetto di cablaggio a catena ha diminuito ulteriormente la lunghezza dei cavi fino all'80%, contribuendo a ridurre i costi di cablaggio e creando al contempo un'architettura della macchina più pulita e compatta.
L'ISD® 520 supporta la maggior parte dei principali protocolli di comunicazione industriale, facilitandone l'integrazione in un'ampia gamma di ambienti di automazione e consentendo una messa in funzione rapida e semplice.
Insieme, queste funzionalità dimostrano come il controllo del movimento decentralizzato possa aiutare i costruttori di macchine a ridurre la complessità, aumentare la flessibilità ed estendere le architetture decentralizzate delle macchine alla robotica.