Neue TIM-Servomotoren von STXI Motion

Integrierte Motoren mit Safety für mobile Roboter, FTS und AMR

Die Vorhersage, dass FTS bzw. AMR in den kommenden Jahren zunehmend in der Lagerautomatisierung und in der modernen Fertigung eingesetzt werden, ist ein wichtiger Markttreiber. Mobile Roboter sind für den größten Teil des Wachstums bei den Niederspannungsmotoren und -antrieben verantwortlich. Doch diese kommen nicht nur für die Antriebsachsen des Fahrzeugs zum Einsatz, sondern werden zunehmend auch für weitere Funktionen der mobilen Einheiten benötigt.
 Integrierte TIM-Servomotoren in Kombination mit einem Linearantrieb zur Steuerung eines Scherenhubmechanismus
Integrierte TIM-Servomotoren in Kombination mit einem Linearantrieb zur Steuerung eines ScherenhubmechanismusBild: STXI Motion Ltd.

Die Nachfrage nach kompakter, robuster, effizienter und sicherer Antriebstechnik steht in direktem Zusammenhang mit den Anforderungen an die FTS-Konstruktion. Begrenzter Platz und schmale Gänge in den Lagern erfordern etwa FTS mit kompakten Abmessungen für eine reibungslose Navigation. Dafür ist auch die Größe der verbauten Komponenten entscheidend. Kompakte Antriebseinheiten ermöglichen es, mehr Platz für andere Komponenten wie Batterie, SPS oder Sensorik zu nutzen. „Unsere FTS-Lösungen müssen immer kompakter werden, und die Antriebstechnologie ist dafür entscheidend“, bestätigt Tom Deanovic, Leiter der Hardware-Produktentwicklung bei Safelog, diese Anforderung. Genau hier setzt STXI Motion mit seinem Radantriebssystem an, das speziell für FTS und AMR entwickelt wurde. Herzstück ist eine Kombination aus Planetengetriebe, bürstenlosem Servomotor mit federbelasteter Bremse und Encoder sowie dem kompakten ZED-Servoantrieb. Diese robuste und effiziente Antriebslösung vereinfacht nicht nur die Verkabelung, sondern auch das mechanische Design von mobilen Robotern.

 Gabel-, Kipp- und Hubachsen: TIM-Servomotoren steuern in mobilen Robotern rotierende Box-Kommissioniereinheiten.
Gabel-, Kipp- und Hubachsen: TIM-Servomotoren steuern in mobilen Robotern rotierende Box-Kommissioniereinheiten.Bild: STXI Motion Ltd.

Integrierte Servos der neuen Generation

Um den künftigen Bedürfnisse der Intralogistik passend zu begegnen, zielt die strategische Ausrichtung von STXI Motion auf die aufkeimenden Marktsegmente der mobilen Robotik und anderer Kleinspannungsanwendungen, z.B. Regalbediensysteme, Shuttle-Lösungen und automatischer Förderanlagen. Um der wachsenden Nachfrage des FTS/AMR-Marktes nach besonders kompakten Antriebslösungen gerecht zu werden, hat das Unternehmen eine neue Generation integrierter Servomotoren mit Kleinspannung entwickelt. Die jüngste Ergänzung des Portfolios ist die TIM-Serie, die Naben-Getriebemotor, Bremse, Encoder und integrierte Servoelektronik in einer sehr kompakten Einheit vereint.

Die verteilte Bewegungssteuerung mit Servoreglern und Motoren ermöglicht mobilen Robotern zuverlässige Hebeanwendungen. Bild: STXI Motion Ltd.

Die Geräte mit einem Leistungsbereich von 100 bis 800W sind auf die Kommunikation mit Echtzeit-Ethernet ausgelegt – die erste verfügbare Feldbusoption ist Ethercat. Die integrierten Motoren sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, darunter sind diverse Brems- und Getriebeoptionen sowie verschiedene mechanische Varianten, die eine flexible Positionierung der Elektronik und Steckverbinder ermöglichen. TIM unterstützt auch absolute Singleturn- und Multiturn-Drehgeber, die zusammen mit der STO-Funktion in vielen Anwendungen einen sicheren Betrieb ermöglichen. In mobilen Einheiten eignen sich die Antriebe für die Traktionsachsen, aber auch für Hubmechanismen oder Teleskopachsen.

Die TIM-Serie vereint Getriebemotor, Bremse, Encoder und
Servoelektronik in einer kompakten Einheit. Bild: STXI Motion Ltd.

Funktionale Sicherheit für FTS/AMR

Da mobile Roboter autonom sind und direkt mit ihrer Umgebung interagieren, müssen sich Verletzungen von Personen und an Maschinen und Objekten ausschließen lassen. Dadurch ist ein hohes Maß an Safety Features gefordert, das es dem FTS ermöglicht, sicher auf gefährliche Situationen zu reagieren. Dafür benötigen mobile Roboter Sicherheitssteuerungen, Sensoren und und auch sichere Antriebslösungen. Entsprechend müssen Komponentenlieferanten ebenfalls die erforderlichen zertifizierten Sicherheitsfunktionen anbieten. Die Gewährleistung der funktionalen Sicherheit – insbesondere in Hinblick auf die Antriebsregelung – ist eine komplexe, investitions- und zeitaufwändige Tätigkeit. Der Einsatz von sicheren Produkten von Motion-Control-Anbietern, die über Safety-Fachwissen in der Entwicklung und Herstellung verfügen, kann den Aufwand für OEMs bei mobilen Robotern erheblich reduzieren – im Engineering genauso wie bei der Zertifizierung der Sicherheitsfunktionen.

Demnach entwickeln sich Antriebshersteller, die integrierte Safety anbieten, zu bevorzugten Lieferanten für diese OEMs. Bislang bieten nur wenige Unternehmen funktionale Sicherheit für mobile Roboter an, was auf den damit verbundenen komplexen und langen Entwicklungszyklus zurückzuführen ist. STXI hat sich hingegen der Aufgabe verschrieben, sich möglichst kritisch mit den Anforderungen der OEMs auseinanderzusetzen. Die neue TIM-Serie bietet Anschlussmöglichkeiten an SPSen und Sicherheitssteuerungen sowie STO gemäß SIL3, Cat3,. PLe. In der nächsten Version soll auch eine integrierte Sicherheitskarte verfügbar sein, die FSoE und weitere Sicherheitsfunktionen wie SS1, SS2, SBC, SBT und SLS unterstützt.

Maßgeschneiderte Bewegung zum Rad

Ein weiterer Trend im Bereich mobiler Roboter ist die zunehmende Anzahl von Bewegungsachsen. Traditionell auf Zug- und Hubbewegungen konzentriert, umfassen FTS jetzt oft zusätzliche Achsen, z.B. zum vertikalen Klettern sowie für Entnahme- und Greifmechanismen. Solche Lösungen sind eine Antwort auf die Anforderungen moderner Lieferketten und ermöglichen effizientere und anpassungsfähigere Lösungen für den Materialtransport. Um der steigenden Nachfrage nach mehreren Achsen und Anwendungsflexibilität bei mobilen Robotern gerecht zu werden, hat STXI Motion mit TIM auch an dieser Stelle sein Angebot erweitert. Zusätzlich zu den Traktionsachsen werden die neuen integrierten Servomotoren auch für Hebemechanismen und andere Hilfsbewegungsachsen eingesetzt, z.B. Rotationseinheiten oder Teleskopmanipulatoren.

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