集成机器人4.0——不带控制器的机器人
贝加莱mapp 帮助机器制造商轻松集成机器人。
作者 | 贝加莱
机器人和机器组件的紧密集成为实施工业4.0概念提供了理想的基础。通过贝加莱的mapp技术，帮助机器人制造商将现有系统的性能提升50%。
一家针对跨平台Delta 和DuoPod 机器人的运动系统制造商MAJAtronic，在其产品组合中增加了关节臂系统。机器制造商现在可以将诸如装载和码垛等功能集成到他们首选的机器控制系统中。MAJAtronic 的六关节演示机器人展示了通过mapp 技术，使用贝加莱控制器可以如何快速、轻松地完成这项工作。
当机器制造商需要Delta 机器人或关节机器人用于新机器或工厂时，他们的第一直觉是转向机器人行业中的大品牌。他们可以提供多种广泛适用的工业机器人、专门的解决方案（如针对焊接、涂胶或送料应用）、专用机器人控制器及配件。通常，无法分开订购机器人机械本体和机器人控制器。
然而，越来越多的机器和工厂建造商并不想捆绑购买机械本体和控制器，并且正在寻找替代方案。理由很简单：机器人和机器控制拥有分开的控制器会增加整个工程、调试和维护以及备件存储过程中的时间和成本。此外，机器人和机器控制器之间接口处的等待时间会使机器人运动与机器过程（例如传送带运动）的同步变得更困难。
跨控制器的机器人运动
像MAJAtronic 这样的供应商正在加紧填补这一市场空白。该公司是德国食品工业机械制造商MAJA 的子公司，自2010 年进入市场以来，已经开发出了约150 种不同的Delta和DuoPod 系统。这些系统的工作范围从20至200 厘米，可以处理的额定有效载荷从0.5至350 千克，包括一个有效载荷为50 千克的Delta 机器人。所有MAJAtronic 机器人的特点是：坚固耐用的机械本体可以不帶控制器、驱动器或其它配件，其品牌名为Autonox24。
为了让客户可以尽可能轻松地将“德国制造”机器人技术集成到他们的机器和系统中，MAJAtronic 与贝加莱等拥有多年为控制器提供必要性能的控制系统供应商紧密合作。机器人制造商为每个控制器推荐电机。这样，用户就不必自己布置电机，从经过测试的组合开始进行优化即可。
▎除了Delta 和DuoPod 机器人之外，MAJAtronic公司还提供跨控制器的六轴关节机器人， 可以轻松集成到贝加莱机器控制系统中。借助mapp 技术， 用户无需任何专业的机器人Know-how 即可轻松实现它们。
在现场：700台没有专用控制器的机器人在工作
这项提议已经获得了注重质量的机械制造商的青睐，正如MAJAt ronic 公司管理合伙人Hartmut Ilch 自豪地说道：“今天，我们有超过700 台机器人在我们客户的机器上工作。”其中很大一部分是用于食品行业内的包装机械。
这就是Autonox24 的起始点。MAJAtronic代表其母公司开发的第一台机器人是具有卫生设计的Delta 机器人。“显然很快机械制造商对我们的跨控制器概念就充满热情，并且还希望这些机器人出现在不需要卫生设计的环境中进行包装和分拣，”Ilch 说道。
将概念扩展至包含关节机器人
近年来，公司越来越多地呼吁将跨控制器概念扩展至包含关节机器人。目的还在于能够将诸如码垛之类的操作集成到机器控制框架中。MAJAt ronic 将这些要求铭记于心，并且， 在以前使用具有独立机器人控制器的四家知名试点客户的支持下， 解决了六轴关节机器人的开发问题。
由此产生了“articc”系列的前两位成员，一个是有效载荷20 千克、活动半径4 米的六轴机器人，另一个有效载荷8 千克、活动半径2 米的较小型版本。
使用mapp Robotics的
机器人应用程序
贝加莱从一开始就参与了这些新开发的项目。贝加莱位于德国Hei lbronn 技术办公室的应用工程师Waldemar Salzsehler 在贝加莱Automation Studio 工程环境的协助下，为20 千克机器人原型机的耐久性测试及MAJAtronic 的展会Demo 进行了编程。机器人应用程序的核心是使用mapp Robotics 实现的，这是贝加莱的模块化mapp 技术软件框架的一部分。mapp Robotics 库包含用于机器人编程的模块化功能块和数据结构以及预定义的运动模型。这些都包含了反变换所需的所有信息。
要创建新的运动系统，Automat ionStudio 中提供的贝加莱Scene Viewer 工具可用于根据机器人机械本体的CAD 数据生成模型，包括转换参数。用户可以使用此模型提前执行虚拟调试， 观察和记录机器人运动，无需使用任何实际的机器人机械本体。
▎演示机器人的用户界面是使用mapp 技术的HMI 解决方案mapp View 创建的。它基于最新Web 技术，可以在任何支持浏览器的设备上运行。
无需专业机器人Know-how
mapp Robotics 提供了机器人应用程序所需要的许多核心功能，例如启动程序、执行线性运动、打开所有控制器或复位轴等。没有任何专业机器人Know-how 的用户无需从头开始编程即可实现这些功能。
相应的mapp 组件也可用于大多数其它（机器人）控制应用程序，例如用户管理、报警处理、状态机或HMI 应用程序，整体编程工作量远远低于使用传统编程方法。
在此基础之上， 贝加莱的应用工程师开始对运动系统进行建模，创建基本控制和HMI 应用程序，并将机器人置于虚拟操作中，所有这一切都在不到一周时间内完成。
调试仅需4小时
一旦具有MAJAt ronic 机器人机械本体和贝加莱控制器的原型机准备就绪，正如在一个试点客户机器中使用的那个，第二步就是执行机器人的实际调试。“机器人只用了4个小时就完成了启动和运行。这真是令人吃惊，”I lch 说道。“我们立刻就对如此短的调试时间和如此高质量的路径控制产生了深刻的印象。贝加莱显然在控制系统制造商中占据着领先地位。”
在贝加莱Scene Viewer 的帮助下，用户可以轻松创建机器人机械本体模型，无需使用任何实际硬件即可显示和记录机器人运动。这样可以提前测试机器人应用程序，并减少在机器上调试所需要的时间。
包括耐久性测试的数控编程在内，其中经过所有位置并以最大速度和加速度移动所有轴，Salzsehler 总共只花了三天时间就完成了现场调试。他能够在仅仅一天内重复使用他所创建的模块化解决方案来实现六轴演示机器人。mapp 技术的模块化结构可以根据需要轻松扩展应用程序，并将传送带或其它机器组件等集成到相同的控制平台上。
集成解决方案的可持续发展趋势
“ 机器人和机器组件的这种紧密集成为实施工业4.0 概念提供了理想的基础。它还对整个机器性能产生了积极的影响。”I lch 解释道。“ 在基准测试中， 我们能够向用户证明，通过我们的概念可以将现有系统的性能提升50%。”
结果，无论是标准控制系统制造商还是标准机器人制造商都不再涉及在内。“由于跨控制器机器人的优势令人印象深刻，因此我们将从越来越多的机械设备制造商那里看到这种方法，”MAJAt ronic 公司经理对未来充满信心地说道。