Kassow Robots và ctrlX OS của Bosch Rexroth: Tích hợp robot dựa trên ứng dụng cho tự động hóa công nghiệp

Kassow Robots đã ra mắt Connector App dành cho Bosch Rexroth ctrlX OS, cho phép giao tiếp trực tiếp theo thời gian thực giữa robot cộng tác và các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Sự phát triển này phản ánh xu hướng rộng hơn trong tự động hóa công nghiệp, hướng tới các kiến trúc điều khiển được định nghĩa bằng phần mềm.

Thay vì phụ thuộc nhiều vào các lớp tích hợp dựa trên PLC, giờ đây các kỹ sư có thể quản lý robot, điều khiển chuyển động và trao đổi dữ liệu trong một môi trường ctrlX OS thống nhất. Điều này giúp đơn giản hóa kiến trúc hệ thống, đồng thời cải thiện khả năng phản hồi theo thời gian thực trong tự động hóa nhà máy.

Tích hợp robot theo thời gian thực trong các hệ thống tự động hóa ctrlX OS

Connector App cho phép các robot bảy trục của Kassow kết nối trực tiếp với ctrlX OS thông qua ctrlX Data Layer. Điều này loại bỏ các cấu trúc lập trình PLC trung gian và giảm độ phức tạp của hệ thống trong các triển khai tự động hóa công nghiệp.

Trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế, kiến trúc này rút ngắn thời gian đưa hệ thống vào vận hành và cải thiện tính minh bạch của hệ thống. Nhiều kỹ sư làm việc với các hệ thống tự động hóa Siemens cũng đang chuyển sang các khái niệm điều khiển thống nhất tương tự để giảm sự phân mảnh của các lớp PLC.

Từ điều khiển lấy PLC làm trung tâm đến kiến trúc tự động hóa dựa trên ứng dụng

Tích hợp robot truyền thống phụ thuộc vào các hệ thống PLC đóng vai trò trung gian giữa robot và các mạng điều khiển. Tuy nhiên, cách tiếp cận này làm tăng độ phức tạp cấu hình và hạn chế khả năng mở rộng của hệ thống.

Connector App của ctrlX OS loại bỏ sự phụ thuộc này bằng cách tích hợp trực tiếp các chức năng robot vào nền tảng tự động hóa. Nhờ đó, điều khiển chuyển động, chẩn đoán và thực thi tác vụ có thể được xử lý trong một môi trường duy nhất.

Đối với các nhà thiết kế hệ thống, điều này nâng cao hiệu quả kỹ thuật nhưng đòi hỏi sự chú ý kỹ lưỡng đến tính xác định của mạng và việc quản lý độ trễ trong các hệ thống tự động hóa nhiều thiết bị.

Robot di động và phối hợp đa hệ thống

Việc tích hợp được mở rộng sang tự động hóa di động thông qua khả năng tương thích với hệ sinh thái ROKIT của Bosch Rexroth. Điều này cho phép phối hợp giữa các hệ thống định vị, cánh tay robot và cảm biến công nghiệp.

Trong tự động hóa kho hàng, điều này đặc biệt phù hợp với các ứng dụng xếp pallet và gắp sản phẩm từ thùng chứa. Những quy trình này thường dựa vào các hệ thống được đồng bộ hóa, kết hợp robot với các nền tảng điều khiển chuyển động như biến tần công nghiệp và hệ thống điều khiển chuyển động.

Tuy nhiên, các kỹ sư vẫn phải xác nhận việc tuân thủ các yêu cầu an toàn khi kết hợp robot cộng tác với các hệ thống di động tự hành trong môi trường dùng chung.

Các hệ thống tự động hóa công nghiệp được định nghĩa bằng phần mềm

Việc tích hợp của Kassow Robots phản ánh quá trình chuyển đổi rộng hơn sang tự động hóa công nghiệp được định nghĩa bằng phần mềm. Thay vì lập trình cứng theo phần cứng cụ thể, các chức năng điều khiển ngày càng được trừu tượng hóa thành những ứng dụng phần mềm dạng mô-đun.

Cách tiếp cận này phù hợp với các nguyên tắc của Công nghiệp 4.0, trong đó khả năng tương tác và việc ra quyết định dựa trên dữ liệu quan trọng không kém độ chính xác cơ khí.

Các nền tảng như ctrlX OS hoạt động như những hệ điều hành công nghiệp, kết nối logic PLC, robot và các luồng dữ liệu IIoT vào một hệ sinh thái thống nhất. Điều này làm giảm các rào cản tích hợp giữa các môi trường đa nhà cung cấp.

Góc nhìn kỹ thuật về những đánh đổi trong thiết kế hệ thống

Từ góc độ kỹ thuật, tích hợp robot dựa trên ứng dụng giúp tăng tính linh hoạt nhưng đồng thời làm gia tăng sự phụ thuộc vào độ ổn định của phần mềm và hạ tầng mạng.

Trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp hiệu suất cao, điều khiển xác định vẫn đóng vai trò thiết yếu. Vì vậy, nhiều triển khai vẫn sử dụng kiến trúc lai, trong đó PLC quản lý các lớp an toàn còn các hệ thống dựa trên ứng dụng đảm nhiệm việc phối hợp và tối ưu hóa.

Cách tiếp cận này thường được áp dụng trong các triển khai quy mô lớn liên quan đến những nền tảng như các hệ thống tự động hóa ABB, nơi độ tin cậy và khả năng mở rộng theo mô-đun phải cùng tồn tại.

Tác giả: Jason Miller – Kỹ sư hệ thống điều khiển và robot công nghiệp. Jason có hơn 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tự động hóa nhà máy, bao gồm tích hợp PLC, hệ thống chuyển động robot và kiến trúc nền tảng công nghiệp trong các hệ sinh thái Siemens, Bosch Rexroth và ABB.