33 AUTOMATIZACIÓN La empresa Kuka Roboter GmbH fue el primer fabri- cante de robots en el mundo en presentar en 1996 un controlador de robots basado exclusivamente en PCs y Windows. El éxito de esta primera generación de controladores puede atribuirse en buena medida al uso intuitivo de la tecnología Windows, aceptada por el clien- te y ya conocida del mundo de la ofimática, y a la capaci- dad de rendimiento de la tecnología del PC. La utilización de productos entre los bienes de consumo del mundo de la tecnología de la información permite un alto grado de innovación y un elevado rendimiento a costes bajos. Cuando comenzaron las planificaciones para una nueva generación del controlador de robots fue prácticamente lógico el adoptar en el mundo de la automatización, ade- más de Windows y los PCs, también otra tecnología ya madura del mundo de la TI: la comunicación integral con Ethernet. Para la comunicación interna del controlador se requiere un sistema de bus de alto rendimiento, rápido y determinístico. Esta es la razón por la cual Kuka apuesta desde 2010 por EtherCAT como bus de sistema para la serie de controladores KR C4 y por tanto nuevamente por estándares abiertos y de alto rendimiento. Para la integración de un robot en una instalación de au- tomatización se utiliza, en casos generales, un bus de campo estandarizado para la comunicación del controla- dor de robots hacia el exterior en el nivel I/O, así como en el nivel de célula e instalación. Este generalmente es determinado por el cliente y el controlador de robots tiene que poder conectarse a la correspondiente tecnología. Pero también dentro del controlador de robots se requie- re un tráfico de datos complejo entre los diversos com- ponentes, como por ejemplo hacia los accionamientos y sensores de posición, para poder implementar las tareas de control y regulación con elevados requisitos de tiempo real. Además, los dispositivos internos tienen que inter- cambiar datos para la tecnología de seguridad y la infraes- tructura de control. También se deben mencionar la visualización y la operación. En la versión anterior del con- trolador de robots KR C4 se emplearon para estos requi- sitos diversas tecnologías de comunicación, lo que llevó a un gran número de diferentes conectores y cables. Durante la planificación del controlador Kuka actual, esta temática se consideró en profundidad teniendo en cuen- ta las tecnologías Ethernet actuales, que además de las propiedades conocidas del mundo de la TI, también per- miten cumplir requisitos de tiempo real y seguridad con elevadas velocidades de datos. Ethernet presenta adi- cionalmente la ventaja de que por un cable se pueden transmitir diferentes protocolos, lo que contribuye enor- memente a reducir el número de cables en el sistema. Un objetivo importante del desarrollo fue utilizar tecnolo- gías lo menos diferentes posibles para la comunicación, tanto hacia el exterior al nivel de bus de campo, como también hacia el interior, para lograr una elevada continui- dad. Se debían evitar fundamentalmente las tecnologías propietarias sustituyéndolas por estándares industriales abiertos y con un uso lo más extendido posible. Adicio- nalmente se debía sustituir el hardware que limitaba el rendimiento por funciones de software inteligentes, lo que fue posible gracias a la elevada potencia de cálculo de los modernos PCs multinúcleo. Menos hardware sig- nifica un MTBF (tiempo promedio entre fallos) más alto, así como menores costes de desarrollo, unidad y logísti- ca. Estas unificaciones se tradujeron en una reducción de un tercio en los módulos de hardware e incluso de la mitad en los conectores y cables. Comunicación hacia el nivel de campo: ¿pilas de software o puertas de enlace? Las conexiones de bus de campo a los buses de campo basados en Ethernet, como Profinet o Ethernet/IP, se pudieron realizar sin el apoyo de hardware especial adi- cional, completamente a nivel de software, gracias a los controladores Ethernet presentes en el PC. Las cone- xiones a buses de campo tradicionales, como p. ej. PROFIBUS o DeviceNet, no se realizan a través de tar- jetas de expansión en el controlador, sino a través de puertas de enlace de comunicación EtherCAT. Comunicación local hacia el interior y hacia los sensores, actuadores e I/O: Ethernet y EtherCAT Toda la comunicación interna y la comunicación hacia el nivel I/O de orden inferior se realiza mediante Ether- net estándar o EtherCAT. De esta forma, ahora solo se utilizan dos protocolos de comunicación diferentes en el controlador de robots KR C4 dentro de una física de bus continua (cables, conectores y chips de controlador de Ethernet). Internamente se utiliza Ethernet estándar para controlar el dispositivo de mando manual Kuka para la conexión y sincronización temporal de varios controladores de ro- tecnología