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Synapticon

Embedded-Steuerungen für kollaborative Roboter

6. Dezember 2017, 11:55 Uhr | Andreas Knoll

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Strategien für die Robotersteuerungen

Wodurch unterscheidet sich die Steuerungstechnik kollaborativer Roboter technisch und funktionell von der Steuerungstechnik nichtkollaborativer Roboter?

Bei konventionellen Industrierobotern stehen Wiederholgenauigkeit, Schnelligkeit und das Bewegen großer Lasten im Vordergrund. Cobots dagegen sind aktuell auf geringere Kräfte, mehr Nachgiebigkeit und menschliche Arbeitsgeschwindigkeiten ausgelegt. So haben die Arme von Cobots anstatt sechs oder weniger Achsen oft sieben, um die Beweglichkeit eines menschlichen Arms bestmöglich nachzuahmen. Auch die Sicherheitstechnik sieht anders aus. Herkömmliche Industrieroboter sind durch Zäune oder Lichtvorhänge von den Arbeitern zu trennen. Werden diese Barrieren überschritten, muss der Roboter sicher drehmomentfrei geschaltet werden (Safe Torque Off, STO). Weil der Arbeiter aber mit dem Cobot zusammenarbeiten soll, gibt es keinen Sicherheitsabstand. Die Bewegung muss daher in einen langsamen und/oder kraftdosierten Modus geschaltet werden (Safe Low Speed, SLS, und Safe Limited Torque, SLT) und bei einer ungewollten Interaktion oder Kollision viel schneller gestoppt werden (Safe Stop SS2 und Safe Brake Control, SBC). Die Sicherheitsfunktionen für den kollaborativen Betrieb verknüpfen sensorische und motorische Funktionen direkt, angelehnt an menschliche Reflexe. Weil sich beim dezentralen Ansatz mehr Steuerungsintelligenz an den Aktoren befindet, können Sensorkabel und lange Entscheidungswege entfallen und die Reaktionsschnelligkeit nimmt zu.

Welche Voraussetzungen müssen Robotersteuerungen erfüllen, um für MRK-fähige Roboter geeignet zu sein?

Kurz gesagt: Sie müssen eine einfache, intuitive Programmierung ermöglichen und mit erweiterter Sensorik arbeiten können – um Drehmomentsensoren, Häute und andere Abstandssensoren zu unterstützen. Die Unterstützung einer dezentralen Architektur ist aus den vielen zuvor erwähnten Gründen hilfreich.

Was müssen die CPUs von Steuerungen für MRK-fähige Roboter leisten? Welche Arten von CPUs kommen für solche Steuerungen in Betracht?

Die wesentliche Eigenschaft, die solche CPUs haben müssen, ist die Echtzeitunterstützung. Nicht alle Prozessoren eignen sich dazu, vor allem in Verbindung mit einigen Betriebssystemen, die zusätzliche Probleme beim Echtzeit-Determinismus erzeugen. Nicht zuletzt auch die Qualifizierbarkeit als sichere Robotersteuerung ab SIL 3 stellt bestimmte Anforderungen an die Prozessorarchitektur, um Redundanzen und Fehlererkennung zu ermöglichen, die im Zertifizierungsprozess sehr hilfreich sind.

Wie wirken Robotersteuerungen mit der Kraft-/Momentensensorik des Roboters zusammen?

Im Kern geht es darum, dass die Robotersteuerung das Drehmoment an den einzelnen Achsen ohne Verfälschung durch Spiel, Reibung und Flexibilität in Getriebe und Struktur erfassen kann, um diese Information dann über die Kinematik zu interpretieren. So kann sie sinnvoll und für den Menschen intuitiv auf die Handführung des Menschen oder auf Veränderungen der Umgebung reagieren.

Welche Strategie verfolgt Synapticon beim Thema Robotersteuerungen?

Wir verfolgen ganz klar das Ziel, mit unseren Produkten Robotersteuerungen zu ermöglichen, die allen Anforderungen der hochdynamischen und der kollaborativen Robotik gerecht werden. Dazu zählen die dezentrale Servotechnik im Kleinstspannungsbereich, geeignete Dreh-Encoder, sensorfokussierte I/Os und eine Suite zum Aufbau intuitiver Programmier-Interfaces.

Welchen Anteil haben Robotersteuerungen derzeit prozentual am Gesamtumsatz des Unternehmens? Wie hat sich der Anteil in den vergangenen Jahren entwickelt?

Mittlerweile sind 90 Prozent unserer Projekte direkt mit Robotersteuerungen und Roboterantrieben verknüpft, wobei wir hier Roboterarme und mobile Robotik zusammenfassen. Wir haben Synapticon als Technologielieferanten für die moderne Robotikindustrie gegründet. Nachdem das Großthema Industrie 4.0 zunächst auch außerhalb der Robotik viel Nachfrage nach Innovationen in unseren Technologiebereichen brachte, haben wir uns in den letzten drei Jahren wieder ganz auf unseren Ursprung zurückbesonnen.

Bietet Synapticon Robotersteuerungen sowohl für MRK- als auch für nicht-MRK-fähige Roboter an? Inwieweit hat sich Synapticon auf Robotersteuerungen für MRK-fähige Roboter spezialisiert?

Ja, wir bieten unseren Kunden die Art von Robotersteuerung, die sie benötigen. Wir sehen aber bei den meisten Kunden, dass der Trend hin zu dezentralen Steuerungen ungebrochen ist. Die kollaborative Robotik ist definitiv der Markt der Zukunft. Weil wir unser Unternehmen in der Frühphase der kollaborativen Robotik gegründet haben, ist unsere Plattform genau darauf ausgerichtet. Wir haben also keine technologischen Altlasten und können uns zu 100 Prozent diesem Thema widmen.