Texas Instruments (TI)
Robotik-Lösungen auf dem Chip-Level
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Roboter-Anwendungen in der industriellen Automatisierungstechnik
Ungeachtet des allgemeinen Interesses, das menschen- und tierähnlichen Robotern, Drohnen und sogar Staubsauger-Robotern entgegengebracht wird, entfällt der Löwenanteil des Robotermarkts nach wie vor auf Industrieroboter. Viele der Überlegungen, die für Roboterentwickler beim Design von Produkten für die Industrie gelten, kommen auch in anderen Bereichen der Robotertechnik zum Tragen, und Technologie, die für die Anforderungen von Fabriken entwickelt wird, lässt sich oft auch in Anwendungen außerhalb des Fertigungssektors nutzen.
Technisch gesehen sind alle in der Industrieautomatisierung verwendeten Roboter Industrieroboter. Hier soll jedoch zwischen drei Gruppen von Roboter-Anwendungen (Industrieroboter, Logistikroboter und kollaborative Roboter) unterschieden werden.
Klassische Industrieroboter sind fest an einem Ort installiert und werden für Aufgaben wie Schweißen, Lackieren, Bestücken und Montieren sowie zum Ablegen von Objekten auf Paletten oder in Behältern verwendet. Die Steuerbefehle kommen dabei von der Robotersteuerung, die sich meist in der Basis des Roboters oder unmittelbar neben ihm befindet. Industrieroboter sind dafür konzipiert, ihre Aufgaben schnell, präzise und ohne direkte Interaktion mit Menschen auszuführen. Dementsprechend haben sie keine Sensoren, um die Präsenz von Menschen zu erkennen, und sie sind auch nicht auf Menschen in ihrem Arbeitsbereich eingestellt. Bedarf es der Interaktion mit einem Menschen, wird der Roboter meist deaktiviert, solange sich jemand in seinem Arbeitsbereich befindet. Für die Sicherheit der Menschen und um ihren Betrieb nicht zu beeinträchtigen, befinden sich Industrieroboter meist hinter Abzäunungen, transparenten Absperrungen, Lichtvorhängen, Bodenmatten, bei deren Betreten die Stromversorgung des Roboters unterbrochen wird, oder anderen schützenden Barrieren.
Logistikroboter sind mobile Einheiten zum Einsatz in Bereichen, in denen sich auch Menschen aufhalten können (z.B. in Lagern). Logistikroboter können Güter holen und zu einer Packstation bringen, oder sie transportieren Güter zwischen verschiedenen Gebäuden eines Unternehmens. Eine Entwicklung neueren Datums sind Roboter, die Speisen ausliefern, auch wenn sie derzeit noch von einem Menschen begleitet werden, der die Handhabung übernimmt. Diese Roboter bewegen sich meist in einer bestimmten Umgebung und benötigen eine Reihe Sensoren für die Ortsbestimmung und zur Vermeidung von Kollisionen besonders mit Menschen. Hierfür kommen Ultraschall-, Infrarot- und Lidar-Sensoren (Light Detection and Ranging) in Frage. Wegen ihrer Mobilität ist bei diesen Robotern die Steuerungseinheit eingebaut – häufig im Verbund mit drahtloser Kommunikation mit einer zentralen Fernsteuerung.
Kollaborative Roboter zeichnen sich durch die komplexeste Interaktion mit Menschen aus und arbeiten oft gleichzeitig mit einer Person an ein und demselben Objekt. So kann ein kollaborativer Roboter ein Objekt halten, während ein Arbeiter es visuell inspiziert oder beispielsweise eine Feinabstimmung vornimmt. Anschließend kann der Roboter das Objekt an einem Ort ablegen, wo es von einem anderen Roboter aufgenommen werden kann, um es möglicherweise zusammen mit einem anderen Arbeiter zu bewegen.
Kollaborative Roboter müssen ein hohes Maß an Redundanz aufweisen und ihre Umgebung möglichst lückenlos erfassen, damit sie potenzielle Kollisionen schnell erkennen und vermeiden können. Integrierte, mit einer Steuerungseinheit verbundene Sensoren erkennen Kollisionen zwischen einem Roboterarm und einem Menschen bzw. einem anderen Objekt, woraufhin der Roboter von der Steuerung umgehend abgeschaltet wird. Eine Abschaltung erfolgt auch, wenn irgendein Sensor oder seine elektronische Schaltung ausfällt. Kollaborative Roboter sind normalerweise fest installiert und mit einer Steuerung in einem Schaltschrank verbunden, lassen sich aber auch auf einem Fahrzeug montieren.
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