Texas Instruments (TI)
Robotik-Lösungen auf dem Chip-Level
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Technische Anforderungen an industrielle Robotertechnik
Hersteller, die in Roboter investieren, streben nach mehr Produktivität zusammen mit einer guten Rendite für ihre Investitionen in akzeptabler Zeit. Um diese Vorgaben zu erfüllen, müssen die Roboter präzise bei der Ausführung schwieriger Aufgaben sein, hohe Geschwindigkeit bei sich häufig wiederholenden Aufgaben erreichen, für Sicherheit bei gefährlichen Tätigkeiten sorgen oder eine bestimmte Kombination dieser Fähigkeiten bieten.
Roboter mit flexiblen Anwendungsmöglichkeiten, die häufig mit Kameras zum ‚Sehen‘ von Objekten ausgestattet sind, können Investitionen in speziellere Maschinen überflüssig machen, kürzere Produktionsläufe effizienter erledigen und neue Einsatzmöglichkeiten in der Fabrik erschließen. Hinzu kommt, dass in vielen Fabriken heutzutage zusätzliche Kommunikations- und Steuerungsebenen zu den Produktionslinien hinzugefügt werden. Dies führt mehr Daten für eine bessere Prozesssteuerung und Anlagen-Instandhaltung zusammen und verbessert die Fähigkeit der Prozesse zur Anpassung an wechselnde Produktanforderungen. Roboter und andere Anlagen, die sowohl untereinander als auch mit übergeordneten Steuerungen kommunizieren, sind eine wesentliche Voraussetzung für vollintegrierte Fabriken.
Zur Erfüllung dieser Anforderungen setzen Roboterentwickler auf IC-Lösungen. IC-Produkte, die die Voraussetzungen für Fortschritte bei Industrierobotern schaffen, müssen präzise Sensorik, die schnelle Umwandlung von Sensorsignalen, schnelle Berechnungen und Signalverarbeitungen für Echtzeit-Reaktionen sowie Hochgeschwindigkeits-Kommunikation bieten. Außerdem ermöglichen ICs hocheffiziente und kompakte Stromversorgungen im Verbund mit fortschrittlichen Halbleiterbausteinen wie etwa Galliumnitrid-FETs.
Alle diese Faktoren sind angesichts der wachsenden Zahl von Sensoren und Signalen aus der Umgebung von besonderer Bedeutung. Roboterentwickler sind hier auf Lösungen angewiesen, die das Entwickeln und Zertifizieren der Schaltungen vereinfachen und dadurch die Entwicklung von Produkten beschleunigen, die sich schnell an Industriekunden ausliefern lassen.
Unter anderem müssen fortschrittliche ICs folgende Eigenschaften mitbringen:
• Hocheffiziente Hochspannungs-Stromversorgung mit Stromkreisschutz und geringen Störaussendungen
• Charakterisierung für einen erweiterten Temperaturbereich
• Unterstützung für Industrial Ethernet und andere in der Industrie verbreitete Kommunikations-Standards
• Einfache Programmierung für mehr Flexibilität
• Schnelle, präzise A/D- und D/A-Wandlung
• Verstärkte Isolation gemäß den in der Industrie geltenden Sicherheitsstandards
• Steuerungs-Redundanz für sicherheitskritische Anwendungen in Kombination mit anderen ICs
• Geringer Platzbedarf zur Unterbringung von Schaltungen bei beengten Platzverhältnissen beispielsweise in Logistik-Robotern oder für die Motorsteuerung in Roboterarmen (hinzu kommen natürlich andere Anlagen mit wenig Platz, wie etwa Sensoren oder Motorgehäuse)
• Geringer Stromverbrauch (wichtig für batteriebetriebenes oder per Energy Harvesting versorgtes Equipment wie etwa Logistik-Roboter oder Sensoren)
• Umfassende Unterstützung unter anderem mit Referenzdesigns und Evaluation-Modulen (EVMs), um die Design-Dauer zu verringern und Designern die Konzentration auf wertsteigernde Technologie zu ermöglichen.
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- Roboter-Anwendungen in der industriellen Automatisierungstechnik
- Technische Anforderungen an industrielle Robotertechnik
- Schlüsseltechnologien von TI für Industrieroboter
- Bessere Roboter für die integrierte Fabrik
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