Fünf-Achsen-Roboterarm TCP/IP über Raspberry Pi

Echtzeit und Ausblick

Obgleich die Roboterbewegungen harmonisch wirken und der Standard-Linux-Kernel ein wenig zeitliche Kontrolle ins Spiel bringt, sind die Prozesszeiten nicht deterministisch. Für die ausgewählten Funktionen ist dieses Setup aber bereits ausreichend. Zudem ist in jedem Antwortticket eines Motors auch dessen Zeitstempel integriert.

Mit den zeitlichen Motorinformationen kann ein Soft-Realtime-System implementiert werden, um das Einhalten der Prozesszeiten zu überwachen. Für harte Echtzeitfähigkeit müsste eine Echtzeitsteuerung auf einem Rechner installiert und die Kommandos direkt über CAN oder Digital-I/Os, wie die Step/Dir-Schnittstelle, an die Motoren gesendet werden. Für das Roboter-Prototyping brächte dieser Aufwand aber keinen Vorteil.

Ausblick

Um die Roboterdynamik weiter zu erhöhen müssen die Positionsregler nach dem jeweiligen Zustand ausgelegt werden. Als Beispiel unterscheidet sich das nötige Drehmoment für eine ausgewählte Beschleunigung um Achse 1 erheblich bei horizontal und vertikal ausgestrecktem Arm. Daher müssten Regelparameter dynamisch an die jeweilige Roboterlage angepasst werden. Dies leistet ein dynamisches Robotermodell, welches neben der Kinematik mitgerechnet wird. Die jeweiligen Regelparameter können vor jedem Fahrbefehl den Motoren direkt mitgegeben werden, somit wäre die Anpassung rein mit Software umzusetzen.