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Branche - Automatisierung

Antriebskomponenten – Um dem ersten MRK-Roboter aus China die optimale Performance zu geben, hat Hersteller Siasun die israelische Elmo verpflichtet, die dazu eine große Bandbreite ihrer Servo-Technik eingebaut hat.

30. September 2016

Derzeit ist die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) in aller Munde, und der Megatrend wird sich auch in Zukunft fortsetzen.

 Jetzt ist auch der chinesische Roboterhersteller Siasun in das Thema eingestiegen und hat einen speziell angepassten Roboter für die direkte Zusammenarbeit mit dem Menschen vorgestellt. Darin sind viele Antriebs- und Automatisierungskomponenten des israelischen Motion-Control-Spezialisten Elmo verbaut, größtenteils aus dem umfassenden Servo-Portfolio.

Im Detail wirken dort die laut Hersteller sehr kompakten, leistungsstarken und netzwerkfähigen Servoregler der Serie »Ethercat Gold«. Diese werden unmittelbar an den Robotergelenken montiert. Dies ist die beste Wahl, um die kompakte Bauform des Roboters zu gewährleisten, und soll zudem positive Effekte bringen in Bezug auf Effizienz, Bauraum, Robustheit, Minimierung der Verkabelung sowie Störaussendung und ganz allgemein auf die Zuverlässigkeit des Systems. Für den Siasun-Roboter hat sich Elmo für zwei parallele Servo-Systeme und hochauflösende Absolut-Encoder entschieden. Ziel war ein ausgereifter, leistungsfähiger Siebenachs-Roboter für die unmittelbare Kooperation mit dem Menschen.

Zwei Servoregler vom Typ »Gold Solo Guitar« treiben die beiden Grundachsen an, auf der sich die gesamte mechanische Struktur des Roboters bewegt. Durch die Möglichkeit, diese Motoren kontinuierlich mit Stromstärken bis 50 Ampere und mit Spitzen bis 100 Ampere zu betreiben, konnten die Beteiligten die geforderten Werte bei Achsgeschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung erreichen.

Pro Roboter sind fünf Miniatur-Servoregler der Baureihe »Gold Solo Whistle« installiert. Sie treiben die fünf weiteren Achsen an und können dauerhaft 20 Ampere leisten. Alle Antriebe arbeiten laut Elmo mit maximalen Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- und Verzögerungsraten und lassen sich auch bei niedrigen Geschwindigkeiten und sehr hoher Positioniergenauigkeit betreiben.

Diese ganz gegensätzlichen Anforderungen mit ein und demselben Servoregler zu erfüllen, setzt einen außergewöhnlich dynamischen Strombereich von 1:2.000 voraus sowie sehr kurze Antwortzeiten. Die Position der Servoregler in unmittelbarer Nähe zum Feedbacksystem ermöglicht eine minimierte Verkabelung und geringe Beeinflussung zum Beispiel durch Elektromagnetismus (EMI) und Funksignale (RFI).

 Ebenfalls zum Einsatz kam das Konfigurationstool »Elmo Application Studio EASII«. Es unterstützt Entwickler bei der Abstimmung aller Servo-Regler im Netzwerk, um eine optimale Performance zu erzielen. Zu den implementierten Funktionen gehörten eine zuverlässige Systemidentifikation, das passende Controller-Design und Filter höherer Ordnung, die Unregelmäßigkeiten im mechanischen Antriebsstrang kompensieren.

Außerdem konnte Siasun auf diese Weise vereinfachte Modi für die Multi-Achs-Identifikation mit einer besonderen Art der Positionserfassung einsetzen, um die Crossover-Effekte zwischen den einzelnen Achsen zu beherrschen. Diese und weitere Features tragen dazu bei, dass das System mit der größtmöglichen Bandbreite arbeitet sowie mit kürzester Reaktionszeit, wobei Stabilität und sanfte Bewegungsabläufe dennoch gewährleistet bleiben.

In kollaborativen Robotern sind vor allem Multiachsantriebe im Fokus, um die entsprechend benötigten Freiheitsgrade umzusetzen. Hier hat sich Elmo nach einigen Angaben eine umfangreiche Expertise erworben und bereits einige Hersteller auf der Referenzliste. Dabei liegt das Augenmerk zumeist auf dem Mehrachs-Controller »Platinum Maestro« (P-MAS), der über Funktionen wie kartesische Koordinaten, SCARA, 3-Link und Delta verfügt. Der integrierte Kinematik-Support arbeitet entweder im MCS- oder PCS-Modus (Machine beziehungsweise Product Coordinate System), mit voller Synchronisation zu Peripheriegeräten wie Drehtische, Förderbänder und andere Anlagenkomponenten.

Der P-MAS bietet eine Echtzeitcode-Sektion für individuelle Applikationen. Diese ermöglicht es den Roboter-Entwicklern, ihre eigenen Kinematikgleichungen zu implementieren. Das schafft die Voraussetzung für den Controller, sämtliche High-End-Robotertypen zu unterstützen, und für den Anwender, die eigenen Kinematikprogramme zu verwenden. Der P-MAS basiert auf aktueller 4-Core-Prozessortechnik und kommt dann zum Einsatz, wenn die Applikation die Echtzeitberechnung der Roboterbewegungen mit Netzwerk-Zykluszeiten von 250 Mikrosekunden fordert.mk 

 

Highlights:

- 250 Mikrosekunden Zykluszeit für bis zu 16 synchronisierte Achsen.

- Kompakte Abmessungen.

- Direkte Montage an den Roboter.

- Hochdynamischer Strombereich.

- Schnell und präzise.

- Dual-Loop-Regelung.

- Verarbeitung verschiedener Positionsgeber und Sensoren.

- Multi-Achsen-Controller.

- Echtzeit-Ethercat-Netzwerk.

- Kurze Antwortzeiten.

- Einfach konfiguriert durch EASII.

- Effizient und zuverlässig.

- Geeignet für raue Umgebungen.

- Geringe Interferenzen.

Erschienen in Ausgabe: 07/2016