ROBOTIK

Industrie-Roboterarm

Roboterarme sind ein Schlüsselelement von Industrierobotern. Mit den am Roboterarm befestigten Werkzeugen kann eine Vielzahl verschiedener Arbeiten ausgeführt werden, wie Löten, Lackieren und Palletieren. In einer breiten Palette an Industrieanwendungen werden heutzutage mehrere Roboterarm-Ausführungen eingesetzt, unter Anderem kartesische, zylindrische, polare sowie Gelenk-Roboterarme. Die Gelenk-Roboterarme sind am weitesten verbreitet. Sie besitzen einen höheren Freiheitsgrad, eine kompakte Bauform und eine große Reichweite. Außerdem sind sie in der Lage, Hindernisse auf engem Raum zu umgehen.

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Ein Gelenk-Roboterarm besteht in der Regel aus starren Stäben und drehbaren Gelenken. Eine Servosteuerung dient zur Steuerung der Servomotoren, die die Gelenke in Bewegung versetzen. Sie besteht aus drei Modulen: Servomotorsteuerung, Sensor und zentrales Steuermodul. Das Servomotor-Steuermodul enthält eine MCU, einen Motortreiber, einen Encoder und einen Stromsensor. Je nach Anweisungen von der zentralen Steuerung setzt die MCU Steuersignale an den Motortreiber ab, der diese Signale anschließend verstärkt und den Motor für die Drehbewegung ansteuert. Encoder und Stromsensor sind für die Motorüberwachung und für die Rückmeldung von Informationen an die MCU zuständig, um einen einwandfreien Betrieb des Servomotors sicherzustellen. Das Sensormodul enthält verschiedene Sensortypen, z. B. Näherungs-, Bild-, Druck- und LVDT-Sensoren, die für das Sammeln von Daten über die Bewegungsabläufe des Roboterarms zuständig sind und die diese Daten an das zentrale Steuermodul übertragen müssen, nachdem sie von der Signalaufbereitungselektronik verarbeitet wurden. Das zentrale Steuermodul enthält einen DSP und ein SPS-Modul. Der DSP berechnet die Verfahrwege und die Gelenkparameter auf Basis der Daten, die vom Sensormodul gemeldet werden. Das Resultat überträgt er anschließend über einen CAN-Bus an das Servomotor-Steuermodul, damit die gewünschte Bewegung von den Roboterarmen ausgeführt werden kann. Das SPS-Modul stellt eine HMI-Schnittstelle zur Verfügung, über die sich die Programme zur Roboterarmsteuerung einstellen lassen. Außerdem verfügt das SPS-Modul über Schnittstellen zum Anschluss von Notaus-Tastern und verschiedenen Relais, über die die Werkzeuge angesteuert werden, die an den Roboterarmen befestigt sind.

Dank der Fortschritte in der Robotik und im Bereich der künstlichen Intelligenz werden Roboterarme zunehmend intelligenter und lassen sich in naher Zukunft in erheblich mehr Anwendungsgebieten einsetzen.

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Nimmt Signale von den Sensoren entgegen und leitet die Instruktionen an die MCU weiter
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Steuert die Bewegung des Servomotors
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HMI-Leitwarte - Ausgabe von Instruktionen an andere Geräte
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Erfasst Bewegungs- und Positionsinformationen vom Servomotor
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Ermittelt den Stromverbrauch des Servomotors
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E/A-Schnittstelle zwischen DSP und MCU
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Stromversorgung für die Steuerung
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TWR-K40X256-KITNXP
TWR-K60N512-KIT
KIT, TOWER SYSTEM, KINETIS, K60
Das TWR-K60N512-KIT ist eine Entwicklungsplattform für die Microcontroller-Familien Kinetis K60 & K10/K20 und gehört zur modularen Tower System-Entwicklungsplattform.
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