Die technischen Anforderungen an kollaborative Roboter unterscheiden sich von denen für herkömmliche Industrieroboter. Sie sind nicht für Anwendungen mit hoher Präzision, Geschwindigkeit und das Bewegen großer Lasten geeignet. Dafür sind Cobots flexibel und arbeiten ähnlich schnell wie ein Mensch. Cobot-Arme bestehen normalerweise aus sechs oder sieben Achsen, um die Fingerfertigkeit eines menschlichen Arms zu simulieren.
Bessere Interaktion über integrierte Sensoren
Die einfache und sichere Interaktion mit Menschen ist ein wesentliches Merkmal jedes Cobots. Eine einfache Handführung ist für ein präzises und schnelles Einlernen der Aufgaben wichtig. Im automatischen Betrieb müssen Kollisionen mit Gegenständen und Menschen sehr schnell erkannt werden. Daher muss der Roboter entsprechend schnell reagieren können. Ein typisches Cobot-Gelenk ist meist mit zwei Positionsgebern und einem Drehmomentsensor ausgestattet. Die zwei Geber in Kombination erfüllen gleich mehrere Anforderungen wie den Spiel-/Torsionsausgleich des Getriebes, die Ermittlung der absoluten Gelenkposition und die Redundanz. Die gemessenen Drehmomentsignale werden zum Ausgleich der Schwerkraft und damit zum scheinbaren Schweben des Roboters während der Handführung verwendet. Weiterhin sollen sie eine zuverlässige und schnelle Kollisionserkennung gewährleisten. In der Intralogistik ist die Maximierung der Lagerkapazität entscheidend. Kompakte Sensoren spielen dabei eine Schlüsselrolle: Höchste Leistung in kompakter Bauform schafft mehr Platz für die Ware, denn die Technik macht sich klein. ‣ weiterlesen
Intralogistik: Neue Baumer ToF-Sensoren machen sich klein
Dezentraler Ansatz reduziert Verkabelung
Komplexe Montage- und Materialbearbeitungsaufgaben erfordern eine permanente aktive Regelung der Roboterkräfte. Jedes Gelenk eines Cobots enthält typischerweise einen Dreiphasensynchronmotor, eine Bremse, zwei Geber und einen Drehmomentsensor. Die Verkabelung der Komponenten mit einer zentralen Einheit erfordert bis zu 200 Leitungen und Signale zwischen dem Roboterarm und dem Schaltschrank. Dagegen reduziert ein dezentraler Ansatz die Verkabelung durch den Roboter. Im Idealfall muss jeweils nur eine Kommunikations- und Stromleitung durch die gesamte Roboterstruktur geführt werden. Einzelne Antriebsregler in einem Cobot stellen bei der Dezentralisierung alle erforderlichen Schnittstellen lokal zur Verfügung. Gleichzeitig gewährleisten sie Echtzeitsteuerungsfunktionen ähnlich wie zentrale Steuerungsarchitekturen.
Hohe Integrationsdichte
Da eigene Lösungen und individuelle Elektroniken sehr teuer und aufwändig sind, scheuen viele Unternehmen in Europa die Entwicklung eigener Cobot-Produkte. Die enge mechanische Integration der Komponenten durch runde Hohlwellenservoantriebe ist günstiger und kompakter. In jeder Achse befindet sich ein geregeltes Drehmoment. Durch dieses resultieren geringe Anforderungen an die Robotersteuerung und der Cobot kann feinfühlig agieren. Kleinspannungsservoregler wurden speziell als Lösung für integrierte Achsen im Umfeld der kollaborativen Robotik entwickelt. Ihre zentralen Merkmale sind eine kreisrunde Hohlwellenarchitektur sowie integrierte Positionssensoren bzw. Encoder. Durch die hohe Integrationsdichte ist keine Übertragung zwischen einem separaten Encoder und dem Antrieb erforderlich. Digitale Souveränität in der Automation: Fraunhofer IOSB-INA entwickelt einen KI-Assistenten für die SPS-Programmierung. ‣ weiterlesen
Automatisierung neu gedacht
