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DER KONSTRUKTEUR 5/2018

DER KONSTRUKTEUR 5/2018

KLARTEXT ANTRIEB FÜR

KLARTEXT ANTRIEB FÜR DEN ROBOTER SEBASTIAN FINHOLD Produktmanager Mechanik, Harmonic Drive AG, Limburg a. d. Lahn Kollaborierende Roboter müssen flexibel einsetzbar und sicher sein. Dazu muss der Roboterarm leicht und kompakt sein. Die Antriebssysteme müssen bei geringem Eigengewicht hohe Drehmomente bereitstellen. Unsere Wellgetriebe erfüllen genau diese Anforderungen. Die präzise und spielfreie Bewegungsübertragung des Getriebes ermöglicht eine genaue Positionierung und exakte Bahnverfolgung des Roboters. Die hohe Getriebeuntersetzung erlaubt den Einsatz von kompakten und leichten Motoreinbausätzen. Die hohe Drehmomentdichte dieses Antriebssystems erhöht letztlich die Tragkraft und Dynamik des Roboters. Zukünftig wird die Funktionsintegration von abtriebsseitigen Gebern, Reglern und Condition Monitoring die Funktionalität und Sicherheit von Robotern erhöhen. Roboter entwickeln sich weiter, werden intelligent, kollaborativ und immer beweglicher. Das betrifft auch die hier verbauten Komponenten. Welche Anforderungen stellt die Robotik heute und in Zukunft an Antriebe und wie kann Antriebstechnik diese erfüllen? FUNKTIONSINTE- GRATION ERHÖHT FUNKTIONALITÄT UND SICHERHEIT VON ROBOTERN DYNAMIK, LEISTUNGSDICHTE, POSITIONIER- GENAUIGKEIT UND VERNETZUNG SIND WICHTIG SPECIAL ANDREAS SEEGEN Leiter Marketing, Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG, Schönaich In der Robotik ist hohe Dynamik sehr wichtig. Oft muss der Motor innerhalb kurzer Zeit auf volle Geschwindigkeit beschleunigen. Vor allem bei mobiler Robotik sind kleine, leistungsstarke und energieeffiziente Antriebe gefragt, wie unsere Klein- und Kleinstmotoren mit eisenloser Wickeltechnik. Ihre hohe Leistungsdichte, kombiniert mit hoher Effizienz und geringem Platzbedarf, verbessert das Leistungsgewicht und reduziert den Strombedarf, was bei mobilen Anwendungen einen batterieschonenden Betrieb ermöglicht. Wichtig sind zudem Positioniergenauigkeit und Kommunikationsfähigkeit. Unsere Controller lassen sich deshalb entweder über CANopen- oder EtherCAT- Schnittstellen mit der übergeordneten Robotersteuerung verbinden. Für eine präzise Positionierung sorgen Inkremental- oder Absolutencoder, die direkt an den Motoren angebracht oder integriert sind.

KLARTEXT THEO JACOBS Projektleiter, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart Zwei Dinge sind in der Servicerobotik wichtig: Modularität und hohe Funktionalität auf kleinem Bauraum. So sind beispielsweise omnidirektionale Radmodule, die wir am Fraunhofer IPA konstruieren, als Bausteine konzipiert, die in beliebigen Plattformen verbaut werden. Dabei erleichtern offene Schnittstellen und Open-Source-Software die Ansteuerung. Digitale Antriebsregler von Elmo bieten einen hohen Funktionsumfang und viele Möglichkeiten zur Anpassung auf den jeweiligen Anwendungsfall. Neben Geschwindigkeits- und Positionsregelung erlauben sie beispielsweise auch eine Momentenvorgabe. Verschiedene Sensoren geben Auskunft über den Zustand des Moduls. Für die Bestimmung des Lenkwinkels ist ein Absolutwertgeber verbaut, sodass eine zeitaufwändige Initialisierungsphase entfallen kann. WIR BRAUCHEN MODU- LARITÄT UND HOHE FUNKTONALITÄT AUF KLEINEM BAURAUM ES KOMMT MEHR STEUERUNGSINTELLIGENZ DEZENTRAL AN DIE AKTOREN NIKOLAI ENSSLEN Mitgründer und Geschäftsführer, Synapticon GmbH, Schönaich Moderne Roboter sind auf relativ geringe Kräfte, Mobilität, Nachgiebigkeit und flexible Arbeitsgeschwindigkeiten ausgelegt. Da Menschen mit den Cobots zusammenarbeiten, müssen diese unterscheiden können, ob sie von einem Menschen mit der Hand eingelernt werden oder mit einem Hindernis kollidieren. Hierzu ist die Drehmomenterfassung an den Achsen unverzichtbar. Die Sicherheitsfunktionen verknüpfen sensorische und motorische Funktionen direkt miteinander, ähnlich wie bei menschlichen Reflexen. Da sich mehr Steuerungsintelligenz dezentral an den Aktoren befindet, nehmen die Reaktionsschnelligkeit und Flexibilität der Konstruktion zu. Außerdem spielt ein Niederspannungs-Ansatz eine wichtige Rolle, wenn es um Safety und Mobilität geht. Autonome Mobilität erfordert zusätzlich die Fähigkeit, Informationen aus verschiedenen Quellen und Sensoren rasch zu verarbeiten. Synapticon hat diese Merkmale im Modulsystem Somanet zusammengefasst, angelehnt an das somatosensorische Nervensystem des Menschen. DER KONSTRUKTEUR 5/2018 39

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