Elmo Motion Control

Servoantriebe optimieren ersten chinesischen kollaborativen Roboter

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Die optimale Performance der Servoantriebe erzielen

Ebenfalls eingesetzt wurde das Konfigurations-Tool von Elmo. Das „Elmo Application Studio EASII“ unterstützte die Entwickler bei der Abstimmung aller Servoregler im Netzwerk und im Zusammenspiel, um eine optimale Performance der Servoantriebe zu erzielen. Zu den Funktionen, die für eine höchstmögliche Leistung implementiert wurden, gehörten eine zuverlässige Systemidentifikation, das passende Controller-Design und Filter höherer Ordnung, die Unregelmäßigkeiten im mechanischen Antriebsstrang kompensieren. Außerdem kommen vereinfachte Modi für die Multi-Achs-Identifikation mit einer besonderen Art der Positionserfassung zur Anwendung, um die Crossover-Effekte zwischen den einzelnen Achsen zu beherrschen.

Laut Hersteller tragen diese und weitere Features dazu bei, dass das System mit der größtmöglichen Bandbreite arbeitet sowie mit kürzester Reaktionszeit, wobei dennoch die Stabilität und sanfte Bewegungsabläufe gewährleistet bleiben.

Multi- Achs-Controller für Echtzeitberechnung der Roboterbewegung

Elmo hat eine umfangreiche Expertise bei der Belieferung von Roboterherstellern mit Multiachsantrieben. Dabei kommt meist der Mehrachs-Controller „Platinum Maestro“ (P-MAS) zum Einsatz, der über Funktionen wie kartesische Koordinaten, Scara, 3-link und Delta verfügt. Der integrierte Kinematik-Support arbeitet entweder im MCS- (Machine Coordinate System) oder PCS- (Product Coordinate System) Modus mit voller Synchronisation zu Peripheriegeräten wie Drehtischen, Förderbändern und anderen Anlagenkomponenten.

Darüber hinaus bietet der P-MAS eine Echtzeitcode-Sektion für individuelle Applikationen. Diese Sektion ermöglicht es den Roboterentwicklern, ihre eigenen Kinematik-Gleichungen zu implementieren. Das schafft die Voraussetzung dafür, dass der P-MAS sämtliche High-End-Robotertypen unterstützt und die Anwender ihre eigenen Kinematikprogramme verwenden können.

Der P-MAS basiert auf neuester 4-Core-Prozessortechnik. Er kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn die Applikation die Echtzeitberechnung der Roboterbewegungen mit Netzwerk-Zykluszeiten von 250 μs fordert. Die kinematischen Gleichungen, die im Controller hinterlegt sind, errechnen die Zielpositionen und -geschwindigkeiten oder das Drehmoment aller Achsen im System und stellen sie für jeden Ethercat-Zyklus bereit. Der Controller erlaubt zwei Betriebsweisen: Teaching-Modus und Betriebsmodus.

Teach-in des Roboters ohne Programmierkenntnisse

Im Teaching-Modus bewegt der Bediener den Roboterarm zu der Schlüsselposition des gewünschten Verfahrwegs. Der Mehrachs-Controller zeichnet die Positionen auf, um den gesamten Bewegungsablauf im Betriebsmodus zu wiederholen. Die Treiber arbeiten dann im „Cyclic Synchronous Torque“-Modus (CST). Der Controller berücksichtigt nicht nur den Drehmomentbedarf, sondern auch zusätzlichen Strom beziehungsweise zusätzliches Drehmoment, um Faktoren wie Schwerkraft und Eigendynamik zu kompensieren. Zu den Highlights dieser Antriebslösung gehört das einfache Teach-in, für das keine Programmierkenntnisse erforderlich sind, so der Hersteller.

In der zweiten Betriebsweise, dem Betriebsmodus, errechnet der Mehrachs-Controller die Zielpositionen und -geschwindigkeiten der sieben Achsen anhand des kinematischen Modells des Roboters. Wenn erforderlich, wird der Drehmomentbedarf kompensiert beziehungsweise entsprechend den Anforderungen erhöht. Die Treiber arbeiten im „Cyclic Synchronous Position -(CSP) oder im „Cyclic Synchronous Velocity“-(CSV)-Modus und verarbeiten Befehle für Position, Geschwindigkeit und Drehmomentkompensation.

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