Die Steuerung komplexer Mehrachssysteme (Roboter) ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die spezialisierte Motion Controller erfordert. Mit dem MotionA hat die Dübon Engineering einen innovativen Motion Controller realisiert, mit dem hochsynchrone und anspruchsvolle Bewegungen effizient und kostenoptimiert realisiert werden können.
Es gibt eine Vielzahl von Robotik- und Automatisierungsanwendungen mit unterschiedlichen Mechaniken, zum Beispiel Delta-Roboter, Scara-Roboter, Portalsysteme oder Cobots. Diese können mit unterschiedlichen Motion Controller Ansätzen gesteuert werden. Im einfachsten Fall werden Einzelachssteuerungen verwendet, die über einfache Mechanismen wie GPIOs synchronisiert werden. Komplexere Problemstellungen können über erweiterte Bibliotheken im Umfeld des Robotik Operating Systems (ROS) oder über dedizierte Motion Controller wie Codesys Softmotion gesteuert werden. Jede dieser Lösungen hat Vorteile, aber auch limitierende Faktoren. So stoßen Einzelachsensteuerungen bei Multiachsen-Anwendungen an ihre Grenzen, Codesys zwingt Anwender in eine proprietäre Insellösung mit spezifischer Entwicklungsumgebung, und bei ROS müssen hohe Komplexität sowie relativ hohe Ressourcenanforderungen an die Systemplattform in Kauf genommen werden.
Komplexe Prozesse effizient realisieren
Die meisten Bewegungssteuerungen sind also entweder einfach zu bedienen, aber unflexibel – oder leistungsstark, aber kompliziert in der Handhabung und teuer. Hier setzt Dübon Engineering mit seinem Motion Controller MotionA an und bietet eine Alternative, die es ermöglicht, komplexe Abläufe einfach und ressourcenschonend zu realisieren – und das auf kostenoptimierten Plattformen. Adressiert werden DeltaRoboter, Linearachsen, Scara- Roboter sowie ähnliche Robotik-Kinematiken. Dabei profitieren Anwender auch von erheblichen Einsparungen bei den Motoren, da Varianten des MotionA auch Motortreiber integrieren, was die Verwendung von günstigen analogen Motoren ermöglicht.
Komfortable Systemintegration
Für Scara-Roboter, Delta-Roboter und Cobots bietet MotionA die Möglichkeit, komplexe Pick-and-Place-Bewegungen mit wenigen Parametereinstellungen zu steuern. Dabei kann das System mit wenigen Parametern optimiert werden, z.B. kann der maximal erlaubte Ruck eingestellt werden, der unter allen Umständen eine flüssige Bewegung garantiert. Auch das Aufnehmen von sich bewegenden oder beschleunigenden Objekten, z.B. auf einem Förderband, ist komfortabel realisierbar. Der nicht echtzeitfähige Host schiebt die Bewegungsbefehle in diese Pipeline, während sich MotionA um die korrekte zeitliche Abarbeitung kümmert. Für eine unterbrechungsfreie Bewegung muss der Host nur sicherstellen, dass die Pipeline nicht leerläuft. Auch die Einbindung von GPIOs (General Purpose Input/Output), Analogeingängen und anderem ist möglich. Für die Systemintegration ist der vollständige Simulationsmodus (digitaler Zwilling) von MotionA unerlässlich. Auch ohne Roboter-Hardware kann somit das Gesamtsystem aufgebaut und getestet werden. MotionA unterstützt als Host-System Linux (x86 und ARM), Windows und Mac, unabhängig von bestimmten Frameworks oder Tools. Die Integration ist einfach und effizient. Der MotionA besteht aus drei zentralen Komponenten: der Kinematik (die mathematische Beschreibung des Roboters), der ActiongraphVM (die Echtzeitsprache zur Steuerung der Bewegung) und dem eigentlichen „Actiongraph-Programm“. Da es beliebig viele Programme geben kann, wird aus dem ActiongraphProgramm eine API generiert, gegen die auf dem Host-System programmiert werden kann. Der Anwender erhält somit eine optimale, einfach zu bedienende Schnittstelle für seinen spezifischen Anwendungsfall.
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Textquelle: Dübon Engineering
Bildquelle: Igus
