Simulationen

Schon bei der Konzeption und Auslegung führen wir interaktive Kinematik-, Zugänglichkeits- und Taktzeitsimulationen durch und ermitteln so die Anforderungen und Nebenbedingungen für die Konstruktion. Die Simulation bietet auch eine Testumgebung für die Software-Entwicklung, solange die Hardware noch nicht verfügbar ist. So können die späteren Abläufe entwickelt und verifiziert werden, was wertvolle Zeit bei der Inbetriebnahme spart.
Neben dem CAD-Programm SolidEdge verwenden wir hauptsächlich Adept ACE für Roboter-Simulationen.

Roboter Programmierung

Wir führen die Inbetriebnahme von kompletten Systemen durch oder steuern einzelne Arbeitspakete zu Kooperationsprojekten bei.
Kern der Robotersoftware ist die Ablaufsteuerung der Roboterbewegungen mit beliebigen Kinematiken auf verschiedenen Systemen (beispielsweise Omron Adept, Stäubli, Beckhoff,...). Je nach Aufgabe umfasst die Robotersoftware weitere Module: Typisch ist die Anbindung von zusätzlichen Sensoren und Aktuatoren über diverse Bussysteme, insbesondere die Integration von 2D- oder 3D-Bildverarbeitungssystemen zur Positionsbestimmung von Werkstücken. Darüber hinaus optimieren wir die Regelparameter von Robotern und Servoachsen zur Verringerung von Taktzeiten und Erhöhung der Maschinenlebensdauer. Für die Benutzerschnittstelle erstellen wir grafische Bedienoberflächen, integrieren Produktdatenbanken und implementieren die Anbindung an übergeordnete IT-Systeme.
Für jede Aufgabe finden wir eine maßgeschneiderte Lösung aus unserem breit gefächerten Repertoire oder erarbeiten ein individuelles Konzept. Darüber hinaus übernehmen wir gegebenenfalls die Betreuung und Optimierung von bestehenden Roboteranlagen anderer Systemhäuser.

Absolute Genauigkeit

Viele Anwendungen erfordern die Kalibrierung der Roboter und Mechanismen, um eine Übereinstimmung von CAD- und Maschinenkoordinaten zu gewährleisten. Insbesondere ist dies typischerweise bei synchronisierten Robotern erforderlich. Daher werden solche Systeme mittels Leica Lasertracker oder geeigneten Vision Systemen eingemessen. Während der Inbetriebnahme der Roboter und Maschinenkomponenten wird das kinematische Modell dann schrittweise verfeinert und in Übereinstimmung mit den realen Messdaten gebracht. Die ermittelten Werte, wie z.B. DH-Parameter, Gravitationskompensationen und weitere nichtlineare Koeffizienten, werden dann in der Software der Steuerung mathematisch berücksichtigt.

Mathematische Algorithmen

Alle Phasen unserer Projekte werden unterstützt durch mathematische Algorithmen, Berechnungen und Auswertungen. Die Kinematik-Simulation und die Umwandlung von CAD-Daten des Bauteils in Roboterkoordinaten bilden die Grundlage für die Bahnplanung. Sensoren und Kamerasystem für die Prozesssteuerung, zur Qualitätskontrolle oder zur Kompensation von physikalischen Störgrößen werden korrekt in Echtzeit verarbeitet.
Beim Serienanlauf und in der laufenden Produktion setzen wir mathematische Verfahren ein, um aus online aufgenommenen Messdaten statistische Aussagen über die laufenden Prozesse abzuleiten. Im Störungsfall können so gegebenenfalls auch nicht offensichtliche Problemursachen, wie versteckte Materialfehler oder Gebäudeschwingungen, identifiziert werden.
Hauptsächlich setzen wir dazu Mathematica von Wolfram Research ein. Auf den Echtzeitrechnern kommen umfangreiche Libraries zum Einsatz, die wir teilweise zukaufen oder selbst entwickelt haben.

Echtzeitsysteme

Applikationsspezifische Sensoren, die z.B. in das Roboter-Tool integriert werden, müssen extrem kompakt sein und erfordern oft eine Vorverarbeitung der Messdaten in Echtzeit sowie eine störsichere digitale Schnittstelle. Dafür verwenden wir den EtherCAT-Bus, für den wir einen Master unter RT-Linux und Slave-Module auf FPGA-Basis entwickelt haben. Sensoren, Servoverstärker und absolute Encoder kommunizieren so im Takt von 8 kHz mit der Steuerung, obwohl sie 50m davon entfernt sind.
Die von uns entwickelten Integrierten Schaltungen werden typischerweise mit 8-bit oder 32-bit Atmel Prozessoren bestückt. Für größere autarke Systeme kommen u.a. RT-Linux oder VxWorks auf leistungsfähigen Intel-Prozessoren zum Einsatz.

FPGA

FPGAs eignen sich besonders für Anwendungen, die ein deterministisches Echtzeitverhalten und gleichzeitig hohe Leistungsfähigkeit benötigen. Die hohe Leistungsdichte, die parallele Verarbeitung von Daten und die kurzen Reaktionszeiten nutzen wir, um spezielle Anforderungen für unsere Kunden umzusetzen.
Für Anwendungen in den Bereichen Signalverarbeitung und Datenübertragung sowie für komplexe Algorithmen entwerfen wir eigene Platinen mit Logikbausteinen von Xilinx und entwerfen die komplexe Schaltlogik. Durch Simulation verifizieren wir die Funktionalität unserer FPGA-Designs, die z.B. in Vivado von Xilinx entwickelt wurden.