Da Roboter und Maschinen immer weiter entwickelt werden und komplexere Aufgaben zu erfüllen haben, muss die Steuerung, die ihre Bewegungen definiert, so präzise wie möglich sein, um Unfälle und mechanische Ausfälle zu vermeiden und andere Leistungsanforderungen an die Anwendung zu erfüllen.
Die Herausforderung
Der Kunde benötigt eine präzise Drehachsen-Steuerung im niedrigsten Profilformfaktor für mehrere nacheinander angeordnete Roboterarmgelenke. Zu den wichtigsten zusätzlichen Anforderungen gehörten minimale Bewegungen beim Anfahren, um die absolute Position zu melden, und möglichst wenig Signalverkabelung, um die Gesamtarmgröße so klein wie möglich halten.
Die Lösung
MicroE hat eine Reihe kundenspezifischer PCB-basierter Drehgebermodule mit FPGA-Steuerung und BiSS-Kommunikationsschnittstellen entwickelt, die jeweils über zwei Standard-Leseköpfe ChipEncoder™ und einen rotierenden Gittertisch Micro Motion Absolute™ (MMA) verfügen. Die MMA-Gittertechnologie verwendet eine standardmäßige inkrementelle Zählspur mit einer Teilung von 40 Mikron, gekoppelt mit einer Referenzspur, bei der jeder Index einen eindeutigen Abstand aufweist. Bei einer kleinen Bewegung beim Start werden mehrere Indexmarken erkannt und der gemessene Abstand mit einer Zuordnungstabelle in der Firmware verglichen, um die absolute Position zu bestimmen.
Der Vorteil
Die Leistung der beiden Drehgeber wird gemittelt, um die Rotationsgenauigkeit zu verbessern, und die absolute Position wird beim Start mit minimaler axialer Rotation bestimmt. Das serielle Kommunikationsprotokoll BiSS ermöglicht es, jedes nachfolgende Robotergelenk in einer Daisy-Chain-Anordnung zu verbinden, anstatt für jede Achse eigene Buskabel zu verwenden, was zusammen mit der geringen Größe des ChipEncoders dazu beiträgt, die Gesamtgröße der einzelnen Verbindungen zu reduzieren. Die schnelle serielle Kommunikation (32 MHz Takt, 1 µsec Aktualisierungsrate) gewährleistet eine hohe Reaktionsfähigkeit des Roboters auf die Befehle des Bedieners.
Technische Daten
| Leiterplattendurchmesser | 20 mm |
| Skalendurchmesser | 15 mm |
| Gesamthöhe des Moduls | 13,8 mm |
| Serielle Schnittstelle | BiSS C |
| Taktrate | 32 MHz |
| Aktualisierungsintervall der Position | 1 µsec |
| Auflösungsoptionen | 85.280 CPR (15,2 arcsec; 73,7 µrad) |
| Anzahl der Kabeladern | 5 verdrillte Paare, 32 AWG |
