Automatisierte Transportsysteme müssen ein hohes Maß an Zuverlässigkeit bieten, um Logistikprozesse zu unterstützen, ohne Waren zu beschädigen oder – noch schlimmer – Menschen zu verletzen. Eine weitere, heute und in Zukunft entscheidende Anforderung sind energieeffiziente, schlanke Lösungen. Energie- und Materialeffizienz sind bei der mobilen Robotik zentrale Entwicklungsziele. Das gilt insbesondere für FTS, weil der Antrieb seine Energie aus Akkus bezieht. Eine möglichst lange Betriebszeit, wenige Ladezyklen und kurze Ladezeiten sind dabei sehr wichtig.
Weniger Komponenten und Elektronik
Wegweisend ist hier eine schlanke Bauweise, die mit weniger Komponenten auskommt als frühere Konstruktionen und auf besonders energieeffizienten Motion-Control-Komponenten basiert. Bei einem FTS dieser Art lassen sich längere Betriebszeiten erzielen, da mehr Platz für Akkus vorhanden ist. Es sind weniger Komponenten an Bord, die zudem weniger Strom verbrauchen, auch im Standby-Modus. So ist bei einem FTS mehr als die doppelte Reichweite gegenüber der herkömmlichen Bauweise realisierbar. Die Akkus werden zudem weniger beansprucht.
Beim Integrated-Motion-Ansatz sind Servoantrieb, Encoder, Safety-Encoder, Bremse und Funktionen der Safety-SPS in einem Device integriert. Die nach diesem Prinzip konzipierten Produkte der Somanet-Circulo-Serie von Synapticon basieren auf den Somanet Core genannten System-on-Chips des Unternehmens, die über zwischen 8 bis 32 Risc-Kerne pro Chip mit bis zu 500MHz, Echtzeit-Scheduler, 2ns IO-Abtastrate, KI-Erweiterungen sowie einen Echtzeit-Prozessorbus verfügen. Eine parallele Echtzeitarchitektur dieser Art ist die Grundlage für Hochleistungsservoantriebe.
Effiziente Regeltechnik
Gerade beim FTS-Design kommt es darauf an, dass die Regelungstechnik besonders effizient ist. Synapticon setzt hier auf seine proprietäre Model-Predictive-Deadbeat (MPD)-Field-Oriented-Control-Lösung und eine Reihe von Algorithmen für die Störgrößen-Unterdrückung. Die MPD-Control-Lösung hilft, den Wirkungsgrad zu erhöhen und somit die Wärmeabgabe der Servoantriebe erheblich zu reduzieren. Hierbei kommt ein erweitertes Modell von Leistungselektronik, Motor, Untersetzung und Last zum Einsatz, um das Steuerungsziel innerhalb von 1,X Schaltzyklen zu erreichen. Herkömmliche Stromregler benötigen hingegen mehrere Schaltzyklen, um ein gewünschtes Ziel zu erreichen oder führen bei gleicher Regelgüte wesentlich mehr Wärme ab.
Mit einem hochentwickelten Leistungsstufen-Design kombiniert, realisiert Synapticon kompakte Servoantriebe, die die Wärmeableitung intelligent steuern und dennoch eine gehäuselose EMV-Zertifizierung ermöglichen. Eine tatsächlich hohe Leistungsdichte bietet eine Komponente, die die gesamte erforderliche Funktionalität und hohe Leistungsdaten in einer realistischen thermischen Integrationssituation vereint.
Effizient auch hinsichtlich Kosten
Basierend auf expliziten und klassischen statistischen Methoden sowie KI-Ansätzen helfen Algorithmen zur Störungsunterdrückung in Sensoren, Motoren und Getrieben, qualitätsbeeinflussende physikalische Eigenschaften, wie Rastmoment, Stick-Slip-Charakteristik und Spiel, zu überwinden. Als Ergebnis können Systeme eine höhere Leistung mit kostengünstigeren Komponenten erreichen – ermöglicht durch Software.