Rechnergestützter Entwurf -CAD- und Implementierung schneller und robuster Antriebsregelungen für Industrieroboter

Aus der Literatur sind zahlreiche anspruchsvolle Regelungsalgorithmen für Industrieroboter bekannt, die unter akademischen Laborbedingungen ausgezeichnete Ergebnisse liefern. Die Mehrheit der marktüblichen Robotersteuerungen bevorzugen jedoch eher einfache, konservative Regelungskonzepte. Die Hauptgründe für die Nichtakzeptanz sind die hohen Inbetriebnahmekosten, die aufwendigen Hardwareanforderungen sowie die unbefriedigende Robustheit gegenüber Schwankungen oder Unsicherheiten der Modellparameter. Für zukünftige Anwendungen in CIM-Systemen werden jedoch in zunehmendem Maße eine bessere Regelgüte, hohe Robustheit in rauher Industrieumgebung, einfachere Entwurf- und Inbetriebnahmemethoden mit PC-Unterstützung sowie Implementierbarkeit auf preisgünstiger gängiger Mikrorechnerhardware gefordert. Die in diesem Beitrag vorgestellte prädiktive PFC-Regelung stellt ein sinnvolles Alternativkonzept dar, das den genannten Anforderungen optimal gerecht werden kann. Das PFC-Regelungskonzept wurde für einen konventionellen Industrieroboter des Typs Kuka 160 realisiert. Anhand verschiedener experimenteller Untersuchungen sowie eines Benchmarktestes wird die Überlegenheit des PFC-Regelungskonzepts gegenüber der konventionellen PI-Regelung nachgewiesen. (IITB