Hochintegrierte Embedded-Prozessoren Was die Entwicklung von Industrierobotern voranbringt

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Hochintegrierte Embedded-Prozessoren enthalten eine Vielzahl verschiedener Komponenten. Ausserdem sind sie energieeffizienter und erzeugen weniger Wärme. Diese Eigenschaften können die Entwicklung von Industrierobotern voranbringen.

Getrieben von Fortschritten in der Halbleitertechnik und von der wachsenden Nachfrage nach immer intelligenteren, sichereren und effizienteren Systemen, hat sich bei den Industrierobotern in den vergangenen Jahren eine eindrucksvolle Entwicklung vollzogen. Ein zentrales Element bilden dabei Embedded-­Prozessoren auf der Basis von SoC-Architekturen (System-on-Chip), die unterschiedlichste Komponenten wie etwa Peripheriefunktionen oder Beschleuniger enthalten. Industrieroboter sind damit besser in der Lage, ihre Aufgaben schnell, exakt und zuverlässig auszuführen.

Embedded-Prozessoren steuern Bewegungen der Roboterarme

Industrieroboter werden für die unterschiedlichsten Aufgaben eingesetzt – von simplen Montagevorgängen bis zu komplexen Fertigungsprozessen wie etwa Schweissen oder Lackieren.

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Embedded-Prozessoren steuern hierbei die Bewegungen der Roboterarme und der zugehörigen Aktoren, verarbeiten die von unterschiedlichsten Sensoren erfassten Daten und fällen Entscheidungen aufgrund der aus der Umgebung eingeholten Rückmeldungen. Sie verleihen den Robotern damit mehr Präzision, Effizienz und Autonomie, was nicht nur der Produktivität dienlich ist, sondern auch den Bedarf an menschlicher Intervention in industriellen Prozessen verringert.

Hochintegrierte Embedded-Prozessoren wie die Typen AM68A, AM69A, TDA4VM und TDA4VH-Q1 von Texas Instruments (TI) enthalten neben der CPU in der Regel auch Speicher, I/O-Schnittstellen, spezielle Hardwarebeschleuniger und Bildverarbeitungsprozessoren und kommen damit für ein breites Aufgabengebiet in Frage, das von der Bewegungssteuerung über die Verarbeitung von Sensordaten und die Kommunikation bis zu Echtzeit-Entscheidungen reicht.

Hochintegrierte Embedded-Prozessoren erzeugen weniger Wärme

Gegenüber diskreten Lösungen sind höher integrierte Embedded-Prozessoren energieeffizienter und erzeugen weniger Wärme, was gerade in industriellen Anwendungen von grosser Bedeutung ist. Wenn der Computerblock eines Roboters weniger Strom verbraucht, steht entweder anderen wichtigen Systemen mehr Energie zur Verfügung, oder der Energiebedarf des Gesamtsystems lässt sich verringern, um den Roboter energieeffizienter zu machen. In batteriebetriebenen Robotern werden Embedded-Prozessoren mit ausgefeilten Power-Management-Features ausserdem dazu beitragen, die Akkulaufzeiten bzw. die Batterielebensdauer zu verlängern.

Schliesslich vereinfacht sich durch vermehrte Integration auch das gesamte Systemdesign, und die Leistungsfähigkeit profitiert von der Tatsache, dass die einzelnen Komponenten eines Roboters in geringerem Abstand konfiguriert werden können, was die Datenübertragungszeiten ebenso reduziert wie den Verkabelungsaufwand. Kosten- und Gewichtseinsparungen sind das Resultat.

Intelligente und autonome Roboter

Je intelligenter und autonomer die Roboter werden und je zuverlässiger sie mit Menschen zusammenarbeiten können (Stichwort: Cobot), umso mehr werden hochintegrierte Embedded-Prozessoren in Industrierobotern zum Einsatz kommen. Die weitere Entwicklung wird sich darauf konzentrieren, die Leistungsfähigkeit, Energieeffizienz und Sicherheit der Embedded-Prozessoren weiter zu steigern und neue Technologien zu integrieren. Insbesondere werden die künstliche Intelligenz und das Machine Learning Einzug in immer mehr Roboter-Steuerungssysteme halten. Kontinuierliche Innovation und Weiterentwicklung werden dafür sorgen, dass hochintegrierte Embedded-Prozessoren eine prägende Rolle für die Zukunft der Industrie­roboter spielen werden.

TI ist ein führender Anbieter hochintegrierter Embedded-Prozessoren für Industrieroboter. Das Portfolio umfasst eine breite Palette von Bauelementen, die gezielt auf die hohen Anforderungen der Industrieautomation abgestimmt sind. In Kombination mit Open-Source-Software aus der TI Developer Zone und einem grossen Bestand an externen Hard- und Softwarepartnern tragen diese Bausteine dazu bei, die Innovation voranzutreiben und durch Vereinfachung des Designprozesses die Verbreitung von Robotern im industriellen Bereich zu steigern.

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