Eckdaten

Infineon bietet von Controllern über Leistungselektronik bis hin zu den Sensoren und Chips für Safety- und Security-Funktionen eine umfangreiche Palette von Bausteinen, mit deren Hilfe die effiziente Elektronik für die neue Generation von Robotern, den sogenannten Cobots, realisiert werden kann.

Längst schon sind Roboter die Arbeitstiere an den Produktionslinien in modernen Fabriken. Hersteller weltweit profitieren durch gesteigerte Produktivität und Kostenoptimierung. Vor dem Hintergrund von Industrie 4.0 und Smart Factory revolutionieren nun Industrieroboter der neuesten Generation die traditionellen Produktionsprozesse. Diese Generation kommt als kollaborative Roboter, sogenannte Cobots, zum Einsatz. Sie arbeiten mit Menschen zusammen, unterstützen sie in den jeweiligen Fertigungsprozessen und steigern dank ihrer hochpräzisen und sicheren Arbeitsweise die Qualität der gefertigten Produkte.

Kollaborative Roboter – sogenannte Cobots – arbeiten mit Menschen zusammen und unterstützen sie in den jeweiligen Fertigungsprozessen.

Kollaborative Roboter – sogenannte Cobots – arbeiten mit Menschen zusammen und unterstützen sie in den jeweiligen Fertigungsprozessen. Franka Emika

Im Gegensatz zu klassischen Industrierobotern arbeiten Cobots ohne Sicherheitskäfig und interagieren direkt mit dem Menschen. Um die damit einhergehenden Anforderungen erfüllen zu können, muss ihr Design bestimmte Merkmale aufweisen. Insbesondere sind spezielle Sicherheitsmaßnahmen erforderlich, damit Roboter und Mensch gefahrlos zusammenarbeiten können.

Wachstumsmarkt Robotik

Die wichtigsten Designkriterien für Cobots sind eine hohe Leistungsdichte und ein möglichst kleiner Formfaktor der Steuerung, hohe Präzision, Integration und Effizienz, eine funktionale Sicherheit und Schutz der Menschen im Umfeld, unterschiedliche Topologien bezüglich Achsenanzahl, Gelenken und Motoren sowie Schutz des geistigen Eigentums vor Fälschung und Security als Voraussetzung für Safety.

Mit intelligenten und effizienten Halbleiterlösungen können diese Anforderungen bei der Entwicklung von herkömmlichen Robotern, Industrierobotern und den kollaborativen Robotern umgesetzt werden. Und der Markt bietet Potenzial. Für 2015 erreichte der Umsatz im Markt für Industrieroboter weltweit fast zehn Milliarden US-Dollar. Zwischen 2015 und 2020 sagen Analysten allein für die kollaborativen Roboter ein Wachstum von etwa 23 Prozent voraus.

Infineon produziert nicht nur ein umfassendes Halbleiter-Portfolio, das in Robotern zum Einsatz kommt, sondern ist selbst ein Anwender verschiedener Roboter-Generationen. Da das Equipment für die Chipfertigung sehr teurer ist, wurde hier schon sehr früh auf optimierte Automatisierung gesetzt, um die Maschinen möglichst gut auszulasten und die Qualität der Fertigung ständig überwachen und neu anpassen zu können. So kann die Ausbeute erhöht und der Reinraum optimal genutzt werden. Viele Konzepte, die heute im Industrie-4.0-Umfeld diskutiert werden, sind hier bereits im Einsatz, wie eine vollständig vernetzte Produktion. Mobile Roboter, sogenannte AGVs (Autonomously Guided Vehicle) sorgen dabei auch für die Einbindung bisher autonomer Produktionsinseln. Neben den Robotern innerhalb der Produktionsinseln arbeiten in der Fertigung in Dresden allein inzwischen über 170 mobile Roboter. Das damit aufgebaute Robotik-Systemwissen fließt dann wieder in die Entwicklung der Chips ein.

Neuer Roboter-Typus: kompakt, agil und sicher

Bild 3: In der Fertigung in Dresden fährt ein Roboter, der sein Umfeld mit innovativen, robusten und kostengünstigen ToF-3D-Kameras vollständig erkennen kann. Eine Erweiterung mit redundanten 24- oder 60-GHz-Radarsystemen und Algorithmen zur Antizipation von Bewegungsrichtungen sind in Vorbereitung. Infineon

In der Fertigung in Dresden fährt ein Roboter, der sein Umfeld mit innovativen, robusten und kostengünstigen ToF-3D-Kameras vollständig erkennen kann. Eine Erweiterung mit redundanten 24- oder 60-GHz-Radarsystemen und Algorithmen zur Antizipation von Bewegungsrichtungen sind in Vorbereitung. Infineon

Technologische Fortschritte auf den Gebieten der Sensorik, der schnellen Analyse riesiger Datenmengen, der künstlichen Intelligenz und der Leistungselektronik haben die neue Roboter-Generation möglich gemacht. Der Robotik-Markt ist im Umbruch – neben den bekannten Platzhirschen sind viele relativ kleine Start-up-Firmen auf dem Markt erschienen und der Trend geht weiter. Deren Fokus liegt darin, spezielle Algorithmen zu entwickeln als Grundlage für neue Roboter-Konzepte. Sie wollen sich weniger um die mechanische Auslegung und erforderliche Elektronik-Hardware kümmern. Deshalb setzen diese Unternehmen auf Lieferanten mit System-Expertise und entsprechenden Produkten. So sind die spezialisierten neuen Start-up-Robotik-Firmen in der Lage, innerhalb von wenigen Wochen Entwicklungsplattformen aufzubauen, auf deren Basis Roboter für den Einsatz in ganz unterschiedlichen Gebieten entstehen. Sie müssen nicht wie die früheren Roboter-Generationen aufwendig für die jeweilige Ziel-Applikation programmiert werden. Sie lassen sich vielmehr einfach und flexibel neu programmieren und können ihre Bewegungsabläufe – teilweise sogar schon selbstständig – an neue Gegebenheiten anpassen.

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