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6-2025

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

RobotikMobiler

RobotikMobiler denken:Wie Controller Robotik revolutionierenOb auf Schienen, Rollen oder Armen: Moderne Roboter brauchen Steuerzentralen, die mit ihnen denken –und sich mit ihnen und dem Menschen bewegen.Automatisierung: Jede Komponente– ob Greifarm, Inspektionskameraoder Bewegungsmodul – kann ihreeigene Intelligenz erhalten.Die Vorteile:• Schnellere Integration neuerModule in bestehende Systeme• Bessere Skalierbarkeitbei wachsendemAutomatisierungsgrad• Minimierte Ausfallrisiken durchverteilte Steuerlogik• Unabhängigkeit von zentralenInfrastrukturenBilder © Winmate / TL ElectronicDas Ergebnis sind anpassungsfähige,resiliente Automatisierungsnetzwerke,die sich flexibel an Produktionsveränderungenanpassenlassen.Die Anforderungen in der Robotiksteigen. Roboterarme und -systemeübernehmen immer häufiger komplexeAufgaben und müssen sichdabei flexibel in industrielle Prozesseeinfügen. Gleichzeitig wachsendie Erwartungen an die Steuerungstechnik:Sie soll nicht nurleistungsstark und robust sein,sondern auch mobil, modular undin der Lage, sich an unterschiedlichsteUmgebungen und Anwendungenanzupassen. Hier setzenRobot Controller an – sie bildendas technologische Herz modernerAutomatisierung.Autor:Cristian GaglioloExperte für Industrie-PC Systemeund Sales-BeraterTL Electronic GmbHinfo@tl-electronic.dewww.tl-electronic.deWer heute flexibel und effizientautomatisieren will, braucht mehrals nur Rechenleistung: Es brauchtBeweglichkeit, Vernetzung und echteIntelligenz im Feld.Flexible Steuerungfür flexible AutomatisierungDie industrielle Robotik durchlebteine Phase des Umbruchs. Die fortschreitendeAutomatisierung und derzunehmende Einsatz von künstlicherIntelligenz (KI) in Produktionsprozessenkrempeln die moderne Industrieum. Statt starrer Produktionslinienund fest installierter Roboterarmewerden vermehrt mobile, kollaborativeund skalierbare Systemeeingesetzt. Der wachsende Bedarfan Agilität erfordert jedoch mehrals nur mechanische Innovationen– es braucht neue Konzepte für dieSteuerung. Die zentrale Frage lautet:Wie kann man Roboter effizientanlernen, steuern und warten, wennsie nicht mehr ortsgebunden sind?Moderne Robot ControllerGenau hier kommen moderneRobot Controller ins Spiel. DieseSteuerungseinheiten sind klein,robust und extrem flexibel. Sie lassensich am Roboterarm, auf fahrerlosenTransportsystemen oder innerhalbkompakter Fertigungszellenanwenden – und ermöglichen soeine Echtzeitsteuerung direkt imGeschehen.Die Installation von Robotersystemen,insbesondere Industrierobotern,Cobots und AutonomousMobile Robots (AMRs), hat in denletzten drei Jahren stark zugenommen.Auch die Vielfalt der Anwendungsfelderhat sich massiv verändert.Dieser Wandel erfordertmobile, robuste und flexible Controller.Denn es gilt, die WettbewerbsfähigkeitDeutschlands und Europasweiter zu verbessern.Dezentralisierungist der SchlüsselKlassische Steuerarchitekturen mitzentralen Schaltschränken sind fürviele moderne Automatisierungsszenarienzu unflexibel. Dezentralisierunglautet deshalb das Gebot derStunde. Robot Controller ermöglicheneine neue Modularität in derEdge Computingals GamechangerIn vielen Anwendungen sind Millisekundenentscheidend – etwa beiSicherheitsreaktionen, Bildverarbeitungoder der Interaktion mitMenschen. Robot Controller bringenRechenleistung direkt an denOrt des Geschehens. Sie ermöglichenEdge Computing: Daten werdennicht zur Verarbeitung an einezentrale Stelle gesendet, sondernlokal ausgewertet.Vorteile des Edge-Ansatzes:• Minimale Latenz für schnelleReaktionen• Geringere Netzwerklast durchlokale Datenverarbeitung• Höhere Ausfallsicherheit beiVerbindungsstörungen• Datensouveränität in sensiblenAnwendungenGerade in sicherheitskritischenSzenarien oder bei AI-gestütztenSystemen (z. B. optische Inspektionoder Objekterkennung) ist dieseNähe zur Datenquelle entscheidend.44 PC & Industrie 6/2025

RobotikMit Robot Controllern der RC-Serie von TL Electronic lassen sich Bewegungen,Aufgaben und Interaktionen von Menschen auf Roboter, Roboterarme undCobots präzise und flexibel übertragen.Präzision und EffizienzNatürlich sollten mobile RobotController eine benutzerfreundlicheOberfläche und fortschrittlicheSteuerungsfunktionen mitbringen,die die Bedienung erleichtern undEffizienz erhöhen. Noch besser istintuitive Bedienbarkeit durch individuellanpassbare Joysticks undKippschalter. Dies minimiert auchdie Einarbeitungszeit enorm.Viele Roboter, besonders inder Fertigung oder im autonomenBetrieb, verfügen über eingebauteKameras als „Augen“ zur Umgebungs-und Objekterkennung,Navigation oder Qualitätsprüfung.Folglich müssen Controller mithilfeeines softwarebasierten DecodersBilddaten in Echtzeit verarbeitenkönnen, um bessere und schnellereEntscheidungen zu ermöglichen.Der Software-Decoder arbeitetanders als ein Hardware-Decoder,der dedizierte Chips oder spezialisierteHardware zur Decodierungvon Videodaten nutzt. DieSoftware decodiert komprimierteVideo-Stream-Formate wie H.264,H.265 oder MUPEG in Rohdaten aufdie CPU des Controllers. Es mussdabei eine geringe Latenz erreichtund zugleich eine hohe Verarbeitungsleistungaufrechterhalten werden,was eine zentrale Herausforderungbei Robotersystemen darstellt.Multi-Touch-DisplaysDamit wird ebenfalls klar, dassauch das Display des Controllerszum zentralen Spielfeld wird. Wünschenswertsind reflexionsarme,projiziert-kapazitive Multi-Touch-Displays, die sich auch mit Handschuhenbedienen und bei extremerLicht- oder Sonneneinstrahlung leichtablesen lassen. WissenschaftlicheStudien haben gezeigt, dass dasmenschliche Sichtfeld eher einemBreitbildformat ähnelt. Eine Auflösungvon 1920 x 1200 Pixeln undein 16:10-Seitenverhältnis erhöhendie Präzision und Sicherheitbei der Bedienung und Steuerungder Roboter.Robuste Technikfür raue BedingungenIndustrielle Umgebungen sind seltenideal: Schmutz, Staub, Vibration,Hitze oder Kälte stellen enormeAnforderungen an jede Elektronik.Robot Controller müssen daherso konstruiert sein, dass sie unterextremen Bedingungen zuverlässigfunktionieren.Typische Merkmale:• Lüfterloses Designfür Wartungsfreiheit• Stoß- und vibrationsfesteGehäuse• Erweiterte Betriebstemperaturbereiche(-20 °C bis +60 °C)• IP65/IP67-zertifizierte Variantenfür direkte Maschinenintegration• Flexible Spannungsversorgungfür mobile AnwendungenSicherheitsundNormanforderungenController in der Robotic müssenaußerdem hohe Sicherheitsstandardserfüllen. Die Normen wie ISO 10218für Roboter und ISO/TS 15066 fürkollaborative Roboter legen fest, wiedie Controller die Zusammenarbeitzwischen Menschen und Roboternsicher und effizient gestalten können.Mobile Robot Controller integrierenhäufig Not-Aus-Mechanismen,die im Falle eines Ausfalls einesofortige Reaktion ermöglichen undso Unfälle verhindern.Ein weiteres wichtiges Element istdie Zertifizierung: Controller müssenbeispielsweise nach ATEX (fürexplosionsgefährdete Bereiche) zertifiziertwerden, wenn sie in speziellenUmgebungen eingesetzt werden.Vernetzung ohne GrenzenModerne Robotic Controller sindechte Kommunikationstalente. Siebeherrschen eine Vielzahl industriellerProtokolle – und lassen sichnahtlos in bestehende Netzwerkeintegrieren:• Echtzeit-Ethernet (PROFINET,EtherCAT, Modbus TCP)• Serielle Kommunikation(RS-232/422/485)• Digitale und analoge I/Os• USB 3.0, HDMI, PoE• Drahtlose Standards wie WiFi,Bluetooth, LTE/5GDiese Anschlussvielfalt erlaubtes, Sensorik, Aktorik, Mensch-Maschine-Interfaces und übergeordneteSteuerungen direkt zu koppeln– ohne zusätzliche Gatewaysoder Umwege.Trends und PerspektivenWohin geht die Reise? MehrereEntwicklungen zeichnen sich amMarkt klar ab:• Roboter werden autonomer, wasdezentrale Rechenlogik erfordert.• Cobots und Leichtbauroboterwachsen rasant – hier sindkleine, leistungsfähige Steuerungenessenziell.• KI am Edge wird zum Standard:Viele Controller integrieren bereitsheute AI-Beschleuniger oderGPU-Module.• Vernetzte Fertigungsinseln ersetzenklassische Linien – hier punktenController mit ihrer Modularität.• Anpassbare Plattformen mit offenenBetriebssystemen (z. B. Linux,ROS2, Windows IoT) erleichternindividuelle Programmierung undUpgrades.Ein starker Trend geht zudem zurvisuellen Programmierung und zu„low code“-Steuerungen, die auchkleineren Unternehmen einenleichteren Einstieg in die Robotikermöglichen.FazitDie Einsatzfelder wachsen, dieTechnik wird ausgereifter, die Möglichkeitengrößer. Was gestern nochSonderlösung war, wird heute zumStandard. Robot Controller gebender Automation neue Freiheit – undmachen industrielle Intelligenz mobil.Wer schreibt:Die TL Electronic GmbH ist Teilder Winmate Unternehmensgruppeund entwickelt, fertigt und vertreibtindustrielle Computer-Systeme fürinnovative und anforderungsintensiveBranchen. Produkte von TLElectronic stehen für Langlebigkeit,Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz– wobei individuelle Lösungen,passgenau für den Bedarf, den entscheidendenMehrwert liefern. ◄Mobile Controller, wie hier von TL Electronic, stellen intuitiveBenutzerfreundlichkeit durch anpassbare Joysticks, Kippschalter,Not-Ausschalter u.v.m. in den Vordergrund, minimieren die Lernkurveund optimieren Betriebseffizienz und Wartung.PC & Industrie 6/2025 45

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© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel