Das Unternehmen Zub [Firmenschreibweise: zub], gegründet 1986 in Berlin, trug die Namen der Gründer Zurmühlen & Bieler GbR. Später wurde der Firmenname in den heutigen Namen Z & B (zub) geändert. Die Inhaber Eberhard Zurmühlen und Dieter Bieler entwickeln elektronische Fotosatzbelichter. Als Zurmühlen bei einem der ersten Roboterunternehmen einen Job annimmt, bleiben die beiden in Kontakt. Sie unterhalten sich oft darüber, wie schwierig es ist, Antriebe zu steuern. Vor 36 Jahren konnten Anwender:innen bei einer Antriebspositionierung zwischen einer kostenintensiven CNC-Lösung oder einer hardwarenahen Programmierung von Motion-Control-Chips entscheiden. Den goldenen Mittelweg gibt es nicht. Sie haben die Idee, eine modulare Mehrachssteuerung mit einer Programmierumgebung zu entwickeln. So entsteht die Mocon – die erste 1- bis 9-Achs-Steuerung mit der Programmiersprache APOSS. Anfang der 90er-Jahre wurde sie mit der CAN-Schnittstelle ausgebaut und in Theatern, wie St. Petersburg und Kopenhagen, für die Ansteuerung von Bühnenpodesten eingesetzt. Da kreuzen sich die Wege von Zub und Maxon. Die Steuerung findet bei Maxon Anklang, und die Mocon wird unter dem Namen PCU2000 ins Sortiment aufgenommen.
Eine der beliebten Problemstellungen in den Ingenieurwissenschaften ist das rotative inverse Pendel. In der Regelungs- und Elektrotechnik sowie im Maschinenbau werden damit Bewegungsmuster und Regelungsalgorithmen veranschaulicht und untersucht. Diese helfen beispielsweise beim Steuern von Robotern und sonstigen Maschinen.
Das nach seinem japanischen Erfinder Katsuhisa Furuta benannte Pendel ist einfach aufgebaut. Ein angetriebener Arm rotiert horizontal, und ein Pendel, das an diesem Arm befestigt ist, rotiert vertikal. Was Kopfzerbrechen bereitet, sind die theoretische Modellierung und die Anforderung an eine Stabilisierung dieser Bewegungen. Beim Furuta-Pendel ergeben sich zwei Grössen: die Ausrichtung des Rotationsgelenks sowie die des Pendels, die sich regeln lassen. Das Pendel wird in der aufrechten, instabilen Lage geregelt – der Arm nimmt dabei eine beliebige Position ein.
Da es sich um ein nichtlineares und instabiles System handelt, eignet es sich zum Experimentieren, um bestehende Regelalgorithmen zu überprüfen und neue Berechnungsverfahren zu entwickeln. Hierbei werden oft Lösungsansätze von Forschungsbereichen wie Robotik, Kontrolltheorie und rechnergestützter Regelung miteinander kombiniert.
Furuta Pendulum. (Quelle: Youtubekanal Maxon | Zub)
Den richtigen Regler finden
Ein geeigneter Regler kann mittels verschiedener Entwurfsstrategien realisiert werden. Passende Reglerstrukturen für ein inverses Pendel sind: PID, LQR, Fuzzy oder selbstlernende neuronale Regler. Das physikalische System mit mehreren Freiheitsgraden kann mathematisch modelliert werden. Für das Aufschwingen des Pendels aus der Ruhelage (Null-Lage) sind nichtlineare Herangehensweisen wie Energieansätze erforderlich. Mithilfe der mathematischen Beschreibung wird anschliessend ein passender Regler entworfen. Dieser Regler kann für echtzeitfähige Systeme angenähert beziehungsweise diskretisiert und auf eine Steuerung wie die MiniMACS6-AMP4 übertragen werden.
Die Kaskadenregelung
Zub – ein Name mit Geschichte
Zusammen eins
Maxon | Zub feiert das 5-Jahr-Jubiläum, und erstmals haben die beiden Entwicklungsabteilungen ihr Know-how gebündelt. Das Resultat? Die Steuerung MicroMACS6. Der kompakte Master Controller ist eine entscheidende Komponente für Systemlösungen, weiss Fabian Vogel, Geschäftsführer von Maxon | Zub.
Autorin: Annalisa Isler
Sie ergänzen sich perfekt: Als Maxon 2017 die zum Verkauf ausgeschriebene Zub übernimmt, gewinnen die Kunden beider Unternehmen. Einerseits profitieren sie von Komplettlösungen, Expertise und einem weltweiten Vertriebsnetz, andererseits von einer erweiterten Produktpalette. Maxon synchronisiert die Entwicklung der gesamtheitlichen Motion-Control-Lösungen mit dem Spezialisten Zub. Ein erstes Produkt dieser Zusammenarbeit ist die gemeinsam entwickelte MicroMACS6. So bietet maxon ihren Kunden Systemlösungen aus einer Hand, was weniger Schnittstellen, gebündeltes Know-how sowie effiziente Entwicklungszeiten bedeutet.
Fabian Vogel, welche Stärken treffen hier aufeinander?
Zub entwickelt seit Jahren programmierbare Master Controller. Wir wollten ein Produkt schaffen, das in unsere Strategie des Systementwicklers passt. So haben wir uns auf die Stärken und das Know-how der jeweiligen Abteilungen fokussiert. Maxon verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Motoren, Elektronik und Hardware – Zub hingegen in der Entwicklung von Motion Controllern mit Endstufen, in der Softwareprogrammierung und Applikationsentwicklung.
Warum entwickelt die Maxon Gruppe programmierbare Master Controller?
Maxon entwickelt und produziert seit Jahrzehnten Antriebskomponenten und mechatronische Systeme. Das Systemgeschäft gewinnt aber zunehmend an Bedeutung und wird komplexer. Eine entscheidende Komponente für diese Systemlösungen decken die programmierbaren MACS-Controller ab. Die Verwendung der Master Controller (MACS) ist vielfältig: Praxisbeispiele sind das autarke repetitive Abarbeiten von Fahrprofilen, aber auch komplexe synchronisierte Bewegungen mehrerer Achsen oder komplette Kinematik-Module für Skara- oder Delta-Robotik-Anwendungen.
Was zeichnet die MicroMACS6 aus?
Der programmierbare Motion Controller ohne Endstufen steuert autark eine Achse bis sechs Achsen und lässt sich mit EPOS4-Positioniersteuerungen und ESCON-Servocontrollern kombinieren. Durch seine Kompaktheit und das attraktive Preis-Leistungs-Verhältnis ist er wie gemacht für den Gerätebau. Die MiniMACS6-AMP4 hat im Unterschied zur Micro-MACS6 vier integrierte Endstufen.
Wer kann die MicroMACS6 programmieren? Alle, die mit C-Sprache Programmiererfahrung haben. Um den Einstieg zu vereinfachen, bieten wir ein kostenloses Software-Development-Kit an. Dieses Entwicklungspaket enthält nützliche Funktionen und einige Programmbeispiele.
Wo zieht Maxon die Grenzen, als Systemprovider wahrgenommen zu werden?
Bei der Applikationsentwicklung stellen sich automatisch Fragen, die die gesamte Architektur betreffen. Gibt es eine übergeordnete Steuerung? Wenn ja, welche, und über welche Schnittstellen wird was kommuniziert? Was sind die Anforderungen an die Echtzeitfähigkeit? Wie viele Achsen müssen zusammenarbeiten und in welcher Form? Welche Anforderungen gibt es an die Dynamik? In welcher Präzision? Und schon sind wir mitten im Systemdenken. Wichtig ist die Abgrenzung: Maxon sieht sich als Systemexperte für Antriebe.
Wie unterstützt Maxon?
Für antriebstechnische Fragen kann man jederzeit auf das Maxon Dienstleistungsportfolio zurückgreifen. Erfahrene Systemarchitekt:innen und Applikationsentwickler:innen beraten oder entwickeln auf Wunsch kundenspezifische Lösungen.
Zusammen eins
Maxon | Zub feiert das 5-Jahr-Jubiläum, und erstmals haben die beiden Entwicklungsabteilungen ihr Know-how gebündelt. Das Resultat? Die Steuerung MicroMACS6. Der kompakte Master Controller ist eine entscheidende Komponente für Systemlösungen, weiss Fabian Vogel, Geschäftsführer von Maxon | Zub.
Autorin: Annalisa Isler
Sie ergänzen sich perfekt: Als Maxon 2017 die zum Verkauf ausgeschriebene Zub übernimmt, gewinnen die Kunden beider Unternehmen. Einerseits profitieren sie von Komplettlösungen, Expertise und einem weltweiten Vertriebsnetz, andererseits von einer erweiterten Produktpalette. Maxon synchronisiert die Entwicklung der gesamtheitlichen Motion-Control-Lösungen mit dem Spezialisten Zub. Ein erstes Produkt dieser Zusammenarbeit ist die gemeinsam entwickelte MicroMACS6. So bietet maxon ihren Kunden Systemlösungen aus einer Hand, was weniger Schnittstellen, gebündeltes Know-how sowie effiziente Entwicklungszeiten bedeutet.
Fabian Vogel, welche Stärken treffen hier aufeinander?
Zub entwickelt seit Jahren programmierbare Master Controller. Wir wollten ein Produkt schaffen, das in unsere Strategie des Systementwicklers passt. So haben wir uns auf die Stärken und das Know-how der jeweiligen Abteilungen fokussiert. Maxon verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Motoren, Elektronik und Hardware – Zub hingegen in der Entwicklung von Motion Controllern mit Endstufen, in der Softwareprogrammierung und Applikationsentwicklung.
Warum entwickelt die Maxon Gruppe programmierbare Master Controller?
Maxon entwickelt und produziert seit Jahrzehnten Antriebskomponenten und mechatronische Systeme. Das Systemgeschäft gewinnt aber zunehmend an Bedeutung und wird komplexer. Eine entscheidende Komponente für diese Systemlösungen decken die programmierbaren MACS-Controller ab. Die Verwendung der Master Controller (MACS) ist vielfältig: Praxisbeispiele sind das autarke repetitive Abarbeiten von Fahrprofilen, aber auch komplexe synchronisierte Bewegungen mehrerer Achsen oder komplette Kinematik-Module für Skara- oder Delta-Robotik-Anwendungen.
Was zeichnet die MicroMACS6 aus?
Der programmierbare Motion Controller ohne Endstufen steuert autark eine Achse bis sechs Achsen und lässt sich mit EPOS4-Positioniersteuerungen und ESCON-Servocontrollern kombinieren. Durch seine Kompaktheit und das attraktive Preis-Leistungs-Verhältnis ist er wie gemacht für den Gerätebau. Die MiniMACS6-AMP4 hat im Unterschied zur Micro-MACS6 vier integrierte Endstufen.
Wer kann die MicroMACS6 programmieren? Alle, die mit C-Sprache Programmiererfahrung haben. Um den Einstieg zu vereinfachen, bieten wir ein kostenloses Software-Development-Kit an. Dieses Entwicklungspaket enthält nützliche Funktionen und einige Programmbeispiele.
Wo zieht Maxon die Grenzen, als Systemprovider wahrgenommen zu werden?
Bei der Applikationsentwicklung stellen sich automatisch Fragen, die die gesamte Architektur betreffen. Gibt es eine übergeordnete Steuerung? Wenn ja, welche, und über welche Schnittstellen wird was kommuniziert? Was sind die Anforderungen an die Echtzeitfähigkeit? Wie viele Achsen müssen zusammenarbeiten und in welcher Form? Welche Anforderungen gibt es an die Dynamik? In welcher Präzision? Und schon sind wir mitten im Systemdenken. Wichtig ist die Abgrenzung: Maxon sieht sich als Systemexperte für Antriebe.
Wie unterstützt Maxon?
Für antriebstechnische Fragen kann man jederzeit auf das Maxon Dienstleistungsportfolio zurückgreifen. Erfahrene Systemarchitekt:innen und Applikationsentwickler:innen beraten oder entwickeln auf Wunsch kundenspezifische Lösungen.
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Text: Maxon
Bildquelle: Maxon
Redaktionelle Bearbeitung: Technik und Wissen
Informationen
zub machine control AG
www.maxongroup.com
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