Robotik und Automatisierung

Neben den Kerntätigkeiten Robotik und Automatisierung beschäftigt sich das Kompetenzfeld auch mit Fragen rund um fortgeschrittene Regelungstechnik, Antriebstechnik und Fragen rund um Sensorik sowie weitere Themenfelder der Mechatronik. Im Bereich Robotik und Automation spezialisiert sich das Kompetenzteam auf die Erforschung, Entwicklung und Realisierung massgeschneiderter Roboter und Automaten und deren Anwendungen in Medizin, Dienstleitung und Industrie sowie deren Einbindung in alle Aspekte von Industrie 4.0. Für unsere Kunden entwickeln wir Robotersysteme, die optimal an die Anforderungen der Applikation angepasst sind. Dabei kann es sich um fest stehende, mobile und auch fliegende Roboter handeln.

Dank unserer grossen Entwicklungstiefe und unserer engen Kooperation mit unseren Partnern aus dem Institut, der NTB oder anderen Hochschulen sind wir in der Lage, auch die Subsysteme wie Mechanik, Elektronik, Sensorik, Greifsysteme, Antriebs- und Regelungstechnik den Bedürfnissen der Anwendung anzupassen oder bei Bedarf von Grund auf neu zu entwickeln. Dies beinhaltet auch den ganzen Bereich rund um die Informatik und Algorithmen-Entwicklung. 

Unsere Leistungen

Wir stehen unseren Kunden jederzeit und unverbindlich für ein Gespräch über eine Projektidee zur Verfügung und helfen auch bei Abklärungen bezüglich Finanzierungsmöglichkeiten. Technische Anforderungen werden in der Regel vom Kunden vorgegeben. Wir überprüfen diese basierend auf unseren langjährigen Erfahrungen und machen Vorschläge zur Umsetzung. Gegebenenfalls entwickeln wir Lösungen mit Funktionsmustern oder Simulationen und fertigen danach ganze Systeme, inklusive Softwareentwicklung und Inbetriebnahme. Dabei kann der Kunde bei Bedarf von unserer lizenzkostenfreien Open Source Roboter Software EEROS profitieren.

Robotik

Die NTB Robotik entwickelte und realisierte unter anderem Chirurgie- und Rehabilitationsroboter, industrielle Roboter für Montage- oder Messzwecke, entwickelte die Open Source Roboter Software EEROS, baute ihren eigenen Low-Cost-Forschungsroboter EEDURO und entwickelte Subsysteme wie Low-Cost-Kraftsensoren und Antriebssteuerungen für elektronisch kommutierte Motoren.

Wir setzen moderne Regelungskonzepte ein, die weit über das hinausgehen, was industriell verfügbare Steuerungen bieten. Dabei ist die Sensorführung durch Bildverarbeitung und Kraftsensorik eine wichtige Schlüsseltechnologie. Beispiele anspruchsvoller Regelungen sind hybride Kraft- und Positionsregelung, Visual Servoing oder Operational Space Control. Dank dem konsequenten Einsatz dieser Technologien können wir auch sehr schwierige, innovative und komplexe Roboterkonzepte effizient und kostengünstig realisieren.

Automation

Die Automation erbringt Leistungen im Aufgabengebiet der Industriellen Automation. Ob bei der Beratungen zum Thema Industrie 4.0 oder bei Umsetzungen von prozessnahen Automationslösungen wie der Steuer- und Regeltechnik, Aktor- oder Sensorintegrationen, sowie bei Steuerungsprogrammierungen.

Elektrische Antriebstechnik

Unsere Kompetenzen zur elektrischen Antriebstechnik beziehen sich insbesondere auf die Modellierung und Regelung von Antriebssystemen. Wir analysieren Ihre konkrete Bewegungsaufgabe, entwickeln eine geeignete Steuerungs-/Regelungsstruktur und parametrieren diese. Einfache Bewegungsaufgaben lösen wir i.d.R. mit Methoden der klassischen Steuerungs- und Regelungstechnik. Dabei erweist sich oftmals die  Vorausplanung einer realisierbaren Bewegungstrajektorie als sehr wichtig. Anwendungsbeispiele sind: Pipettierroboter in der biotechnischen Analytik, Laser-Vermessungsgeräte sowie elektrische Werkzeuge für die Medizintechnik.

Wenn es die Komplexität der Aufgabenstellung erfordert, setzen wir moderne Methoden der Regelungstechnik ein, wie z.B. Zustandsregelungen mit Zustandsbeobachtern. Anwendungsbeispiele sind: Operationsroboter in der Gehirnchirurgie sowie Koordinaten-Messmaschinen.  

Regelungstechnik

Hier geht es um die Identifikation, Modellierung und Regelung technischer Systeme. Nach der Analyse Ihres Regelungsproblems (z.B. Temperatur-, Durchflussregelstrecke oder Aufgabenstellungen im Bereich der Robotik) ermitteln wir eine geeignete ggf. hierarchische Regelungsstruktur und entwerfen für das Gesamtsystem und die einzelnen Regelkreise konkret die Regler.

Der Reglerentwurf umfasst dabei je nach Komplexität des Problems und den zur Verfügung stehenden Möglichkeiten neben der konventionellen PID-Regelung auch die fortgeschrittene Regelung von Robotern sowie Zustands- sowie Mehrgrössenregelungen oder prädiktive Regelungen. Dabei stellen insbesondere nichtlineare Probleme eine Herausforderung dar. Anwendungsbeispiele (durchgeführte Projekte) sind die modellbasierte Temperaturregelung einer Kaffeemaschine, das Autotuning von Reglern oder die Modellierung und Regelung von Wärmetauschern.

Strategische Schwerpunkte

Das Kompetenzfeld verfolgt strategische Schwerpunkte rund um hochflexible Automation, Industrie 4.0, Sensorführung, spezielle Roboterkonzepte für mobile und fixe Roboter und Open Source Strategien.

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Projekte

Verschaffen Sie sich einen Überblick über eine Auswahl von Projekten, bei denen wir interessante Herausforderungen bewältigen durften.

  • Robotersteuerungen
  • Medizinroboter
  • Roboter für Forschung und Ausbildung
  • Mobile und fliegende Roboter
  • Industrielle Robotik und Automatisierung
  • Hochpräzisions Regelung und Bahnplanung
  • Interaktive Roboter