Ein Controller steuert den Betrieb eines Roboters. Er liest Sensordaten aus, führt Algorithmen aus und sendet Befehle an Aktoren. Er ist das Gehirn, oder zumindest der Teil des Gehirns, der Entscheidungen in Handlungen umsetzt.

Die Steuerungen reichen von winzigen Mikrocontrollern an einem einzelnen Gelenk bis hin zu Industrie-PCs, die Dutzende von Achsen koordinieren. Ein Drohnenflugcontroller stabilisiert das Fluggerät hunderte Male pro Sekunde. Ein Roboterarmcontroller plant Flugbahnen, setzt Grenzwerte durch und kommuniziert mit einem Bildverarbeitungssystem. Die Hardware kann eine kundenspezifische Platine, eine SPS oder ein Standardcomputer mit Echtzeitsoftware sein.

Was ein Controller tut

• Liest Sensoreingaben in festgelegten Intervallen.
• Führt Regelkreise wie PID- oder modellprädiktive Regelung aus.
• Sendet Positions-, Geschwindigkeits- oder Drehmomentbefehle an Aktuatoren.
• Übernimmt Sicherheitsüberwachung und Not-Aus-Funktionen.
• Kommuniziert über Netzwerke mit anderen Systemen.

Echtzeitfähigkeit ist entscheidend. Ein Controller mit verzögerter Reaktion kann zu Schwingungen, Instabilität oder Abstürzen führen. Deterministisches Timing ist wichtiger als reine Geschwindigkeit. Deshalb verwenden viele Roboter Echtzeitbetriebssysteme oder dedizierte Mikrocontroller anstelle von Allzweckrechnern. Der Controller ist auch für die Sicherheit verantwortlich. Er überwacht die Gelenkgrenzen, erkennt Fehler und bringt den Roboter in einen sicheren Zustand, wenn etwas schiefgeht. Ein guter Controller arbeitet unauffällig, solange alles funktioniert, und greift entschieden ein, wenn es Probleme gibt.