WO2023247244A1 - Modulares maschinen-automatisierungssystem und client-modul - Google Patents

Abstract

Ein modulares Maschinen-Automatisierungssystem weist ein Server-Modul und eine Mehrzahl von Client-Modulen auf. Jedes Client-Modul umfasst ein Client-Modul-Gehäuse mit einer ersten Client-Modul-Anschlussseite, die eine erste Client-Signal-Übergabeeinheit mit einer ersten Client-Signal-Sendeeinheit und einer ersten Client-Signal-Empfangseinheit aufweist, eine zweiten Client-Modul-Anschlussseite, die eine zweite Client-Signal-Übergabeeinheit mit einer zweiten Client-Signal-Sendeeinheit und einer zweiten Client-Signal-Empfangseinheit aufweist, und eine Client-Busanschalteinheit. Eine Client-Signal-Kopplungseinheit in der Client-Busanschalteinheit des Client-Moduls ist ausgelegt, in einem Initialisierungsmodus festzustellen, welche Client-Modul-Anschlussseite mit einer Server-Modul-Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Modul verbunden ist, um in eine ersten Betriebsmodus zu schalten, wenn die ersten Client-Modul-Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module mit der Server-Modul-Anschlussseite gekoppelt ist, und in einen zweiten Betriebsmodus zu schalten, wenn die zweite Client-Modul-Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module mit der Server-Modul-Anschlussseite gekoppelt ist.

Description

Beschreibung

Modulares Maschinen-Automatisierungssystem und Client-Modul

Die Erfindung betrifft ein modulares Maschinen-Automatisierungssystem, insbesondere einen modularen Roboter, und ein Client-Modul für ein modulares Maschinen-Automati- sierungssystem.

Die Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2022 115 314.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Zielsetzung in der Automatisierungstechnik (Implementieren, Messen, Steuern/Regeln, Kommunikation, Mensch/Maschine-Schnittstelle, Sicherheit etc.) ist es, Maschinen aus sich heraus selbständig und ohne Mitwirkung eines Menschen betreiben zu können. Der Automatisierungsgrad (Verhältnis der automatisierten Fertigungsschritte zu allen Fertigungsschritten) in einer Maschine ist umso höher, je unabhängiger die jeweilige Maschine von menschlichen Eingriffen ist. Mit der Automatisierungstechnik soll eine Entlastung des Menschen von gefährlichen, anstrengenden oder eintönigen Tätigkeiten, eine Verbesserung der Qualität der Maschine, eine höhere Leistungsfähigkeit der Maschine bzw. eine Kosten reduktion der Maschine erreicht werden.

Roboter sind ein fester Bestandteil der Industrieautomatisierung. Ein Roboter ist eine programmierbare Maschine zur Handhabung, Montage oder Bearbeitung von Werkstücken. Der Roboter umfasst im Allgemeinen eine Roboterbasis, einen Roboterarm (Manipulator) mit einer Mehrzahl von gegeneinander schwenkbaren und drehbaren proximalen (zu einer Roboterbasis hin) und distalen (von der Roboterbasis entfernt) Armgliedern, einen (End-)Effektor (Roboterhand, Werkzeug, Greifer etc.), und eine Steuerung. Programmiert ist der Roboter in der Lage, einen Arbeitsablauf autonom durchzuführen oder eine Durchführung einer Aufgabe in Abhängigkeit von Informationen von in der Regel am Roboter angeordneten Sensoren zu verändern.

Zur Kommunikation wird in der Automatisierungstechnik meist das sogenannte Local Area Network (LAN) eingesetzt, das ein räumlich begrenztes Netzwerk ist, in dem die verschiedenen Netzwerk-Teilnehmer kabellos, optisch, elektrisch und/oder optoelektrisch miteinander gekoppelt sind. Das LAN ist dabei oft als serielles Netzwerk ausgelegt, wobei alle NetzwerkTeilnehmer über einen Bus miteinander vernetzt sind.

Der Datenaustausch auf dem Bus wird oft in Form von Datagrammen, auch als Telegramme bezeichnet, ausgeführt. Die Telegramme setzen sich aus Steuerdaten und Nutzdaten zusammen. Als Protokoll zum Steuern des Datenaustausches auf dem Bus wird im Allgemeinen der Ethernet-Standard verwendet, der Telegramme mit einer Länge von bis zu 1500 Byte bei einer gleichzeitig hohen Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 10 Gbit/sec ermöglicht.

Bei den Teilnehmern am Bus unterscheidet man in der Regel zwischen Server-Einheiten und Client-Einheiten. Die Server-Einheiten sind die Steuergeräte, die im Besitz einer Buszugriffsberechtigung sind und den Datentransfer auf dem Bus bestimmen. Die Server-Einheiten sind somit die Quelle, der über den Bus gesendeten und umlaufenden Telegramme. Die Client-Einheiten sind Maschinengeräte bzw. Feldbusgeräte, die keine Buszugriffsberechtigung haben, d. h. sie dürfen nur empfangene Telegramme quittieren oder auf Anfrage der Server-Einheit Telegramme an diese übermitteln. Die Cleint_Einheiten können dabei Daten aus den auf dem Bus umlaufenden Telegrammen lesen und/oder Daten in die auf dem Bus umlaufenden Telegramme schreiben. Für Datenaustausch der Client-Einheiten mit den umlaufenden Telegrammen nutzen die Client-Einheiten oft einen durch die Server-Einheiten der jeweiligen Client-Einheiten fest zugewiesene Bereich innerhalb der Telegramme.

Der Bus des Maschinen-Automatisierungssystems weist oft eine Ringstruktur auf, bei der die einzelnen Client-Einheiten am Übertragungsweg zu einer Linie zusammengeschlossen sind, wobei jede Client-Einheit mit zwei Nachbarn und die erste und die letzte Client- Einheit im Ring mit der Server-Einheit verbunden ist. Die Verbindung der letzten Client- Einheit mit der Server-Einheit kann entweder über einen Rückwegkanal durch die beschriebene Linie über alle vorherigen Client-Einheiten und/oder über eine direkte Verbindung der letzten Client-Einheit mit der Server-Einheit erfolgen.

Maschinen und insbesondere auch Roboter werden zunehmend modular aufgebaut. Standardisierte Maschinenteile ermöglichen eine vereinfachte Montage bzw. Erweiterung. Durch einheitliche Modul-Schnittstellen kann der Kopplungsaufwand zudem wesentlich verringert werden. Bei modularen Maschinen, die mehrere Antriebsachsen umfassen, die über ein serielles Bussystem gesteuert werden, sind die Antriebsachsen oft auf verschiedene Module verteilt. In den einzelnen Maschinen-Modulen ist dann ein Aktuator beispielsweise ein Servo- Antrieb einschließlich einer Verstelleinheit beispielsweise eines Motors und einer Busanschalteinheit untergebracht.

Um die Maschinen-Module über den Bus aneinanderketten zu können, sind die Maschi- nen-Module derart ausgebildet, dass über wenigstens zwei Anschlussseiten hinweg Signale mit einem weiteren Modul austauschbar sind. Da die Signal-Verarbeitungseinheit in der Busanschalteinheit der Maschinen-Module oft eine feste Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle bzw. Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle aufweist, ist es dann erforderlich, die Anschlussseiten der Maschinen-Client-Module ausgehend vom Maschi- nen-Server-Modul in einer vergebenen Reihenfolge zusammenzuschließen, um den gewünschten Signal-Durchlauf durch die Signal-Verarbeitungseinheit in der Busanschalteinheit der Maschinen-Client-Module sicherzustellen.

Oft ist es gewünscht, die Maschinen-Client-Module in einer frei wählbaren Anordnung der Anschlussseiten zusammenbauen zu können, um eine bestimmte Ausgestaltung der Maschine bzw. eine bestimmte Maschinenfunktionalität zu erzielen. Bei modularen Robotern sind die Modulgehäuse beispielsweise oft L-förmig mit einem kurzen und einem langen zylindrischen Gehäuseabschnitt ausgebildet, die jeweils stirnseitig eine Anschlussseite aufweisen. Durch die Anordnung von langen und kurzen Modul-Gehäuseabschnitten kann dann die Reichweite des Roboterarms festgelegt werden. Das Vorsehen eines seriellen Bussystems mit einer Busanschalteinheit in den Roboterarmmodulen, dessen Signal-Verarbeitungseinheit eine feste Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle bzw. Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle aufweist, verhindert jedoch einen solchen individuellen Zusammenbau.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein modulares Automatisierungssystem, insbesondere einen modularen Roboter mit einem seriellen Bus bereitzustellen, bei dem ein Server-Modul und eine Mehrzahl von Client-Modulen frei wählbar angeordnet werden können, auch dann, wenn die Signal-Verarbeitungseinheit in den Client-Modulen eine feste Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle bzw. Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle vorschreibt. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Client-Modul für das modulares Maschinen-Automatisierungssystem bereitzustellen. Die Aufgabe wird mit einem modulares Automatisierungssystem bezehungsweise einem Client-Modul für das modulares Maschinen-Automatisierungssystem gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein modulares Maschinen-Automatisierungssystem weist ein Server-Modul und eine Mehrzahl von Client-Modulen auf. Das Server-Modul umfasst ein Server-Modul-Gehäuse mit einer Server-Modul-Anschlussseite, die eine Server-Signal-Übergabeeinheit mit einer Server-Signal-Sendeeinheit und einer Server-Signal-Empfangseinheit aufweist, sowie eine Server-Signal-Verarbeitungseinheit. Eine Signal-Ausgangsschnittstelle der Server- Signal-Verarbeitungseinheit ist mit der Server-Signal-Sendeeinheit und eine Signal-Eingangsschnittstelle der Server-Signal-Verarbeitungseinheit mit der Server-Signal-Emp- fangseinheit verbunden, um Signale zu übertragen. Jedes Client-Modul umfasst ein Cli- ent-Modul-Gehäuse mit einer ersten Client-Modul-Anschlussseite, die eine erste Client- Signal-Übergabeeinheit mit einer ersten Client-Signal-Sendeeinheit und einer ersten Cli- ent-Signal-Empfangseinheit aufweist, eine zweite Client-Modul-Anschlussseite, die eine zweite Client-Signal-Übergabeeinheit mit einer zweiten Client-Signal-Sendeeinheit und einer zweiten Client-Signal-Empfangseinheit aufweist, und eine Client-Busanschalteinheit, die eine Client-Signal-Kopplungseinheit und eine Client-Signal-Verarbeitungseinheit aufweist. Eine Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle und eine Signal-Verarbeitungsaus- gangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit ist mit der Client-Signal-Kopp- lungseinheit verbunden. Die Client-Signal-Kopplungseinheit ist mit der ersten Client-Sig- nal-Sendeeinheit, der ersten Client-Signal-Empfangseinheit, der zweiten Client-Signal- Sendeeinheit und der zweiten Client-Signal-Empfangseinheit verbunden. Die Client-Sig- nal-Kopplungseinheit koppelt in einem ersten Betriebsmodus die erste Client-Signal-Empfangseinheit mit einer Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit und die zweite Client-Signal-Sendeeinheit mit einer Signal-Verarbeitungs- ausgangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit und in einem zweiten Betriebsmodus die zweite Client-Signal-Empfangseinheit mit der Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit und die erste Client-Signal-Sendeeinheit mit der Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbei- tungseinheit, um Signale zu übertragen. Die ersten und zweiten Client-Modul-Anschluss- seiten eines jeden Client-Moduls sind jeweils mit der Server-Modul-Anschlussseite oder den ersten und zweiten Client-Modul-Anschlussseiten eines weiteren Client-Moduls verbindbar, um die Client-Signal-Übergabeeinheit der Client-Modul-Anschlussseite des Client-Moduls mit der Server-Signal-Übergabeeinheit der Server-Modul-Anschlussseite oder der Client-Signal-Übergabeeinheit der verbundenen Client-Modul-Anschlussseite des weiteren Client-Moduls zu koppeln, um Signale zu übertragen. Die Client-Signal-Kopplungs- einheit in der Client-Busanschalteinheit des Client-Moduls ist ausgelegt, in einem Initialisierungsmodus festzustellen, welche Client-Modul-Anschlussseite mit der Server-Modul- Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module verbunden ist, um in den ersten Betriebsmodus zu schalten, wenn die erste Client-Modul-Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module mit der Server-Modul-Anschluss- seite gekoppelt ist, und in den zweiten Betriebsmodus zu schalten, wenn die zweite Cli- ent-Modul-Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module mit der Server-Modul-Anschlussseite gekoppelt ist.

Mit Hilfe der Client-Signal-Kopplungseinheit im Client-Modul ist eine frei wählbare Anordnung der Anschlussseiten der Client-Module beim Zusammenbauen des modulares Ma- schinen-Automatisierungssystem möglich. Die Client-Signal-Kopplungseinheit in der Busanschalteinheit des Client-Moduls sorgt so dafür, dass ungeachtet, wie die Anschlussseiten der Client-Module beim Zusammenbau der modularen Maschine in der Kette angeordnet sind, ein zweikanalig ausgelegter ringförmiger Übertragungsweg ausgebildet wird, bei dem der Signal-Durchlauf durch die Signal-Verarbeitungseinheit in der Busanschalteinheit der Client-Module auf in einem der beiden Kanäle in der gewünschten Reihenfolge sichergestellt ist.

Im modularen Maschinen-Automatisierungssystem kann die Server-Signal-Übergabeein- heit eine Server-Steuersignal-Übergabeeinheit, die erste Client-Signal-Übergabeeinheit eine erste Client-Steuersignal-Übergabeeinheit und die zweite Client-Signal-Übergabeeinheit eine zweite Client-Steuersignal-Übergabeeinheit aufweisen. Die Server-Steuersignal- Übergabeeinheit ist dabei mit der Server-Signal-Verarbeitungseinheit und die erste und die zweite Client-Steuersignal-Übergabeeinheiten sind mit der Client-Signal-Kopplungs- einheit verbunden. In dem Initialisierungsmodus ist die Server-Signal-Verarbeitungseinheit ausgelegt, ein Steuersignal auszugeben, und die Client-Signal-Kopplungseinheit ist ausgelegt, das Steuersignal zu empfangen und weiterzuleiten, wobei die Client-Signal-Kopp- lungseinheit weiter ausgelegt ist, festzustellen, von welcher der Client-Signal-Übergabe- einheiten das Steuersignal empfangen wurde, um die Client-Modul-Anschlussseite, die mit der Server-Modul-Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module verbunden ist, als die Client-Modul-Anschlussseite festzulegen, die die Client-Signal- Übergabeeinheit mit der Client-Signal-Übergabeeinheit umfasst, auf der das Steuersignal empfangen wurde. Mit der zusätzliche Steuersignal-Übertragung in einem Initialisierungsmodus kann die Cli- ent-Signal-Kopplungseinheit in der Client-Busanschalteinheit des Client-Moduls auf einfache Weise feststellen, welche Client-Modul-Anschlussseite mit der Server-Modul-An- schlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module verbunden ist.

Das Steuersignal kann dabei ein High-Low-Pegelsignal sein, was eine einfache Auslegung der Steuersignal-Übertragung ermöglicht.

Die Client-Signal-Kopplungseinrichtung kann einen ersten Umschalter und einen zweiten Umschalter, die jeweils wenigstens einen 2-1 Multiplexer umfassen, aufweisen. Mit dieser Auslegung lässt sich einfach zwischen dem ersten und zweiten Betriebsmodus hin- und herschalten.

Die Client-Signal-Verarbeitungseinheit kann einen Signalverstärkungspfad mit einer Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle und einer Signal-Verstärkungseingangsschnittstelle aufweist. Der erste Umschalter umfasst dann einen ersten Eingangsschalter und einen ersten Ausgangsschalter und der zweite Umschalter umfasst dann einen zweiten Eingangsschalter und einen zweiten Ausgangsschalter. Ein erster Eingang des ersten Eingangsschalters ist mit der erste Client-Signal-Empfangseinheit, ein zweiter Eingang des ersten Eingangsschalters ist mit der zweiten Client-Signal-Empfangseinheit und ein Ausgang des ersten Eingangsschalters ist mit der Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit verbunden. Ein erster Eingang des zweiten Eingangsschalters ist mit der zweiten Client-Signal-Empfangseinheit, ein zweiter Eingang des zweiten Eingangsschalters ist mit der ersten Client-Signal-Empfangseinheit und ein Ausgang des zweiten Eingangsschalters ist mit einer Signal-Verstärkungseingangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit verbunden. Ein Eingang des ersten Ausgangsschalters ist mit einer Signal-Verstärkungsausgangsschnittstelle der Client-Signal- Verarbeitungseinheit, ein erster Ausgang des ersten Ausgangsschalters ist mit der ersten Client-Signal-Sendeeinheit und ein zweiter Ausgang des ersten Ausgangsschalters ist mit der zweiten Client-Signal-Sendeeinheit verbunden. Ein Eingang des zweiten Ausgangsschalters ist mit der Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbei- tungseinheit, ein erster Ausgang des zweiten Ausgangsschalter ist mit der zweiten Client- Signal-Sendeeinheit und ein zweiter Ausgang des zweiten Ausgangsschalter ist mit der ersten Client-Signal-Sendeeinheit verbunden. Mit dem Signalverstärkungspfad in der Client-Signal-Verarbeitungseinheit kann auf dem Rückweg-Kanal eine Signalauffrischung des verarbeiteten Telegramms durchführt werden, wobei die Auslegung der Client-Signal-Kopplungseinheit dafür sorgt, dass ungeachtet wie die Anschlussseiten der Client-Module beim Zusammenbau der modularen Maschine in der Kette angeordnet sind, der Signalverstärkungspfad durch die Signal-Verarbeitungseinheit in der Busanschalteinheit der Client-Module auf dem Rückweg-Kanal sichergestellt ist.

Das modulare Maschinen-Automatisierungssystem kann als modularer Roboter ausgebildet sein, wobei ein Roboterarm sich aus einer Mehrzahl von Armmodulen zusammensetzt, wobei eine oder mehrere Armmodule jeweils ein Client-Modul bilden.

Die Mehrzahl von Armmodulen können in aktiven Armmodulen und passiven Armmodulen unterteilt sein, wobei die aktiven Armmodule jeweils eine Antriebseinrichtung aufweisen, mittels der ein daran anschließbares weiteres Armmodul geschwenkt, gedreht und/oder rotiert werden kann. Mit dieser Auslegung ist ein besonders einfach und flexibel zu montierender Roboterarm möglich.

Im aktiven Armmodul kann die erste Anschlussseite dabei relativ gegenüber der zweiten Anschlussseite um eine Rotationsachse steuerbar verdrehbar ausgelegt sein, wobei die erste Anschlussseite um die Rotationsachse rotierbar am Armmodul eingerichtet und die zweite Anschlussseite drehtest am Armmodul angeordnet ist. Im aktive Armmodul kann eine Rotationsübertragungseinrichtung für Signale, Energie und/ oder Fluid vorgesehen sein, um die erste Anschlussseite optisch, elektrisch und/oder fluidisch mit der zweiten Anschlussseite zu verbinden

Die vorstehende mögliche Auslegung des aktiven Arm-Moduls stellt eine im wesentlichen unbeschränkte Rotierbarkeit der ersten Anschlussseite sicher.

In den Figuren zeigen:

Fig. 1 in einer dreidimensionalen Seitenansicht einen modularen Roboter;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des modularen Roboters aus Fig. 1 ; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Client-Moduls. In der Zeichnung sind nur diejenigen räumlichen Abschnitte eines Gegenstands der Erfindung dargestellt, welche für ein Verständnis der Erfindung notwendig sind.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines modularen Roboters näher erläutert. Obwohl die Erfindung detaillierter durch die Ausführungsform beschrieben und illustriert ist, ist die Erfindung nicht durch die offenbarte Ausführungsform beschränkt, sondern ist von grundlegenderer Natur. Die Erfindung lässt sich grundsätzlich bei modular aufgebauten Maschinen einsetzen, die mit Automatisierungssystemen gesteuert werden, bei denen in einzelnen Maschinen-Modulen eine Busanschalteinheit angeordnet ist, deren Signal-Verarbeitungseinheit eine feste Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle bzw. Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle aufweist, wobei die Anschlussseiten der Maschinen-Mo- dule, über die Signale zwischen Maschinenmodulen übertragen werden, frei kombinierbar sind.

Fig. 1 zeigt einen modularen Roboter, der eine Roboterbasis 1 , einen Roboterarm 2 und einen auswechselbaren (End-)Effektor (nicht gezeigt) mit einem Werkzeug, einem Greifer etc., der an einem distalen Ende 7 des Roboterarms 2 angeordnet ist, umfasst.

Der Roboterarm 2 ist modular mit einer Mehrzahl von Armmodulen - in der gezeigten Ausführungsform in Fig. 1 acht Armmodulen - aufgebaut, wobei zwischen aktiven Armmodulen 5 und passiven Armmodulen 6 unterschieden wird. Ein aktives Armmodul 5 besitzt eine Antriebseinrichtung 13, mittels der ein daran anschließbares weiteres Armmodul geschwenkt, gedreht und/oder rotiert werden kann. Ein passives Armmodul 6 weist dagegen keine Antriebseinrichtung auf.

Die Armmodule sind dabei derart ausgebildet sein, dass über die erste Anschlussseite bzw. über die zweite Anschlussseite hinweg, Signale, Energie und/oder Fluide mit dem weiteren Armmodul austauschbar sind. Hierbei ist die erste Anschlussseite mechanisch, optisch, elektrisch und/oder fluidisch mit der zweiten Anschlussseite verbunden.

Die aktiven Armmodule 5 des Roboterarms 2 in Fig. 1 haben ein Gehäuse in L-Form, wohingegen das Gehäuse der passiven Armmodule 6 des Roboterarms 2 eine I-Form besitzt. Die aktiven Armmodule 5 weisen jeweils stirnseitig eine erste Anschlussseite und längsrumpfseitig eine zweite Anschlussseite auf. Die beiden Anschlussseiten des passiven Armmoduls 6 sind jeweils stirnseitig ausgeführt. Statt einer L-Form beim aktiven Armmodul 5 bzw. einer I-Form beim passiven Armmodul 6 sind auch andere geometrische Gehäuseformen anwendbar.

Mit Ausnahme der Roboterbasis 1 und dem Effektor am distalen Ende 7 sind die Armmodule derart ausgebildet, dass immer zwei Anschlüsse zweier Armmodule miteinander verbunden werden können. D. h. eine erste Anschlussseite eines beliebigen Armmoduls ist an einer zweiten Anschlussseite eines beliebigen weiteren Armmoduls anschließbar, bzw. vice versa.

Die erste Anschlussseite und die zweite Anschlussseite des Armmoduls besitzen dabei jeweils eine einheitliche Kontaktierungsmimik. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die erste Anschlussseite und die zweite Anschlussseite des Armmoduls mit einer komplementäre Kontaktierungsmimik auszubilden. Um eine große Flexibilität beim Zusammenbau der Armmodule zu erreichen, sind dann beispielsweise die beiden Anschlussseiten der aktiven Armmodule komplementär (Männchen und Weibchen) ausgebildet, wohingegen die beiden Anschlussseiten der passiven Armmodule analog (Männchen oder Weibchen) ausgelegt sind.

Im aktiven Armmodul 5 ist die erste Anschlussseite relativ gegenüber der zweiten Anschlussseite um eine Rotationsachse steuerbar verdrehbar ausgelegt. Dabei kann die erste Anschlussseite um die Rotationsachse rotierbar am Armmodul eingerichtet sein, während die zweite Anschlussseite drehtest am Armmodul angeordnet ist. Die erste und die zweite Anschlussseite können aber auch ihre Plätze tauschen.

Die erste Anschlussseite des aktiven Armmoduls 5 wird von der Antriebseinrichtung 13 rotiert. Die Antriebseinrichtung 13 kann als Elektromotor mit einem äußeren Stator und einem rotierbar um die Rotationsachse gelagerten inneren Rotor ausgebildet sein, wobei der Rotor drehmomentschlüssig mit der ersten Anschlussseite verbunden ist. Der Stator ist dann drehtest mit dem Gehäuse verbunden.

Ferner kann eine Getriebeeinheit im aktiven Armmodul 5 vorgesehen sein, um die Antriebsdrehzahl des Elektromotors an der Eingangsseite der Getriebeeinheit in eine Abtriebsdrehzahl an der Ausgangsseite der Getriebeeinheit zu wandeln. Die Antriebseinrichtung 13 kann dann eine Hohlwelle und eine Abtriebswelle aufweisen. Die Hohlwelle und die Abtriebswelle sind jeweils rotierbar um die Rotationsachse gelagert, wobei die Abtriebswelle in der Hohlwelle rotierbar aufgenommen ist. Die Hohlwelle ist dann drehtest mit der Eingangsseite der Getriebeeinheit verbunden. Ferner ist die Ausgangsseite der Getriebeeinheit drehtest mit der Abtriebswelle verbunden. Die erste Anschlussseite des aktiven Armmoduls 5 kann dann mit der Abtriebswelle der Antriebseinrichtung 13 drehtest verbunden sein.

Das aktive Armmodul 5 kann im Gehäuse eine Rotationsübertragungseinrichtung für Signale, Energie und/ oder Fluid aufweisen, um die erste Anschlussseite optisch, elektrisch und/oder fluidisch mit der zweiten Anschlussseite zu verbinden. Die Rotationsübertragungseinrichtung kann eine zwischen der Abtriebswelle der Antriebseinrichtung und dem Gehäuse angeordnete Schleifringeinrichtung sein.

Der Roboterarm 2 in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform hat sechs rotatorische Freiheitsgrade. Es lassen sich dabei eine beliebige Anzahl von vollständigen und teilweisen Umdrehungen eines betreffenden Armmoduls des Roboterarms 2 in beide Umfangsrichtungen einer betreffenden Rotationsachse durchführen. Es ist möglich, eine jeweilige Rotationsachse auch als Schwenkachse oder Drehachse auszubilden, d. h. eine Bewegung des betreffenden Armmoduls auf einen bestimmten Winkel zu beschränken.

Einem Armmodul bzw. einer jeweiligen Rotationsachse des Armmoduls können Sensoren zugeordnet sein, deren Daten für die Steuerung des entsprechenden Armmoduls bzw. des Roboterarms 2 verwendet werden können. Es können beispielsweise ein Kraft- und/ oder Drehmomentsensor sowie ein Positionssensor vorgesehen sein, mit welchen eine Kraft und/oder ein Drehmoment auf das Armmodul sowie eine Position des Armmoduls erfassbar sind. Dies ist ggf. auch auf einen Abschnitt oder einen Längsendabschnitt des Roboterarms 2 beschränkbar.

In der Fig. 1 sind die aktiven Armmodule 5 und die passiven Armmodule 6 zur Unterscheidung jeweils mit einer Zusatznummer getrennt durch einen Punkt versehen , wobei die Armmodule des Roboterarms 2 ausgehend von der Roboterbasis 1 in Richtung auf das distale Ende 7 nummeriert sind.

Bei der Ausführungsform in Fig. 1 ist ein erstes aktives Armmoduls 5.1 mit der Roboterbasis 1 an der ersten Anschlussseite verbunden. An die zweite Anschlussseite des ersten aktiven Armmoduls 5.1 ist die erste Anschlussseite eines zweiten aktiven Armmoduls 5.2 angeschlossen. Zwischen dem zweiten aktiven Armmodul 5.2 und einem dritten aktiven Armmodul 5.3 ist ein erstes passives Armmodul 6.1 angeordnet, das die zweite Anschlussseite des zweiten aktiven Armmoduls 5.2 mit der zweiten Anschlussseite des dritten aktiven Armmoduls 5.3 verbindet.

An der ersten Anschlussseite des dritten aktiven Armmoduls 5.3 ist die zweite Anschlussseite eines vierten aktiven Armmoduls 5.4 angeschlossen. Die erste Anschlussseite des vierten aktiven Armmoduls 5.4 ist über ein zweites passives Armmoduls 6.2 mit der zweiten Anschlussseite eines fünften aktiven Armmoduls 5.5 verbunden. An die erste Anschlussseite des fünften aktiven Armmoduls 5.5 ist die zweite Anschlussseite eines sechsten aktiven Armmoduls 5.6 angeschlossen, dessen erste Anschlussseite dann das distale Ende 7 des Roboterarms 2 bildet.

Zur Kommunikation in modularen Maschinen, wie dem modularen Roboter, der in Fig. 1 gezeigt ist, werden sogenannte Local Area Networks (LAN) eingesetzt, in denen die verschiedenen Module signaltechnisch miteinander gekoppelt sind. Das LAN ist dabei als serielles Netzwerk ausgelegt, wobei alle Module über einen Bus miteinander vernetzt werden.

Der Datenaustausch auf dem Bus wird in Form von Datagrammen, auch als Telegramme bezeichnet, ausgeführt. Die Telegramme setzen sich aus Steuerdaten und Nutzdaten zusammen. Als Protokoll zum Steuern des Datenaustausches auf dem Bus wird im Allgemeinen der Ethernet-Standard verwendet, der Telegramme mit einer Länge von bis zu 1500 Byte bei einer gleichzeitig hohen Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 10 Gbit/sec ermöglicht. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit nicht Ethernet basierte Protokolle wie beispielsweise das CANOpen-Protokoll zu verwenden.

Der Zugriff auf den Bus ist dabei hierarchisch organisiert. Die Maschinen-Steuergeräte sind die Server-Module, die den Telegrammverkehr auf dem Bus bestimmen. Die Maschi- nen-Funktionsgeräte sind die Client-Module, die keine Buszugriffsberechtigung haben. Die Client-Module können mit den Telegrammen auf dem Bus Daten austauschen bzw. empfangene Telegramme quittieren oder auf Anfrage der Server-Einheit Telegramme an diese übermitteln.

Die einzelnen Client-Module der modularen Maschine sind bustechnisch zu einer Kette zusammengeschlossen, wobei jedes der Client-Module mit zwei Nachbarn, das erste Client-Modul und das letzte Client-Modul in der Kette, dabei mit dem Server-Modul verbunden sind. Die Datenübertragung erfolgt dabei in eine Richtung ausgehend vom Server- Modul zum ersten Client-Modul und von dort bis zum letzten Client-Modul und dann zurück zum Server-Modul.

Der ringförmigen Übertragungsweg ist dabei zweikanalig ausgelegt. Die Übertragung findet dabei so statt, dass das vom Server-Modul ausgegebene Telegramm auf einem ersten Hinweg-Kanal vom ersten Client-Modul bis zum letzten Client-Modul weitergegeben wird, wobei jedes Client-Modul mit der im Client-Modul vorgesehenen Busanschalteinheit beim Durchlauf des Telegramms den gewünschten Datenaustausch mit dem Telegramm vornimmt. Das letzte Client-Modul koppelt dann das verarbeitete Telegramm auf einen zweiten Rückweg-Kanal zurück, wobei jedes Client-Modul das Telegramm dann nur durchleitet und das erste Client-Modul das Telegramm abschließend zum Server-Modul überträgt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, statt auf dem ersten Hinweg-Kanal auf dem zweiten Rückweg-Kanal die Telegrammverarbeitung ausgeführt wird. Im Weiteren wird aber davon ausgegangen, dass ein ersten Hinweg-Kanal-Telegrammverarbeitung erfolgt.

Bei einem zweikanalig ausgelegten ringförmigen Übertragungsweg ist es erforderlich, dann, wenn die Signal-Verarbeitungseinheit in der Busanschalteinheit der Client-Module eine feste Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle bzw. Signal-Verarbeitungsausgangs- sch n ittstelle aufweist, die Anschlussseiten des Client-Modul ausgehend vom Server-Modul so zusammenzuschließen, dass der Telegramm-Durchlauf in der durch die Signal- Verarbeitungseingangsschnittstelle bzw. die Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle der Signal-Verarbeitungseinheit in der Busanschalteinheit vorgegebene Durchlaufrichtung, also auf dem ersten Hinweg-Kanal sichergestellt ist.

Um eine frei wählbare Anordnung der Anschlussseiten des Client-Moduls beim Zusammenbauen der modularen Maschine zu ermöglichen, weist jedes Client-Modul eine Client- Signal-Kopplungseinheit auf. Die Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle und die Sig- nal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit der Busanschalteinheit ist dann mit der Client-Signal-Kopplungseinheit verbunden ist.

Die Client-Signal-Kopplungseinheit ist dann so ausgelegt, dass abhängig davon, welche Client-Modul-Anschlussseite mit der Server-Modul-Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module verbunden ist, ein Betriebsmodus der Client-Signal- Kopplungseinheit geschaltet ist, bei dem die Client-Signal-Empfangseinheit der Client-Sig- nal-Übergabeeinheit dieser Client-Modul-Anschlussseite mit einer Signal- Verarbeitungseingangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit verbunden ist, wohingegen die Client-Signal-Sendeeinheit der Client-Signal-Übergabeeinheit der weiteren Client-Modul-Anschlussseite mit der Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit verbunden ist.

Die Client-Signal-Kopplungseinheit in der Busanschalteinheit des Client-Moduls sorgt so dafür, dass ungeachtet, wie die Anschlussseiten der Client-Module beim Zusammenbau der modularen Maschine in der Kette angeordnet sind, ein zweikanalig ausgelegter ringförmiger Übertragungsweg ausgebildet wird, bei dem der Telegramm-Durchlauf durch die Signal-Verarbeitungseinheit in der Busanschalteinheit der Client-Module auf dem ersten Hinweg-Kanal sichergestellt ist.

Damit die Client-Signal-Kopplungseinheit in der Client-Busanschalteinheit des Client-Moduls feststellen kann, welche Client-Modul-Anschlussseite mit der Server-Modul-An- schlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module verbunden ist, kann eine zusätzliche Steuersignal-Übertragung in einem Initialisierungsmodus vorgesehen sein.

Das Server-Modul ist dann so ausgelegt, im Initialisierungsmodus entweder direkt auf dem ringförmigen Übertragungsweg oder auch über einen zusätzlichen Steuersignal- Übertragungsweg ein Steuersignal auszugeben. Die Client-Signal-Kopplungseinheit der Client-Module sind dann ausgelegt, das Steuersignal zu empfangen und weiterzuleiten, wobei die Client-Signal-Kopplungseinheit weiter ausgelegt ist, festzustellen, auf welcher der Client-Modul-Anschlussseiten das Steuersignal empfangen wurde. Die so ermittelte Client-Modul-Anschlussseite ist dann die Client-Modul-Anschlussseite, welche die Client- Signal-Kopplungseinheit bei der Betriebsmodus-Wahl so schaltet, dass die Client-Signal- Empfangseinheit der Client-Signal-Übergabeeinheit der Client-Modul-Anschlussseite mit einer Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit verbunden ist.

Ein möglicher Aufbau des Server-Moduls bzw. der Client-Module einer modularen Maschine ist für die Ausführungsform des modularen Roboters aus Fig. 1 in einer schematischen Darstellung in Fig. 2 gezeigt. Dabei ist in Fig.2 von der Roboterdarstellung in Fig. 1 die prinzipielle Modul-Anordnung aus Roboterbasis 1 , aktiven Armmodulen 5 und passiven Armmodulen 6 sowie distalem Ende 7 übernommen. Die Roboterbasis 1 bildet das Server-Modul. Das Server-Modul kann aber auch getrennt von der Roboterbasis des modularen Roboters beispielsweise in einem Schaltschrank angeordnet sein. Ferner kann das Server-Modul an beliebiger Stelle in der Modul-Anordnung des Roboterarms vorgesehen sein.

Das Server-Modul weist an einem Server-Modul-Gehäuse 10 eine Server-Modul-An- schlussseite 11 auf, die eine Server-Signal-Übergabeeinheit 20 mit einer Server-Signal- Sendeeinheit 21 und einer Server-Signal-Empfangseinheit 22 umfasst. Weiter ist eine Server-Signal-Verarbeitungseinheit 30 vorgesehen, wobei eine Signal-Ausgangsschnittstelle 31 der Server-Signal-Verarbeitungseinheit 30 mit der Server-Signal-Sendeeinheit 21 und eine Signal-Eingangsschnittstelle 32 der Server-Signal-Verarbeitungseinheit 30 mit der Server-Signal-Empfangseinheit 22 verbunden ist, um Telegramme zu übertragen.

Das Server-Modul umfasst weiter in der Server-Signal-Übergabeeinheit 20 eine Server- Steuersignal-Übergabeeinheit 23, die mit einer Steuersignal-Schnittstelle 33 der Server- Signal-Verarbeitungseinheit 30 verbunden ist.

Die Armmodule des Roboterarms 2 stellen die Client-Module dar. Dabei kann jedes Armmodul ein Client-Modul sein. Es können aber auch nur die aktiven Armmodule 5 die Client-Module bilden. Im aktiven Armmodul 5 ist die Busanschalteinheit dann beispielsweise mit einer elektronischen Steuereinheit zum Ansteuern der Antriebseinrichtung 13 verbunden. Die passiven Armmodule 6 können ohne eigene Busanschalteinheit ausgelegt sein und die Telegramme auf dem zweikanaligen ausgelegten ringförmigen Übertragungsweg dann nur durchschleifen. Die passiven Armmodule 6 können aber auch eine eigene Busanschalteinheit aufweisen, um beispielsweise geometrische Daten oder Statusinforman- tionen der passiven Armmodule 6 oder Daten einer Sensorik, eines Bediener-Interfaces oder anderen mit dem passive Armmodulen verbundenen Geräten zum Server Modul zu übertragen.

Fig. 3 zeigt ein Client-Modul in Prinzipdarstellung. Jedes Client-Modul weist ein Client-Mo- dul-Gehäuse 50 mit einer ersten Client-Modul-Anschlussseite 51 , die eine erste Client- Signal-Übergabeeinheit 60 umfasst, und einer zweite Client-Modul-Anschlussseite 52, die eine zweite Client-Signal-Übergabeeinheit 70 umfasst, auf.

Die erste Client-Modul-Anschlussseite 51 und die zweiten Client-Modul-Anschlussseite 52 sind dabei verbindbar mit der Server-Modul-Anschlussseite oder der ersten und zweiten Client-Modul-Anschlussseite eines weiteren Client-Moduls, um die Client-Signal-Überga- beeinheit der Client-Modul-Anschlussseite des Client-Moduls mit der Server-Signal-Über- gabeeinheit der Server-Modul-Anschlussseite oder der Client-Signal-Übergabeeinheit der verbundenen Client-Modul-Anschlussseite des weiteren Client-Moduls zu koppeln, um Telegramme zu übertragen.

Im Client-Modul-Gehäuse 50 ist ferner eine Client-Busanschalteinheit 80 angeordnet, die eine Client-Signal-Kopplungseinheit 81 und eine Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 aufweist. Die Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 weist dabei einen Signalverarbeitungspfad mit einer Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle 821 und einer Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle 822 auf, auf dem das Telegramm beim Durchlauf verarbeitet wird.

Zusätzlich kann, wie in Fig. 3 gezeigt, noch ein Signalverstärkungspfad mit einer Signal- Verstärkungsausgangsschnittstelle 824 und einer Signal-Verstärkungseingangsschnittstelle 823 in der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 vorgesehen sein, um eine Signalauffrischung auszuführen. Es wird aber auf dem Signalverstärkungspfad in der Client- Signal-Verarbeitungseinheit 82 keine Datenaustausch mit dem Telegramm durchführt. Auf einen Signalverstärkungspfad in der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 kann aber auch verzichtet werden. Das Telegramm wird dann auf dem Rückweg zum Server-Modul durch die Client-Module an der Client-Signal-Verarbeitungseinheit vorbeigeleitet.

In der ersten Client-Signal-Übergabeeinheit 60 sind eine erste Client-Signal-Empfangseinheit 61 und eine erste Client-Signal-Sendeeinheit 62 vorgesehen. Die zweite Client-Sig- nal-Übergabeeinheit 70 umfasst eine zweite Client-Signal-Empfangseinheit 71 und die zweite Client-Signal-Sendeeinheit 72.

Die erste Client-Signal-Übergabeeinheit 60 weist eine erste Client-Steuersignal-Überga- beeinheit 63 und die zweite Client-Signal-Übergabeeinheit 70 weist eine zweite Client- Steuersignal-Übergabeeinheit 73 auf. Die erste Client-Steuersignal-Übergabeeinheit 63 und die zweite Client-Steuersignal-Übergabeeinheit 73 sind dabei verbindbar mit der Server-Steuersignal-Übergabeeinheit der Server-Modul-Anschlussseite oder den ersten und zweiten Client-Modul-Anschlussseiten eines weiteren Client-Moduls, um die Client-Steu- ersignal-Übergabeeinheit der Client-Modul-Anschlussseite des Client-Moduls mit der Server-Steuersignal-Übergabeeinheit der Server-Modul-Anschlussseite oder der Client- Signal-Übergabeeinheit der verbundenen Client-Modul-Anschlussseite des weiteren Client-Moduls zu koppeln, um Steuersignale zu übertragen.

Die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 weist einen ersten Umschalter 81 1 und einen zweiten Umschalter 812 auf. Der erste Umschalter 811 umfasst einen ersten Eingangsschalter 811 1 und einen ersten Ausgangsschalter 8112. Der zweite Umschalter 812 umfasst einen zweiten Eingangsschalter 8121 und einen zweiten Ausgangsschalter 8122. Der erste Eingangsschalter 81 11 , der erste Ausgangsschalter 81 12, der zweite Eingangsschalter 8121 und der zweite Ausgangsschalter 8122 sind jeweils als 2-1 Multiplexer ausgelegt. Ferner ist in der Client-Signal-Kopplungseinheit 81 eine Steuersignal-Auswerteeinheit 813 vorgesehen.

Dann, wenn nur ein Signalverarbeitungspfad und kein Signalverstärkungspfad in der Cli- ent-Signal-Verarbeitungseinheit 82 vorgesehen ist, kann der ersten Umschalter und zweite Umschalter jeweils nur einen einzelne Schalter aufweisen. Das Telegramm wird dann nur auf dem Hinweg kommend vom Server-Modul durch die Client-Signal-Verarbei- tungseinheit 82 geleitet. Auf dem Rückweg zum Server-Modul umgeht das Telegramm dagegen die Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 im Client-Modul.

Die ersten und zweiten Client-Signal-Empfangs- und -Sendeeinheiten 61 , 62, 71 , 72 der ersten und zweiten erste Client-Signal-Übergabeeinheiten 60, 70, die Umschalter 81 1 , 812 der Client-Signal-Kopplungseinheit 81 und die Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 sind über ein Leitungsnetz miteinander verschaltet.

Die erste Client-Signal-Empfangseinheit 61 ist mit einem ersten Eingang des ersten Eingangsschalters 811 1 des ersten Umschalters 811 verbunden. Ein zweiter Eingang des ersten Eingangsschalters 81 11 des ersten Umschalters 811 ist an die zweite Client-Sig- nal-Empfangseinheit 71 angeschlossen. Ein Ausgang des ersten Eingangsschalters 81 1 1 des ersten Umschalters 81 1 ist ferner mit der Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle 821 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 verbunden.

Der zweite Eingangsschalters 8121 des zweiten Umschalters 812 ist mit einem ersten Eingang an die zweite Client-Signal-Empfangseinheit 71 und mit einem zweiten Eingang an die erste Client-Signal-Empfangseinheit 61 angeschlossen. Ein Ausgang des zweiten Eingangsschalters 8121 des zweiten Umschalters 812 ist mit der Signal-Verstärkungseingangsschnittstelle 823 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 verbunden. Ein Eingang des ersten Ausgangsschalters 81 12 ist mit der Signal-Verstärkungsaus- gangsschnittstelle 824 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 verbunden. Die erste Cli- ent-Signal-Sendeeinheit 62 ist weiter mit einem ersten Ausgang des ersten Ausgangsschalters 81 12 des ersten Umschalters 811 verbunden. Ein zweiter Ausgang des ersten Ausgangsschalters 8112 des ersten Umschalters 811 ist an die zweite Client-Signal-Sendeeinheit 72 angeschlossen.

Ein Eingang des zweiten Ausgangsschalters 8122 des zweiten Umschalters 812 ist mit der Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle 822 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 verbunden. Der zweite Ausgangsschalter 8122 des zweiten Umschalters 812 ist mit einem ersten Ausgang an die zweite Client-Signal-Sendeeinheit 72 und mit einem zweiten Ausgang an die erste Client-Signal-Sendeeinheit 62 angeschlossen.

Bei dem in Figuren 1 und 2 gezeigten Roboteraufbau ist beim aktiven Armmodul 5 am langen Gehäuseabschnitt der L-Form die erste Anschlussseite und am kurzen Gehäuseabschnitt der L-Form die zweite Anschlussseite angeordnet. Beim passiven Armmodul 6 mit der I-Form ist die erste und zweite Anschlussseite an den Gehäuseenden ausgelegt.

Wie die schematische Darstellung in Fig. 2 zeigt, ist die Server-Modul-Anschlussseite 1 1 der Roboterbasis 1 mit der ersten Anschlussseite des ersten aktiven Armmoduls 5.1 verbunden. Die zweite Anschlussseite des ersten aktiven Armmoduls 5.1 ist an die erste Anschlussseite des zweiten aktiven Armmoduls 5.2 angeschlossen. Die zweite Anschlussseite des zweiten aktiven Armmoduls 5.2 kontaktiert die erste Anschlussseite des ersten passiven Armmoduls 6.1 .

Die zweite Anschlussseite des passiven Armmoduls 6.1 ist an die zweite Anschlussseite des dritten aktiven Armmoduls 5.3 angeschlossen. Die erste Anschlussseite des dritten aktiven Armmoduls 5.3 kontaktiert die zweite Anschlussseite des vierten aktiven Armmoduls 5.4. Die erste Anschlussseite des vierten aktiven Armmoduls 5.4 ist an die erste Anschlussseite des zweiten passiven Armmoduls 6.2 angeschlossen.

Die zweite Anschlussseite des passiven Armmoduls 6.2 ist mit der zweiten Anschlussseite des fünften aktiven Armmoduls 5.5 verbunden. Die ersten Anschlussseite des fünften aktiven Armmoduls 5.1 koppelt mit der zweiten Anschlussseite des sechsten aktiven Armmoduls 5.6. Die erste Anschlussseite des sechsten aktiven Armmoduls 5.6 bildet das distale Ende 7 des Roboterarms.

Wenn davon ausgegangen wird, dass nur die aktiven Armmodule 5 als Client-Module mit einer Busanschalteinheit ausgebildet sind, sind mit der Server-Modul-Anschlussseite 11 der Roboterbasis 1 direkt oder über zwischengeschaltete Armmodule die ersten Anschlussseiten 51 des ersten aktiven Armmoduls 5.1 und des zweiten aktiven Armmoduls 5.2 verbunden. Bei dem dritten aktiven Armmodul 5.3, dem vierten aktiven Armmodul 5.4, dem fünften aktiven Armmodul 5.5 und dem sechsten aktiven Armmodul 5.6 ist die zweite Anschlussseite 52 über die zwischengeschalteten Armmodule mit der Server-Modul-An- schlussseite 11 der Roboterbasis 1 gekoppelt.

Die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 der Client-Busanschalteinheit 80 besitzt zwei Betriebsmodi, die durch die ersten und zweiten Umschalter 81 1 , 812, die jeweils zwei 2-1 Multiplexer aufweisen, eingestellt werden.

Im ersten Betriebsmodus koppelt die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 über die ersten und zweiten Umschalter 811 , 812 die erste Client-Signal-Empfangseinheit 61 mit der Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle 821 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 und die zweite Client-Signal-Sendeeinheit 72 mit der Signal-Verarbeitungsausgangsschnitt- stelle 822 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82.

Dabei ist der ersten Eingang des ersten Eingangsschalters 81 11 des ersten Umschalters

811 auf den Ausgang des ersten Eingangsschalters 811 des ersten Umschalters 81 1 geschaltet, um die erste Client-Signal-Empfangseinheit 61 mit der Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle 821 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 zu verbinden.

Ferner wird der Eingang des zweiten Ausgangsschalters 8122 des zweiten Umschalters

812 mit dem ersten Ausgang des zweiten Ausgangsschalters 8122 des zweiten Umschalters 812 verbunden, um die Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle 822 der Client- Signal-Verarbeitungseinheit 82 an die zweite Client-Signal-Sendeeinheit 72 anzulegen.

Weiterhin ist im zweiten Eingangsschalter 8121 des zweiten Umschalters 812 der ersten Eingang mit dem Ausgang verbunden, um die zweite Client-Signal-Empfangseinheit 71 auf die Signal-Verstärkungseingangsschnittstelle 823 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 durchzuschalten. Der Eingang des ersten Ausgangsschalters 81 12 ist mit dem ersten Ausgang des ersten Ausgangsschalters 8112 gekoppelt, um die Signal-Verstärkungsausgangsschnittstelle 824 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 auf die erste Client-Signal-Sendeeinheit 62 durchzuschalten.

Im zweiten Betriebsmodus der Client-Signal-Kopplungseinheit 81 wird über die ersten und zweiten Umschalter 811 , 812 die zweite Client-Signal-Empfangseinheit 71 mit der Signal- Verarbeitungseingangsstelle 821 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 und die erste Client-Signal-Sendeeinheit 62 mit der Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle 822 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 verbunden.

Dabei ist der zweite Eingang des ersten Eingangsschalters 81 11 des ersten Umschalters

811 auf den Ausgang des ersten Eingangsschalters 811 des ersten Umschalters 81 1 geschaltet, um die zweite Client-Signal-Empfangseinheit 71 mit der Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle 821 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 zu verbinden.

Ferner wird der Eingang des zweiten Ausgangsschalters 8122 des zweiten Umschalters

812 mit dem zweiten Ausgang des zweiten Ausgangsschalters 8122 des zweiten Umschalters 812 verbunden, um die Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle 822 der Cli- ent-Signal-Verarbeitungseinheit 82 an die erste Client-Signal-Sendeeinheit 62 anzulegen.

Weiterhin ist im zweiten Eingangsschalters 8121 des zweiten Umschalters 812 der zweite Eingang mit dem Ausgang verbunden, um die erste Client-Signal-Empfangseinheit 61 auf die Signal-Verstärkungseingangsschnittstelle 823 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 durchzuschalten.

Der Eingang des ersten Ausgangsschalters 81 12 ist mit dem zweiten Ausgang des ersten Ausgangsschalters 8112 gekoppelt, um die Signal-Verstärkungsausgangsschnittstelle 824 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 auf die zweite Client-Signal-Sendeeinheit 72 durchzuschalten.

Zum Telegramm-Durchlauf durch den modularen Roboter wird dann der Betriebsmodus in den einzelnen aktiven Armmodulen 5 so eingestellt, dass das Telegramm die Client-Sig- nal-Verarbeitungseinheiten 82 in der Client-Busanschalteinheit des aktiven Armmoduls auf den ersten Hinweg-Kanal des zweikanalig ausgelegten Übertragungswegs im modularen Roboter erfolgt.

Auf dem zweiten Rückweg-Kanal wird das verarbeitete Telegramm dann durch die Client- Signal-Verarbeitungseinheit 82 der aktiven Armmodule 5 für eine Signalauffrischung durchgeschleift. Es wird aber dabei in den Client-Signal-Verarbeitungseinheiten 82 keine Datenaustausch mit dem Telegramm durchführt.

Die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 im ersten aktiven Armmodul 5.1 und im zweiten aktiven Armmodul 5.2 befindet sich so im ersten Betriebsmodus, bei dem der Telegramm- Durchlauf auf dem ersten Hinweg-Kanal von der ersten Client-Modul-Anschlussseite 51 zur zweiten Client-Modul-Anschlussseite 52 erfolgt. Beim dritten aktiven Armmodul 5.3, beim vierten aktiven Armmodul 5.4, beim fünften aktiven Armmodul 5.5 und beim sechsten aktiven Armmodul 5.6 befindet sich die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 des entsprechenden aktiven Armmoduls im zweiten Betriebsmodus, so dass der erste Hinweg- Kanal bei dem Telegramm-Durchlauf von der zweiten Client-Modul-Anschlussseite 52 zur ersten Client-Modul-Anschlussseite 51 verläuft.

Die Datenübertragung im modularen Roboter erfolgt so, dass die Server-Signal-Verarbeitungseinheit 30 der Roboterbasis 1 über die Server-Signal-Sendeeinheit 21 ein Telegramm ausgibt. Das Telegramm durchläuft dann nacheinander das erste aktive Armmodul 5.1 , das zweite aktive Armmodul 5.2, das erste passive Armmodul 6.1 , das dritte aktive Armmodul 5.3, das vierte aktive Armmodul 5.4, das zweite passive Armmodul 6.2, das fünfte aktive Armmodul 5.5 und das sechste aktive Armmodul 5.6.

Das Telegramm wird dabei von den Client-Signal-Verarbeitungseinheiten 82 der aktiven Armmodule 5 im Durchlauf verarbeitet, wohingegen das Telegramm durch die passiven Armmodule 6 nur durchgeschleift wird. Wie erläutert, besteht jedoch auch die Möglichkeit, die passiven Armmodule 6 mit Busanschalteinheiten zu versehen, um gegebenenfalls eine Telegrammverarbeitung im Durchlauf ausführen zu können.

Nach der Verarbeitung des Telegramms durch das sechste aktive Armmodul 5.6 wird das Telegramm dann an die Server-Signal-Empfangseinheit 22 der Roboterbasis 1 rückgekoppelt. Das Telegramm kann dabei, wie in Fig. 3 gezeigt, jeweils das Client-Signal-Verarbeitungseinheiten 82 der aktiven Armmodule 5 für eine Signalauffrischung durchlaufen. Es wird aber dabei in den Client-Signal-Verarbeitungseinheiten 82 keine Datenaustausch mit dem Telegramm durchführt. Datentechnisch durchläuft das Telegramm also ohne Verarbeitung alle zwischen dem sechsten aktiven Armmodul 5.6 und den an der Roboterbasis 1 befindlichen Armmodulen.

Damit die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 in den Client-Modulen feststellen kann, welche Client-Modul-Anschlussseite mit der Server-Modul-Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module verbunden ist, ist der zusätzlicher Initialisierungsmodus vorgesehen, bei dem die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 des jeweiligen Client- Moduls ermittelt, ob die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 in den ersten oder zweiten Betriebsmodus zuschalten ist, um eine Telegrammverarbeitung auf dem ersten Hinweg-Kanal beim Telegramm-Durchlauf auf dem zweikanaligen ringförmigen Übertragungsweg zu ermöglichen.

Damit die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 im Client-Modul feststellen kann, welche Cli- ent-Modul-Anschlussseite mit der Server-Modul-Anschlussseite über ein oder mehrere zwischengeschaltete Client-Module verbunden ist, wird im Initialisierungsmodus von der Server-Signal-Verarbeitungseinheit 30 über die Server-Steuersignal-Übergabeeinheit 23 ein Steuersignal an die angeschlossenen Client-Module ausgegeben. Das Steuersignal wird dann im ersten an das Server-Modul angeschlossenen Client-Modul von der mit der Server-Steuersignal-Übergabeeinheit 23 gekoppelten Client-Steuersignal-Übergabeeinheit empfangen und an die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 im Client-Modul weitergeleitet.

Die Client-Signal-Kopplungseinheit 81 ist dann ausgelegt festzustellen, ob die Client-Steu- ersignal-Übergabeeinheit, auf der das Steuersignal empfangen wurde, sich auf der ersten Client-Modul-Anschlussseite 51 oder der zweiten Client-Modul-Anschlussseite 52 befindet. Die Client-Modul-Kopplungseinheit 81 stellt dann den Betriebsmodus für den Telegrammdurchlauf so ein, dass die Client-Modul-Anschlussseite, auf der das Steuersignal empfangen wurde, die Client-Modul-Anschlussseite ist, deren Client-Signal-Empfangseinheit mit der Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle 821 der Client-Signal-Verarbei- tungseinheit 82 verbunden ist.

Nachdem die Client-Signal-Kopplungseinheit 82 das Steuersignal ausgewertet hat, wird das Steuersignal dann über die Client-Steuersignal-Übergabeeinheit auf der Client-Anschlussseite, auf der das Steuersignal nicht empfangen wurde, an das nächste Client-Modul weitergeleitet, das dann eine entsprechende Auswertung vornimmt, um die Client- Modul-Anschlussseite für den Telegrammempfang auf dem ersten Hinweg-Kanal zu bestimmen.

Bei der in Fig. 3 gezeigten modularen Roboter-Ausführung erfolgt die Steuersignal-Übertragung und -auswertung auf einer separaten Steuerleitungsanordnung. Das Steuersignal wird von der Server-Signal-Verarbeitungseinheit 30 der Roboterbasis 1 über die Steuersignal-Schnittstelle 33 an die Server-Steuersignal-Übergabeeinheit 23 angelegt.

Das erste aktiven Armmodul 5.1 empfängt dann mit der ersten Client-Steuersignal-Übergabeeinheit 63 das Steuersignal und leitet es an die Steuersignal-Auswerteeinheit 813 der Client-Signal-Kopplungseinheit 81 zur Steuersignalauswertung weiter. Die Steuersignal- Auswerteeinheit 813 stellt fest, dass die erste Client-Signal-Übergabeeinheit 62 das Steuersignal empfangen hat und stellt die ersten und zweiten Umschalter 811 , 812 der Client- Signal-Kopplungseinheit 81 dann auf den ersten Betriebsmodus ein, bei dem die erste Cli- ent-Signal-Empfangseinheit 61 mit der Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle 821 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 und die zweite Client-Signal-Sendeeinheit 72 mit der Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle 822 der Client-Signal-Verarbeitungseinheit 82 verbunden sind.

Die Client-Steuersignal-Auswerteeinheit 813 des ersten aktiven Armmoduls 5.1 legt dann das Steuersignal an die zweite Client Steuersignal-Übergabeeinheit 73 an, worauf das zweite aktive Armmodul 5.2 dann wiederum mit der ersten Client-Steuersignal-Übergabe- einheit 63 das Steuersignal empfängt. Das zweite aktive Armmodul 5.2 nimmt dann eine entsprechende Auswertung des Steuersignals vor und stellt dann den Betriebsmodus, hier wiederum den ersten Betriebsmodus, ein und leitet dann das Steuersignal weiter. Alle nachgeschalteten aktiven Armmodule gehen entsprechend vor und legen so den Betriebsmodus der Client-Signal-Kopplungseinheit 81 ein.

Das Steuersignal kann dabei ein einfaches High-Low-Pegelsignal sein. Alternativ zu einer separaten Steuersignal-Übertragungsanordnung kann das Steuersignal auch direkt auf dem ringförmigen Telegramm-Übertragungsweg angelegt werden, so dass die zusätzlichen Steuersignal-Übertragungsanordnung nicht benötigt wird. Die Steuersignal-Auswerteeinheit 813 des Client-Moduls ist dann auf der Empfangsseite mit der ersten Client-Sig- nal-Empfangseinheit 61 und der zweiten Client-Signal-Empfangseinheit 71 verbunden, auf der Ausgangsseite dann mit der ersten Client-Signal-Sendeeinheit 61 und der zweiten Cli- ent-Signal-Sendeeinheit 71 . Bei den vorstehenden Erläuterung wurde davon ausgegangen, dass nur die aktiven Armmodule 5 eine Busanschaltung aufweisen. Wenn auch die passiven Armmodule 6 eine Busanschaltung besitzen, werden die Passiven Armmodule analog zu den aktiven Armmodulen betrieben.

Alternativ zu der in Fig. 3 gezeigten Auslegung der Client-Signal-Kopplungseinheit 81 mit 2-1 Multiplexern als Umschalter können auch andere Ausgestaltungen der Betriebsmo- dus-Einstellung vorgesehen sein. Auch besteht die Möglichkeit, dass zusätzlich bei der Betriebsmodus-Einstellung der Client-Signal-Kopplungseinheit 81 auch zusätzlich am Client-Modul angezeigt wird, auf welcher Client-Modul-Anschlussseite Telegramme auf dem ersten Hinweg-Kanal des zweikanalig ausgelegten ringförmigen Übertragungswegs empfangen werden.

Weiterhin kann das Client-Modul auch mehr als zwei Client-Modul-Anschlussseite aufweisen, wobei dann die Anzahl von Betriebsmodi des Client-Signal-Kopplungseinheit der Anzahl an Anschlussseiten entspricht. Die Client-Signal-Kopplungseinheit ist dann so ausgelegt, dass unbesehen welche der Client-Modul-Anschlussseiten mit der Server-Modul-An- schlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Modul verbunden ist, die Client-Signal-Empfangseinheit dieser Server-Modul-Anschlussseite immer mit der Signal- Verarbeitungseingangsschnittstelle der Client-Signal-Verarbeitungseinheit gekoppelt ist.

Bezugszeichenliste

1 Roboterbasis

2 Roboterarm

5 aktives Armmodul

5.1 erstes aktives Armmodul

5.2 zweites aktives Armmodul

5.3 drittes aktives Armmodul

5.4 viertes aktives Armmodul

5.5 fünftes aktives Armmodul

5.6 sechstes aktives Armmodul

6 passives Armmodul

6.1 erste passives Armmodul

6.2 zweites passives Armmodul

7 distales Ende

10 Server-Modul-Gehäuse

11 Server-Modul-Anschlussseite

13 Antriebseinrichtung

20 Server-Signal-Übergabeeinheit

21 Server-Signal-Sendeeinheit

22 Server-Signal-Empfangseinheit

23 Server-Steuersignal-Übergabeeinheit

30 Server-Signal-Verarbeitungseinheit

31 Signal-Ausgangsschnittstelle

32 Signal-Eingangsschnittstelle

33 Steuersignal-Schnittstelle

50 Client-Modul-Gehäuse

51 erste Client-Modul-Anschlussseite

52 zweite Client-Modul-Anschlussseite

60 erste Client-Signal-Übergabeeinheit

61 erste Client-Signal-Empfangseinheit

62 erste Client-Signal-Sendeeinheit

63 erste Client-Steuersignal-Übergabeeinheit

70 zweite Client-Signal-Übergabeeinheit

71 zweite Client-Signal-Empfangseinheit

72 zweite Client-Signal-Sendeeinheit 73 zweite Client-Steuersignal-Übergabeeinheit

80 Client-Busanschalteinheit

81 Client-Signal-Kopplungseinheit

811 erster Umschalter 811 1 erster Eingangsschalter

8112 erster Ausgangsschalter

812 zweiter Umschalter

8121 zweiter Eingangsschalter

8122 zweiten Ausgangsschalter 813 Steuersignal-Auswerteeinheit

82 Client-Signal-Verarbeitungseinheit

821 Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle

822 Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle

823 Signal-Verstärkungseingangsschnittstelle 824 Signal-Verstärkungsausgangsschnittstelle

Claims

Ansprüche

1 . Modulares Maschinen-Automatisierungssystem mit einem Server-Modul (1 ) und einer Mehrzahl von Client-Modulen (5), wobei das Server-Modul (1 ) ein Server-Modul-Gehäuse (10) mit einer Server-Modul-An- schlussseite (1 1 ), die eine Server-Signal-Übergabeeinheit (20) mit einer Server-Signal- Sendeeinheit (21 ) und einer Server-Signal-Empfangseinheit (22) aufweist, und eine Server-Signal-Verarbeitungseinheit (30) umfasst, wobei eine Signal-Ausgangsschnittstelle (31 )der Server-Signal-Verarbeitungseinheit (30) mit der Server-Signal-Sendeeinheit (21 ) und eine Signal-Eingangsschnittstelle (32) der Server-Signal-Verarbeitungseinheit (30) mit der Server-Signal-Empfangseinheit (22) verbunden ist, um Signale zu übertragen, wobei jedes Client-Modul (5) ein Client-Modul-Gehäuse (50) mit einer ersten Client-Mo- dul-Anschlussseite (51 ), die eine erste Client-Signal-Übergabeeinheit (60) mit einer ersten Client-Signal-Sendeeinheit (61 ) und einer ersten Client-Signal-Empfangseinheit (62) aufweist, einer zweiten Client-Modul-Anschlussseite (52), die eine zweite Client-Signal-Übergabeeinheit (70) mit einer zweiten Client-Signal-Sendeeinheit (71 ) und einer zweiten Cli- ent-Signal-Empfangseinheit (72) aufweist, und einer Client-Busanschalteinheit (80), die eine Client-Signal-Kopplungseinheit (81 ) und eine Client-Signal-Verarbeitungseinheit (82) aufweist, umfasst, wobei eine Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle (821 ) und eine Signal-Verarbei- tungsausgangsschnittstelle (822) der Client-Signal-Verarbeitungseinheit (82) mit der Cli- ent-Signal-Kopplungseinheit (81 ) verbunden ist, wobei die Client-Signal-Kopplungseinheit (81 ) mit der ersten Client-Signal-Sendeeinheit (61 ), der ersten Client-Signal-Empfangseinheit (62), der zweite Client-Signal-Sendeeinheit (71 ) und der zweiten Client-Signal-Empfangseinheit (72)verbunden ist, wobei die Client-Signal-Kopplungseinheit (81 ) in einem ersten Betriebsmodus die erste Client-Signal-Empfangseinheit (61 ) mit einer Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle (821 ) der Client-Signal-Verarbeitungseinheit (82) und die zweite Client-Signal-Sendeeinheit (72) mit einer Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle (822) der Client-Signal-Verarbeitungseinheit (82) und in einem zweiten Betriebsmodus die zweite Client-Signal-Empfangseinheit (71 ) mit der Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle (821 ) der Client-Sig- nal-Verarbeitungseinheit (82) und die erste Client-Signal-Sendeeinheit (62) mit der Signal- Verarbeitungsausgangsschnittstelle (822) der Client-Signal-Verarbeitungseinheit (82) koppelt, um Signale zu übertragen, wobei die ersten und zweiten Client-Modul-Anschlussseiten (51 , 52) eines jeden Client- Moduls jeweils mit der Server-Modul-Anschlussseite oder den ersten und zweiten Client- Modul-Anschlussseite eines weiteren Client-Moduls verbindbar ist, um die Client-Signal- Übergabeeinheit der Client-Modul-Anschlussseite des Client-Moduls mit der Server-Sig- nal-Übergabeeinheit der Server-Modul-Anschlussseite oder der Client-Signal-Übergabe- einheit der verbundenen Client-Modul-Anschlussseite des weiteren Client-Moduls zu koppeln, um Signale zu übertragen, und wobei die Client-Signal-Kopplungseinheit (81 ) in der Client-Busanschalteinheit (80) des Client-Moduls ausgelegt ist, in einem Initialisierungsmodus festzustellen, welche Client- Modul-Anschlussseite mit der Server-Modul-Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Modul verbunden ist, um in den ersten Betriebsmodus zu schalten, wenn die ersten Client-Modul-Anschlussseite (51 ) direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module mit der Server-Modul-Anschlussseite gekoppelt ist, und in den zweiten Betriebsmodus zu schalten, wenn die zweite Client-Modul-Anschlussseite (52) direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module mit der Server-Modul-Anschluss- seite gekoppelt ist.

2. Modulares Maschinen-Automatisierungssystem nach Anspruch 1 , wobei die Ser- ver-Signal-Übergabeeinheit (20) eine Server-Steuersignal-Übergabeeinheit (23), die erste Client-Signal-Übergabeeinheit (60) eine erste Client-Steuersignal-Übergabeeinheit (63) und die zweite Client-Signal-Übergabeeinheit (70) eine zweite Client-Steuersignal-Übergabeeinheit (73) aufweisen, wobei die Server-Steuersignal-Übergabeeinheit (23) mit der Server-Signal-Verarbeitungseinheit (30) und die erste und die zweite Client-Steuersignal- Übergabeeinheiten (63, 73) mit der Client-Signal-Kopplungseinheit (81 ) verbunden sind, wobei in dem Initialisierungsmodus die Server-Signal-Verarbeitungseinheit (30) ausgelegt ist, ein Steuersignal auszugeben, und die Client-Signal-Kopplungseinheit (81 ) ausgelegt ist, das Steuersignal zu empfangen und weiterzuleiten, wobei die Client-Signal-Kopp- lungseinheit (81 ) weiter ausgelegt ist, festzustellen, von welcher der Client-Signal-Überga- beeinheiten das Steuersignal empfangen wurde, um die Client-Modul-Anschlussseite, die mit der Server-Modul-Anschlussseite direkt oder über ein oder mehrere weitere Client-Module verbunden ist, als die Client-Modul-Anschlussseite festzulegen, die die Client-Signal- Übergabeeinheit mit der Client-Signal-Übergabeeinheit umfasst, auf der das Steuersignal empfangen wurde.

3. Modulares Maschinen-Automatisierungssystem nach Anspruch 2, wobei das Steuersignal ein High-Low-Pegelsignal ist.

4. Modulares Maschinen-Automatisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Client-Signal-Kopplungseinrichtung (81 ) einen ersten Umschalter (811 ) und einen zweiten Umschalter (812) aufweist, die jeweils wenigstens einen 2-1 Multiplexer umfassen.

5. Modulares Maschinen-Automatisierungssystem nach Anspruch 4, wobei die Cli- ent-Signal-Verarbeitungseinheit (82) einen Signalverstärkungspfad mit einer Signal-Verstärkungsausgangsschnittstelle (824) und einer Signal-Verstärkungseingangsschnittstelle (823) aufweist, wobei der erste Umschalter (81 1 ) einen ersten Eingangsschalter (81 11 ) und einen ersten Ausgangsschalter (81 12) und der zweite Umschalter (812) einen zweiten Eingangsschalter (8121 ) und einen zweiten Ausgangsschalter (8122) umfasst, wobei ein erster Eingang des ersten Eingangsschalters (811 1 ) mit der erste Client-Signal-Empfangseinheit (61 ), ein zweiter Eingang des ersten Eingangsschalters (8111 ) mit der zweiten Client-Signal-Empfangseinheit (71 ) und ein Ausgang des ersten Eingangsschalters (81 11 ) mit der Signal-Verarbeitungseingangsschnittstelle (821 ) der Client-Signal-Verarbei- tungseinheit (82) verbunden sind, wobei ein erster Eingang des zweiten Eingangsschalters (8121 ) mit der zweiten Client-Signal-Empfangseinheit (71 ), ein zweiter Eingang des zweiten Eingangsschalters (8121 ) mit der ersten Client-Signal-Empfangseinheit (61 ) und ein Ausgang des zweiten Eingangsschalters (8121 ) mit einer Signal-Verstärkungseingangsschnittstelle (823) der Client-Signal-Verarbeitungseinheit (82) verbunden sind, wobei ein Eingang des ersten Ausgangsschalters (8112) mit einer Signal-Verstärkungsaus- gangsschnittstelle (824) der Client-Signal-Verarbeitungseinheit (82), ein erster Ausgang des ersten Ausgangsschalters (8112) mit der ersten Client-Signal-Sendeeinheit (62) und ein zweiter Ausgang des ersten Ausgangsschalters (8112) mit der zweiten Client-Signal- Sendeeinheit (72) verbunden sind, und wobei ein Eingang des zweiten Ausgangsschalters (8122) mit der Signal-Verarbeitungsausgangsschnittstelle (822) der Client-Signal-Verarbeitungseinheit (82), ein erster Ausgang des zweiten Ausgangsschalter (8122) mit der zweiten Client-Signal-Sendeeinheit (72) und ein zweiter Ausgang des zweiten Ausgangsschalter (8122) mit der ersten Client-Signal-Sendeeinheit (62) verbunden sind.

6. Modulares Maschinen-Automatisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ausgebildet als modularer Roboter (10) mit einem Roboterarm aus einer Mehrzahl von Armmodulen, wobei eine oder mehrere Armmodule jeweils ein Client-Modul (5) bilden.

7. Modulares Maschinen-Automatisierungssystem nach Anspruch 6, ausgebildet als modularer Roboter (10), wobei die Mehrzahl von Armmodulen aktive Armmodulen und passive Armmodule sind, wobei die aktiven Armmodule jeweils eine Antriebseinrichtung (13) aufweisen, mittels der ein daran anschließbares weiteres Armmodul geschwenkt, gedreht und/oder rotiert werden kann.

8. Modulares Maschinen-Automatisierungssystem nach Anspruch 7, ausgebildet als modularer Roboter (10), wobei im aktiven Armmodul die erste Anschlussseite relativ gegenüber der zweiten Anschlussseite um eine Rotationsachse steuerbar verdrehbar ausgelegt ist, wobei die erste Anschlussseite um die Rotationsachse rotierbar am Armmodul eingerichtet und die zweite Anschlussseite drehtest am Armmodul angeordnet ist.

9. Modulares Maschinen-Automatisierungssystem nach Anspruch 8, wobei das aktive Armmodul eine Rotationsübertragungseinrichtung für Signale, Energie und/ oder Fluid aufweist, um die erste Anschlussseite optisch, elektrisch und/oder fluidisch mit der zweiten Anschlussseite zu verbinden.

10. Client-Modul für ein modulares Maschinen-Automatisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9.