12.02.2009 | Autor / Redakteur: Arnold Puzik und Manuel Drust / Rüdiger Kroh
Vor diesem Hintergrund wendet das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) die folgende vereinheitlichte Vorgehensweise an: Ausgehend vom Bauteil oder der Programmierung der Roboterbahnen sind die Sollbahnen bekannt. Für eine aktive Kompensation wird die absolute Messung des realen Systemverhaltens und die Identifikation der Modellparameter durchgeführt. Dies dient sowohl zur Messung der statischen Abweichungen als auch der aus dem jeweiligen Bearbeitungsprozess resultierenden dynamischen Einflüsse. Mit den Messungen und dem ermittelten Modell kann die aktuelle Position überprüft und korrigiert werden.
Die jeweiligen Phasen beinhalten die Anwendungen der erforderlichen Zusatzsysteme. Externe Messtechnik macht das Systemverhalten beobachtbar und initialisiert die weiteren Phasen des Systems. Zu diesen gehört die Identifikation des Robotermodells oder die Kompensation durch eine zusätzliche Aktorik, die – um genau zu agieren – aus hochgenau positionierbaren Linear- oder Piezoaktoren bestehen kann.
Um den stetig wachsenden Anforderungen bearbeitender Prozesse gerecht zu werden, hat sich das IPA die Steigerung der Positioniergenauigkeit von Industrierobotern zur Aufgabe gemacht. Es verfügt durch die mit Robotern, Sensoren, Greifern und Messsystemen ausgestatteten Labore über gute Voraussetzungen, um intelligente Kompensationssysteme für den hochgenauen Robotereinsatz zu entwickeln. Für die Umsetzung und die Überprüfung können Lasertracker und alternative Lasermesssysteme eingesetzt werden, die Fehler des Robotersystems messbar machen und die Verifizierung des Systems ermöglichen, wie in Bild 1 und 2 gezeigt wird.
Die in Bild 3 vorgestellte Vorgehensweise als Regelsystem von Eingangsgrößen aus der Beobachtung des Systemverhaltens bietet eine Perspektive, klassische Robotersysteme für hochgenaue Industrieprozesse nutzbar zu machen. Die jeweiligen Einzelkomponenten können flexibel auf die individuellen Prozess- und Einsatzbedingungen eingesetzt werden. Die Verifikation der gemessenen oder berechneten Eingangsgrößen mit gleichzeitiger Echtzeitkompensation durch aktive Ausgleichsaktorik, mechanische Modellierung und Kompensationsmodelle lässt eine kompensierte Roboterbahn zu, die den morgigen Anforderungen hochgenauer Bearbeitung gerecht wird.
Dipl.-Ing. Arnold Puzik und Dipl.-Ing. Manuel Drust sind wissenschaftliche Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart.
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