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Automatisierte Programmierung von Robotern und Prozessen

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Die Karossen bewegen sich während der Markierung kontinuierlich weiter

Mit der jüngsten Installation kam eine neue Herausforderung hinzu, denn die Karossen bewegen sich während der Markierung kontinuierlich weiter. Um Platz und Kosten zu sparen, sind die Roboter fest montiert und müssen die Bewegung der Karossen selbst ausgleichen. Die im Line-Tracking gängige Transformation der Koordinatensysteme zum Ausgleich der Förderbewegung ist nicht möglich, weil es in dieser Anwendung unweigerlich zu Kollisionen zwischen Werkstück und Roboter kommen würde. Stattdessen kompensieren „intelligente“ Roboterprogramme diese Bewegungen des Werkstücks selbst.

Um diese Roboterprogramme zu erzeugen, plant die Software jedoch nicht im klassischen sechsdimensionalen Zustandsraum, sondern in viel höheren Dimensionen: Typisch sind 19-, 37- oder 73-dimensionale Zustandsräume. Dahinter steht, dass durch die zeitliche Veränderung der Zelle nicht nur wie üblich die Stellungen der unterschiedlichen Achsen geplant werden müssen, sondern auch deren Geschwindigkeiten und Beschleunigungen und die Zeit selbst. Der übliche Zustandsraum C(x) erweitert sich durch die Zeit auf C(t, x(t)) und durch die Berücksichtigung von Geschwindigkeit und Beschleunigungslimits auf C(t,x(t),dx(t)/dt, d2x(t)/dt2). Mit jedem der n Roboter mit überlappendem Arbeitsraum addieren sich die Dimensionen zu n·(3·6)+1. Auch dort stehen wieder nur Sekunden für die Planung und Programmierung der Roboter zur Verfügung. Um Schwankungen der Bandgeschwindigkeit ausgleichen zu können, werden die automatisch generierten Programme mit Zusatzinformationen versehen, mit denen die Roboter ihre Bahn in vorab geplanten, sicheren Bereichen adaptieren können.

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Außer den beschriebenen Anwendungen ermöglicht diese erweiterte Planung das automatische oder vereinfachte Programmieren und Validieren von Anwendungen im Line-Tracking mit und ohne Zusatzachsen, oder von Anwendungen mit mehreren Robotern im selben Arbeitsraum (Bild 3). Unter anderem sind damit schon beim Zelldesign potenzielle Einsparungen an der Hardware und der Zellengröße möglich.

* Dr.-Ing. Christof Eberst ist Geschäftsführer der Convergent Information Technologies GmbH in 4053 Haid (Österreich)

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