Mobile Manipulatoren bewähren sich in der Luftfahrtindustrie

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Valeri-System benötigt höhere Flexibilität

Großbauteile werden heute an einer feststehenden Fertigungszelle in der Produktion von Menschen bearbeitet. Über mehrere Tage hinweg montieren und prüfen Arbeitskräfte die Bauteile in mehreren Schichten. Spezialisierte, stationäre Robotersysteme sind in einem solchen Produktionsumfeld nicht wirtschaftlich. Das soll sich zukünftig ändern: Ein mobiler Roboter kann ähnliche Aufgaben an mehreren Arbeitsplätzen übernehmen. Deshalb benötigt das Valeri-System höhere Flexibilität im Vergleich zu traditionellen stationären Industrierobotern.

Das Projekt hat sich auf drei exemplarische Aufgaben konzentriert: das Auftragen der Dichtmasse entlang einer Nut, das Kontrollieren im Anschluss und das Prüfen geflochtener CFK-Bauteile. Während die ersten zwei Anwendungen eng miteinander verbunden sind, hat das Valeri-Konsortium eine dritte Anwendung ausgewählt, um die allgemeine Flexibilität des Systems zu zeigen. Der Roboter ist in der Lage, Werkzeuge zu wechseln. Dazu lässt sich die Programmierung zur Ausführung von völlig neuen Prozessen schnell und intuitiv vornehmen.

Individuelle Technologien, hochintegriertes System

Zu Beginn des Projekts hat Kuka einen schon vorhandenen Omni-Rob-Roboter so angepasst, dass seine Reichweite für das Spektrum der vorgesehenen Aufgaben geeignet ist. Beispielsweise ergänzten die Experten die Plattform durch eine drehbare, vertikale Linearachse, sodass der komplette Roboter zwölf Freiheitsgrade und eine menschenähnliche Reichweite besitzt. Die Koordinierung eines solch hyperredundanten Systems zur Abstimmung aller Bewegungen - echte mobile Manipulation - war notwendig, damit der Valeri-Roboter sich intuitiv programmieren lässt und seine Aufgaben erfüllen kann.

Bediener führt den Roboter intuitiv

Die Forscher vom Fraunhofer-IFF in Magdeburg entwickelten taktile Sensoren und ein kamerabasiertes Arbeitsraumüberwachungssystem als Sicherheitstechnologien für die direkte Mensch-Roboter-Kollaboration. Die taktilen Sensoren erkennen Berührungen: Sobald eine biomechanische Belastungsgrenze erreicht wird, stoppt der Roboter. Zuvor ermittelten die Forscher maximal zulässige Geschwindigkeiten für den Roboter. Diese Daten sind für die weltweite Robotik sehr wichtig – sie helfen bei der Validierung kollaborierender Roboter mit Sicherheitsmaßnahmen zur Kraft-und-Leistungsbegrenzung. Außerdem können die taktilen Sensoren für die haptische Interaktion mit dem Roboter verwendet werden. Anwenderstudien haben bestätigt: Der Bediener führt den Roboter intuitiv und einfach so, wie er sich bewegen soll.

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Stand vom 15.04.2021

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