Roboter Selbstlernender Roboter mit sensorischem Tastsinn

Autor / Redakteur: Uwe Seip und Hans P. Fritsche / Mag. Victoria Sonnenberg

Die Kombination eines Kraft- und eines Drehmomentsensors macht es möglich, dass Roboter „eigenständig“ auf äußere Kräfte reagieren: Beim Bearbeiten und Handhaben von Werkstücken passen sie ihre Geschwindigkeit oder Bahn den Gegebenheiten an.

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Werkstückführender Roboter: Das Funktionspaket Integrated Force Control ermöglicht Robotern adaptive Bewegungssteuerungen in Echtzeit.
Werkstückführender Roboter: Das Funktionspaket Integrated Force Control ermöglicht Robotern adaptive Bewegungssteuerungen in Echtzeit.
(Bild: ABB)

Mit steigender Leistungsfähigkeit übernehmen Industrieroboter mehr und mehr Tätigkeiten, die bisher dem Menschen vorbehalten waren. Wahrnehmen und sinnvoll reagieren oder vorausschauend agieren ist eine typisch menschliche Kompetenz. Jetzt ist es ABB-Entwicklern gelungen, den menschlichen Tastsinn bei Bearbeitungen wie Sägen, Fräsen oder Schleifen nachzubilden.

Bei den Verfahren der mechanischen Bearbeitung unterscheidet man zwischen werkzeug- und werkstückgeführten Prozessen. In beiden Fällen ist qualitätsentscheidend, dass immer der gleiche Anpressdruck wirkt und die relative Geschwindigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück situativ anpasst wird – zum Beispiel beim Gussputzen. Hier liegt die Herausforderung, denn solche Prozesse sind manuell nicht zu leisten.

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Integrated Force Control erleichtert Umgang mit Robotern

Stetiges Halten und Anpressen führen zu körperlicher Ermüdung und damit zu nachlassender Bearbeitungsqualität bis hin zu Ausschuss. Zudem stellen Lärm sowie die beim Fräsen oder Schleifen anfallenden Späne und Stäube erhebliche Gesundheitsrisiken dar, die umfangreiche Schutzmaßnahmen erfordern. Das sind nur einige der Gründe, auf robotergestützte Automation umzustellen. Allerdings sind konventionelle Roboter hierzu nur bedingt geeignet. Deshalb hat ABB das Konzept der Integrated Force Control entwickelt. Es erleichtert Anwendern das Bedienen und Programmieren von Robotern in komplexen Bearbeitungsprozessen; und es ermöglicht das „selbstlernende“ Anpassen des Roboters von Anpresskraft oder Geschwindigkeit an sich verändernde Bedingungen. Die betriebliche Praxis und die Funktion zeigt das folgende Beispiel. Aluminiumgusslegierungen zählen zu den bevorzugten Leichtbaustoffen im Automobilbau. Die in Garching bei München ansässige MWS Garching GmbH hat sich auf die Produktion einbaufertiger Aluminiumgussteile spezialisiert. Typische Komponenten sind Motorträger, Differenzialgehäuse und Ölwannen.

Als international anerkannter Markt- und Technologieführer bei Aluminiumsandguss beliefert das Unternehmen nahezu alle namhaften Automobilhersteller. Gegenüber dem Aluminiumdruckguss bietet der Sandguss erhebliche Vorteile hinsichtlich Formgebung und Prozessgestaltung – auch während der Bauteilentwicklung. Denn im Gegensatz zum Druckguss benötigt dieses Verfahren keine zeit- und kostenaufwendigen Stahlgussformen oder Werkzeuge. Dadurch lassen sich Änderungen der Bauteilgeometrie sofort realisieren. Zudem erlaubt Sandguss ein schnelles Reagieren auf Nachfrageänderungen sowie das wirtschaftliche Herstellen selbst kleinster Losgrößen.

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