Methodik zur Auslegung eines rekonfigurierbaren Robotersystems für moderne Applikationsszenarien

Die Einsatzmoglichkeiten von Industrierobotern haben sich seit der ersten Roboterapplikation in der Produktionslinie von GM in den USA im Jahr 1961 erheblich weiterentwickelt. Immer komplexere Aufgabenstellungen und Anforderungen an Industrieroboter, sowie standig steigende Produkt- und Variantenvielfalt in einem immer kurzer werdenden Produktlebenszyklus, haben einen Bedarf an rekonfigurierbaren Robotersystemen zur Folge. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, sind konventionelle Robotersysteme, mit festen kinematischen und dynamischen Dimensionen, teils ungeeignet und stellen die Anforderung rekonfigurierbar zu sein. Zusatzliche Sensoren und Aktoren erweitern zudem die Einsatzmoglichkeiten. Am ZeMA werden im Rahmen des EU Forschungsprojektes FourbyThree (no 637095) verschiedene Szenarien untersucht, indem der Roboter zur Durchfuhrung verschiedener Applikationen, wie Schrauben, Schweisen, Nieten und Handhaben, eingesetzt wird. Jede Applikation stellt unterschiedliche Anforderungen an das Robotersystem. Der Schweisprozess benotigt eine hohe Bahngenauigkeit sowie die Moglichkeit zur sensorischen Nachfuhrung der Bahndaten. Der Nietprozess erfordert eine hohe Pose-Genauigkeit und programmierbare Nachgiebigkeit. Ein Konzept fur den Aufbau eines rekonfigurierbaren aber gleichzeitig genauen Robotersystems wird in FourByThree Projekt entwickelt. Durch modulare Elemente soll der aufgebaute Roboter auf die variierende Arbeitsraume und Prozesskrafte schnell reagieren konnen. Dazu wird im ersten Schritt das zu montierende bzw. handhabende Produkt analysiert, danach wird der Prozess naher betrachtet. Die gewonnenen Informationen und Randbedingungen aus der Produkt- und Prozessanalyse sind die Bausteine fur das Konzipieren und Entwickeln des Betriebsmittels. Der entwicklte Manipulator dieses Robotersystems ist modular, einfach zu rekonfigurieren und weist Adaptions- und Anpassungsfahigkeiten an die verschiedenen Aufgaben auf. Im Rahmen dieses Papers wird eine Methodik zum Auslegen eines rekonfigurierbaren Robotersystems vorgestellt.