Entwicklung einer prädiktiven Vorsteuerung für einen nachgiebig angebrachten Roboterendeffektor

Abstract

In den Montagehallen von morgen werden immer mehr Prozesse hoch-automatisiert durch Industrierroboter ausgeführt. Roboter bieten Vorteile in der Präzision, Geschwindigkeit, Arbeitszeit und der Wiederholungsgenauigkeit der durchgeführten Tätigkeiten. Jedoch sind manche dieser Vorteile durch externe Faktoren eingeschränkt. Beispielsweise müssen Montageroboter an Montagestraßen warten, bis das von ihnen bearbeitete Bauteil (z. B. eine Fahrzeugkarosse) an- und zur Ruhe gekommen ist, bevor sie ihre Tätigkeit automatisiert beginnen können. Menschen können mithilfe der Wahrnehmung ihrer Umwelt Ungenauigkeiten und Ungereimtheiten erkennen, analysieren und sich auf die Behebung des Problems einstellen. Daher werden immer mehr Robotermontagesysteme mit Sensoren zur Umweltwahrnehmung ausgestattet. Ausgangspunkt dieser Arbeit ist ein roboterbasiertes Montagesystem zur automatisierten Anbringung von Rädern an Fahrzeugkarossen in der Fertigungsstraße. Es erkennt durch eine integrierte Kamera automatisch die Radnabenbohrungen und steuert den Roboter und die Schraubwerkzeuge so an, dass die Räder automatisch angeschraubt werden können. Zwar war durch vorangegangene Arbeiten weitgehend die volle Funktionsfähigkeit erreicht, jedoch bestehen Probleme beim Schwingungsverhalten des Werkzeugs. In dieser Arbeit wurde eine modellbasierte prädiktive Vorsteuerung entwickelt, die durch geeignete Ansteuerung des Roboters diesen Schwingungen entgegenwirken sollte, um somit die Bahntreue zu verbessern.