Schätzung des Kontaktzustands bei robotergestützten Montageaufgaben

Kurzfassung

Eine Herausforderung in der robotergestützten Montage mit dem KUKA Leichtbauroboter liegt in der automatischen Beurteilung, ob ein Montageprozess erfolgreich abgelaufen ist. Im hier entwickelten Schätzverfahren wird überprüft, ob die gemessenen Drehmomente und Geschwindigkeiten mit dem angenommenen Kontaktzustand konsistent sind. Alle geometrischen Unsicherheiten in der kinematischen Kette zwischen Roboter und Umgebung werden in einem Starrkörpermodell zu einer einzigen relativen Unsicherheit zusammengefasst, die mit einer sequentiellen Monte-Carlo Methode in der Form des Bootstrap-Filters geschätzt wird. Die kinematischen Einschränkungen im Kontakt werden durch virtuelle Kontaktmanipulatoren repräsentiert. Mehrfachkontakte werden mit Methoden der Grassmann-Cayley Algebra beschrieben. Eine Validierung erfolgt mit Hilfe von analytischen Kontaktmodellen für das klassische Peg-In-Hole Problem. Mehrere Experimente wurden hierfür mit dem Leichtbauroboter durchgeführt und offline ausgewertet.