Quantifizierung der Störeinflüsse bei Fügeaufgaben mit impedanzgeregelten Robotern

Abstract

Die Nutzung von Industrierobotern für Montageanwendungen wird durch eine Vielzahl zu beherrschender Unsicherheiten erschwert. Um hier den Einsatz von impedanzgeregelten Leichtbaurobotern zu unterstützen, wird in der vorliegenden Arbeit ein bestehender Planungsalgorithmus erweitert, welcher Fügevorgänge unter Berücksichtigung von Unsicherheiten automatisch plant. Es können weitere Unsicherheiten einbezogen und dadurch entscheidende Fügeparameter automatisch so gewählt werden, dass die Wahrscheinlichkeit für einen erfolgreichen Fügevorgang maximiert wird. Zur genaueren Abschätzung der beim DLR-Leichtbauroboter auftretenden Positionsunsicherheiten werden zudem erstmals statische Positionsfehler detailliert untersucht, die bei aktiver Impedanzregelung des Roboters entstehen und durch Lagerreibung und Messfehler der Drehmomentsensorik in den Gelenken verursacht werden. Es kann ein starker systematischer Zusammenhang zwischen den gewählten Betriebsparametern - insbesondere der Reglersteifigkeit - und der Größe der Abweichungen gezeigt werden. Aufgrund allgemeiner Nutzungshäufigkeiten dieser Betriebsparameter werden resultierende Auftretenshäufigkeiten der Größe des Fehlers ermittelt. Zudem wird eine allgemeingültige Aussage über die maximale Größe der statischen, reibungsbedingten Fehler hergeleitet. Durch Umformulierung werden die dadurch ermittelten Maximalabweichungen pro Gelenk für die Kinematik des Leichtbauroboters auf die kartesische Ebene transformiert, wodurch ein Fehlerraum am Endeffektor des Roboters angegeben werden kann.