Querschnitt 21 / Februar 2007 - h_da: Hochschule Darmstadt

Querschnitt 21
man zudem in der Lage, Toleranzen zwischen den beteiligten
robotern und dem Werkstück zu modellieren. Zur Lösung
können Optimierungsverfahren oder Lösungsverfahren für
lineare Gleichungssysteme (z. B. Singulärwertzerlegung) herangezogen
werden.
Aus Sicht der Anwender von prozesszentrierten kooperierenden
Aufgaben sind folgende Anforderungen von besonderer
Bedeutung:
A1 • Prozessbedingungen müssen sichergestellt werden
(z. B. Schweissen in Wannenlage)
A2 • Prozesstoleranzen müssen ermöglicht werden
(z. B. Schweissen in Wannenlage erlaubt ein Abweichen
von der Bahnorientierung in bestimmten Grenzen)
A3 • Kinematisch bedingte Zwangslagen (z. B. Singulari-
täten und Überschreiten von Gelenkwinkelgrenzen)
müssen vermieden werden
A4 • einzelne Achsen können priorisiert werden
(z. B. Handachsen)
A5 • Verfahren ist unabhängig von der kinematischen
Struktur und der Anzahl der beteiligten roboter
Die Anforderungen (A1) und (A2) stellen die Prozesszentrierung
heraus, die mit roboterzentrierten Ansätzen nicht oder
nur unzureichend realisiert werden können. Grundlegende
Arbeiten für solche prozesszentrierten Verfahren wurden
bereits ende der 80er Jahre am IPK Berlin entwickelt und in
letzter Zeit an den Hochschulen Magdeburg [1] und Darmstadt
[2] weiter verfeinert und entsprechende Implementierungen
vorangetrieben. Die Hochschule Darmstadt hat diese Implementierung
prototypisch in das Simulationssystem eASY-rOB
der gleichnamigen Firma integriert und beispielhafte Anwendungen
mit bis zu vier kooperierenden robotersystemen auf
der Messe AuTOMATICA 2006 gezeigt (Abbildung 1).
Diese entwicklungen wurden zum Teil von Herstellern von
Programmier- und Simulationssystemen aufgegriffen. Interessanterweise
sind es gerade die „kleinen“ Systeme, die unterstützung
bieten für diese Technologie.
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Zusammenfassend kann man festhalten, dass prozesszentrierte
Ansätze zur Programmierung von kooperativen Bearbeitungsaufgaben
gegenüber roboterzentrierten Ansätzen
deutlich flexibler sind. Prototypische Lösungen existieren zum
Teil. Der einsatz dieser innovativen Produktionstechnologie ist
derzeit anwendergetrieben.
Sollte sich der Trend zu kooperierenden Systemen durchsetzen,
werden neue Herausforderungen an die Anbieter solcher
Systeme gestellt: Die Absolutgenauigkeit der roboter wird
stärker im Fokus stehen, da sich nun Lagefehler über die Anzahl
der beteiligten Systeme akkumulieren können. Weiterhin
werden solche Systeme „relativ nah“ zueinander arbeiten, so
dass Programmierverfahren zusätzlich zu den Anforderungen
(A1) – (A5) kollisionsfreie Bewegungen generieren müssen. es
bleibt abzuwarten, inwieweit sich diese Fertigungstechnologie
durchsetzt und welche rolle hierbei roboterhersteller und
Anbieter von Programmier- und Simulationssystemen in der
Weiterentwicklung spielen.
Autor
prof. Thomas horsch lehrt robotik an der Hochschule Darmstadt
und hat sich im rahmen seines Forschungssemesters
mit kooperierenden robotersystemen beschäftigt. Weitere Forschungsschwerpunkte
sind u. a. kollisionsfreie Bewegungsplanung,
sensorgeführte roboterbewegungen sowie fortgeschrittene
Methoden der Bahnplanung und Bahninterpolation.
literatur
1 • h. Münch, J. Bargfrede: effizienter industrieller einsatz
bahnsynchron kooperierender roboter, hochschule
Magdeburg-stendal, Forschungsbericht 2001
• th. horsch: Programmierung kooperierender roboter,
hochschule Darmstadt, Forschungsbericht 2006
links
zu • www.fbi.h-da.de/~horsch
Simulationssystem eASYrOB www.easyrob.de
Projektberichte
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