Bahnplanung für fünfgliedrige Handhabungsgeräte

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Für wiederholt auftretende Arbeiten in der Fertigung wie Montage-, Schweiß- und Lackierarbeiten werden heute vielfach Industrieroboter eingesetzt. Diese Geräte bieten mit ihren 6 Freiheitsgraden eine vollständige Beweglichkeit im Raum. Für einfachere Sortier- oder Bestückungsaufgaben ist aber eine Beweglichkeit in der Ebene vollkommen ausreichend. Neben Portalsystemen oder X-Y-Tischen kann auch ein fünfgliedriges Kurbelgetriebe mit zwei gesteuerten Antrieben solche Positionieraufgaben in der Ebene erfüllen. Diese Anordnung besitzt den Vorteil, dass die Antriebsmotoren fest montiert werden können und nicht mitbewegt werden. Hierdurch eignet sich diese Struktur für hochdynamische Positionieraufgaben.

 

Am Institut steht ein Prüfstand zur Verfügung, mit dem die Ergebnisse praktisch überprüft werden können. Bei diesem Prüfstand besteht das Getriebe aus leichten Aluminiumprofilen. Die Kurbeln werden über Zahnriemengetriebe von hochdynamischen Servomotoren angetrieben. Die Regelung erfolgt mit dem Echtzeit-Regelungssystem XPC-Target, welches unter Matlab/Simulink programmierte Regelungsalgorithmen verwendet. Bei den Testläufen können eine Vielzahl von Messsignalen zum Beispiel Verläufe der Winkelfehler, Motorstrom, Vorsteuerung, Reibungskompensation betrachtet und aufgezeichnet werden. Auch können die Regelungsparameter während des Laufes verändert werden. Ziel ist es, durch eine verbesserte Regelung und eine besser auf das Handhabungsgerät abgestimmte Bahn die erreichbaren Genauigkeiten und Geschwindigkeiten zu verbessern und gleichzeitig die Belastungen des Antriebssystems zu verringern.

Forschungsschwerpunkte innerhalb dieses Projektes sind:

• Verbesserung der Analysemöglichkeiten für Kurbelgetriebe
• Erweiterung des Bahnplanungsprogramms um vorteilhafte Punkt-zu-Punkt-Bewegungen
• Filterung des Beschleunigungsverlaufes um störende Schwingungen zu vermeiden
• Weiterentwicklung der programmierten Regelung