Intuitives Roboterprogrammieren durch "Zeigen" und aufgabenorientierte Navigation für die flexible Schweißfertigung von Kleinserien
Final Report Abstract
Wenn es darum geht, sich dynamisch an Marktveränderungen anzupassen, stellt die zunehmende Individualisierung und Komplexität von Produkten und Produktvarianten sowie abnehmende Produktlebenszyklen eine Herausforderung für produzierende Unternehmen dar. Die Fähigkeit, schnell und flexibel auf veränderte Marktbedürfnisse reagieren zu können, bedeutet oftmals einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil. Daher sind besonders für die Klein- und Kleinstserienfertigung neue, innovative Fertigungskonzepte gefragt, um die Herausforderungen der Globalisierung meistern zu können. Ein Konzept für die individuelle, kundenspezifische Kleinserienfertigung mit Fertigungsmitteln aus der Massenproduktion zu erarbeiten ist das primäre Ziel der vorliegenden Arbeit. Hierzu wurde prototypisch ein möglicher Einsatz von Robotern in einer werkstattorientierten Fertigung vorgestellt. Dazu wurde ein neuartiges Konzept entwickelt, welches vom derzeitigen Stand der Produktions- und Automatisierungstechnik in der Klein- und Kleinstserienfertigung ausgeht und das eine Zusammenarbeit von Mensch und Roboter in einem gemeinsamen Interaktionsraum vorsieht. Dieses Konzept besteht aus dem intuitiven Programmieren der Robotertrajektorien mit einem 6D-Zeiger, der nutzerorientierten Zuordnung der Prozesstechnologie, der Programmgenerierung und der automatischen Generierung von Roboter- Arbeitsprogrammen. Die technische Machbarkeit wurde in einer Pilotanlage bestehend aus einem Flächenportalroboter mit Industrieroboter verifiziert und beispielhaft an einem Schweißprozess erprobt. Damit konnte die Möglichkeit einer intuitiven Programmierung von Robotertrajektorien durch Zeigen an beliebig im Arbeitsraum verteilten Werkstücken nachgewiesen werden. Die Prozesszuordnung und Parametrisierung wurde mittels eines tragbaren Computersystems umgesetzt. Das vorgestellte System ermöglicht eine kooperative Interaktion zwischen Mensch und Roboter. Durch die Einbeziehung von Synergien konnten Ungenauigkeiten beim Programmieren durch Zeigen kompensiert werden. Aufgrund des modularen Aufbaus ist eine Übertragbarkeit des vorgestellten Systems möglich.
Publications
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