Zusatzkinematik

 

Bei der roboter-basierten Lasermaterialbearbeitung wird der Laserstrahl mit Hilfe eines Roboters auf dem Bauteil positioniert. Die Position des Lasers auf dem Bauteil wird hierbei als Tool Center Point (TCP) bezeichnet. Allgemein sind industrielle Roboter so konzipiert, dass für eine Bewegung des TCP im Arbeitsraum die sechs Freiheitsgrade einer räumlichen Bewegung genutzt werden können. Bei klassischen sechs-achs-Robotern ist jedes Gelenk in der kinematischen Kette dazu da die Bewegungsfreiheit in einem der sechs Freiheitsgrade zu realisieren.
Durch ein zusätzliches Glied in der kinematischen Kette kann dem Roboter ein weiterer Freiheitsgrad hinzugefügt und so ein kinematisch redundantes System geschaffen werden. Das bedeutet zum einen können neue, vorher unmögliche Bahnen abgefahren werden die eventuell eine geringere Bahnabweichung zur Folge haben. Zum anderen kann der Laserstrahl durch die zusätzliche Achse während des Laserprozesses repositioniert werden, um etwaige Abweichungen zu kompensieren.
Die Entwicklung und Nutzung redundanter Kinematik Systeme für die Lasermaterialbearbeitung wird am Lehrstuhl für Lasertechnik untersucht.
Dabei liegt der Fokus auf der Entwicklung von Aktuatoren, mit deren Hilfe der Laserstrahl oder die gesamte Optik repositioniert werde kann. Darüber hinaus wird die Nutzung neuer, bisher nicht genutzter Robotik-Konzepte wie zum Beispiel einer mobilen Bearbeitungsplattform im Hinblick auf die Lasermaterialbearbeitung untersucht.

Forschungsschwerpunkte
- kinematische Lösungen zur Strahlpositionierung mittels Repositionierung der gesamten Optik
- kinematische Lösungen zur Strahlpositionierung durch Ablenkung des Laserstrahls
- Entwicklung neuer Robotik Konzepte für die Lasermaterialbearbeitung
- anwendungsspezifische Aktoren und Sensoren
- Regler Entwurf für die laserspezifischen Anwendungsfälle