Prozess- und anlagenintegrierte Positionsmessung

 

Bei verschiedenen Robotern wie zum Beispiel sechs-achs Industrierobotern (IR) können die physikalischen Grundlagen der Bewegung durch die Kinematik beschrieben werden. Das tatsächliche dynamische Verhalten folgt aus der zusätzlichen Betrachtung der wirkenden Kräfte und Massen. Die wirkenden Kräfte werden hier von verschiedenen Aktoren wie zum Beispiel Elektromotoren erzeug. Dabei wird die Position der Motoren mit Hilfe von Encodern gemessen und dient anschließend als Grundlage für die Berechnung der TCP Position des Roboters. Die durch die Gelenksteifigkeiten verursachten Schwingungen können jedoch von den Encodern nicht gemessen werden, da sie in der kinematischen Kette nach der Messung der Motorposition erfolgen, was zu einer fehlerbehafteten Positionsberechnung führt.
Diese Fehler sind schwer zu modellieren und können, solange sie nicht messbar sind, nur bedingt in die Positionsregelung miteinbezogen werden.
Aus diesem Grund beschäftigt sich Gruppe Digital Photonic Production mit Erprobung verschiedener industrieller und experimenteller Sensoren zur prozess-integrierten Positionsbestimmung des TCP bei der Lasermaterialbearbeitung.

Dabei wird die Nutzbarkeit verschiedener Sensoren analysiert, Ansätze zur Sensordatenauswertung und Sensorfusion geprüft und die daraus entstehenden Gesamtkonzepte auf die industrielle Anwendung evaluiert.

Forschungsschwerpunkte

  • Erprobung verschiedener Sensoren für Messung der TCP-Position bei der Lasermaterialbearbeitung
  • Experimentelle Ermittlung der prozessspezifisch notwendigen Sensorauflössung
  • Untersuchung von Ansätzen zur Sensorfusion
  • Evaluation der Konzepte für die industrielle Anwendung