Konzeption und Realisierung einer sensitiven Montageaufgabe basierend auf einem Handhabungsgerät und intelligenter Sensorik für den Wickelprozess endloser Gummidichtungen

Abstract

Immer mehr Aufgaben in der Produktion werden von Industrierobotern übernommen. Die steigende Komplexität der Produktionsprozesse und Produkte stellt den Robotereinsatz vor große Herausforderungen, sodass positionsgeregelte Robotersysteme sowie Sensorsysteme mitunter an ihre Grenzen stoßen. Der Einsatz von kraftgesteuerten bzw. sensitiven Robotersystemen stellt eine mögliche Lösung der Problematik dar. Er verringert das Problem von Messungenauigkeiten und großen Toleranzen bei der Umsetzung von komplexeren Produktionsaufgaben und erfordert keine genaueren Informationen über die Roboterumgebung. Bei sensitiven Robotersystemen werden mittels integrierter Drehmomentsensoren externe Kräfte bzw. Drehmomente überwacht, um die Roboterbewegungen anzupassen. Die Ermittlung der externen Kräfte sowie die moderne Regelstruktur ermöglichen außerdem ein vordefiniertes dynamisches Roboterverhalten und damit die direkte Interaktion des Roboters mit der Umgebung. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methodik zur Umsetzung komplexer Montageaufgaben mithilfe eines sensitiven Robotersystems vorgestellt. Dabei werden die wesentlichen Funktionen und Methoden für den effizienten Einsatz und die effiziente Inbetriebnahme der Hauptkomponenten eines sensitiven Robotersystems entwickelt. Die Methodik wird am Beispiel der sensitiven Wickelapplikation einer endlosen Gummidichtung erprobt und validiert.

Industrial robots are becoming more widely used in manufacturing tasks. The increasing complexity of production processes and products poses great challenges for the use of robots, so that position-controlled robot systems and sensor systems sometimes reach their limits. The use of force-controlled or sensitive robot systems represents a possible solution to the problem. It reduces the problem of measurement inaccuracies and large tolerances when implementing more complex production tasks and does not require more precise information about the robot environment. In the case of sensitive robot systems, the external forces or torques are monitored by means of integrated torque sensors in order to adapt the robot movements. The determination of the external forces as well as the modern control structure also enable a predefined dynamic robot behavior and thus the direct interaction of the robot with the environment. In this thesis a methodology for the implementation of complex assembly tasks with the help of a sensitive robot system is presented. Thereby the essential functions and methods for the efficient use and commissioning of the main components of a sensitive robot system are developed. The methodology is tested and validated on the example of the sensitive winding application of a endless rubber seal.