So wird ein mobiler Roboter dem Flugzeugbau gerecht

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Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)

Genauigkeitsgewinn durch abtriebsseitige Messsysteme

„Vor allem durch die Integration von speziell entwickelten abtriebsseitigen Messsystemen ist es uns gelungen, den Fehler erheblich zu minimieren", erklärt Christian Böhlmann, Gruppenleiter Integrierte Produktionssysteme. Während bei herkömmlichen Industrierobotern die Messtechnik am Motor befestigt ist, befindet sie sich bei dem neuen Roboter direkt an den Achsen. „So wissen wir immer ganz genau, wo die Achsen stehen.“

Auch auf das dynamische Verhalten des Roboters hat die abtriebsseitige Messsensorik Einfluss. Durch weitere Optimierungsschritte wie zum Beispiel die Anpassung der Reglerstruktur und Kompensation von Reibeffekten wird das Bahnverhalten laut IFAM deutlich verbessert. Erzielbar seien eine signifikante Verbesserung der Kreisform sowie eine höhere Wiederholgenauigkeit bei Kreisfahrten aus entgegen- gesetzten Richtungen.

Verschiedene Technologien tragen bei, dass sich die Bearbeitungsgenauigkeit steigern ließ. Dazu gehören die steuerungsseitige Kompensation von Haftreibeffekten der Getriebe und eine verfeinerte Kali- brierung des Roboters, die durch einmalige Messungen die reale Robotergeometrie ermittelt.

Weil die Bauteile in der Luftfahrt manchmal bis zu 20 m lang sind, war es wichtig, den neuen Roboter mobil zu gestalten. „Wir haben für den Roboter eine steife Plattform mit drei Antriebsrädern entwickelt. Dadurch kann er sich in der Produktionshalle frei bewegen und dorthin fahren, wo er gerade gebraucht wird. Sobald er seine Zielposition erreicht hat, zieht er die Räder ein und steht stabil“, sagt Böhlmann. So ermöglichen der mobile Bearbeitungsroboter und andere modular aufgebaute robotische Produktionssysteme vom Fraunhofer IFAM eine wandlungsfähige Fertigung, die nicht mehr statisch bestimmte Stationen durchläuft, sondern sich flexibel, schnell und kostengünstig an unterschiedliche Anforderungen anpasst.

Das Fraunhofer IFAM hat mehrere Robotersysteme für Bearbeitungsvorgänge und andere Prozesse entwickelt, die höchste Genauigkeit erfordern. Diese Systeme sind multifunktional einsetzbar, so Experten für Automatisierung am IFAM in Stade. So lassen sich die Manipulatoren etwa beliebig austauschen und auf individuelle Anwendungen anpassen.

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