Systemer til planlægning og udførelse – optimal forudsigelig styring af robotassisterede produktionsprocesser

Produktionstrin som polering, slibning eller rensning af komponenter med komplekse friform oveflader er nødvendige, for at opnå den ønskede kvalitet af et produkt. Dog er disse processer monotone og fysisk anstrengende for mennesker. Produktionskvaliteten afhænger meget af menneskets erfaring og træthed. Nuværende robotløsninger til denne slags processer kræver omhyggelig og tidskrævende programmering. Især i high-mix-low-volume (HMLV)-produktionen er automatiseringen af disse processer urentable og de forekommer tit i SMV’er.

For at optimere automatiseringen af denne slags opgaver, har Chair of Automatik Control, ACON, ved Kiel University (CAU) udviklet en robotcelle, der udfører disse opgaver ved hjælp af en robotarm uden at kende friformens nøjagtige geometri. Denne demonstrator udgør et automatiseringskoncept for HMLV-produktionen, der bygger på koncepter fra den modelprædiktive regulering og differentialgeometrien, for at planlægge robotarmens bevægelser og at styre interaktionskraften mellem værktøjet og arbejdsemnet.

På baggrund af collaborative behaviour, reguleringsstrategier og laserafstandssensorer kan robotarmen bearbejde arbejdsemnet med altid samme kraft, medens værktøjet konstant føres lodret til arbejdsemnets overflade.

Arbejdsemnets geometri bliver rekonstrueret under bearbejdningen, hvilket gør det muligt at optimere robotarmens bevægelser.

Denne robotcelle er dermed meget velegnet til virksomheder, der fremstiller metal- eller plastkomponenter med komplekse former eller individuelle komponenter i lave styktal. Andre anvendelser, som fx rensning af skibsskrog eller målingen af store ubekendte geometrier er mulige og viser, hvor alsidig denne tilgang er, også for store strukturer.

Forskningen i og udviklingen af denne demonstrator fortsætter løbende og med tæt kontakt til virksomheder indenfor og udenfor Interreg programregionen, der bidrager med værdifuldt feedback til yderligere forbedringer.