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Basisseminar RWTH AachenSo läuft's zwischen Mensch und Maschine

RWTH Aachen Basisseminar

Im Basisseminar „Mensch-Roboter-Kollaboration“ des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen sollen Grundlagen im Bereich Mensch-Roboter-Kollaboration vermittelt werden, außerdem wird analysiert, welcher Roboter zu welchem Anwendungsfall passt.

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RobotertechnikProgrammieren mit Gefühl

Innovative Roboterprogrammierung reduziert Kosten
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Die Bewegungsabläufe von Industrierobotern zu programmieren, ist noch immer zeitaufwändig und teuer. An der Universität Hannover wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem ein virtueller Roboterarm auf dem Monitor in den gewünschten Bahnen bewegt wird. Per Eingabestift zeigt man der Robotersteuerung, wo es lang gehen soll.

In vielen Branchen kann man heute Industrieroboter finden, die schweißen, nieten und kleben. Diese Abläufe zu programmieren, ist jedoch nach wie vor recht aufwändig. Für Abhilfe sorgt ein neuartiges Programmierverfahren des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Universität Hannover. Gemeinsam mit namhaften Industrieunternehmen werden zur Zeit Lösungen für das Punktschweißen sowie das Auftragen von Klebstoff beim Einsetzen von Windschutzscheiben entwickelt. Auch andere Szenarien wie das Entgraten von Bauteilen in der Flugzeugfertigung kommen für das Verfahren des IFW in Frage.

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„Die Roboter-Programmierung der Zukunft wird durch unser Verfahren einfacher und intuitiver werden. Die Fehlerhäufigkeit nimmt ab und die Fertigungskosten für wichtige Branchen wie die Automobil- und Luftfahrtindustrie und den Werkzeugmaschinenbau sinken spürbar“, ist Institutsdirektor Professor Dr.-Ing. Berend Denkena überzeugt. Am Projekt sind Industrieunternehmen aus den Bereichen Automobilbau, Simulation und Robotersteuerung beteiligt.

Im Projekt „Innovative Roboter-Programmierung“ (Iroprog) beschreiten die Wissenschaftler des IFW neue Wege: Der Benutzer sieht eine wirklichkeitsgetreue dreidimensionale Arbeitsumgebung auf dem Bildschirm. Mit Hilfe eines frei beweglichen Eingabestifts kann er einen virtuellen Roboterarm auf den Bahnen bewegen, denen der reale Roboter später folgen soll. Die Programmierumgebung übernimmt diese Daten und glättet außerdem noch mögliche „Zitterlinien“ der menschlichen Hand.

Simulierte Bewegung im dreidimensionalen Raum

Bislang ist die Roboterprogrammierung mit viel Aufwand verbunden. „Während ein Mensch seine Arme mühelos in mehrere Richtungen drehen kann, ist es dagegen sehr schwierig, einen Roboterarm so zu steuern, wie er sich später in der realen Fabrik bewegen soll“, erklärt Professor Denkena. „Maus und Tastatur wurden nur für Bewegungen in der Ebene ausgelegt. Daher sind viele zusätzliche Berechnungen für den dreidimensionalen Raum nötig.“

Als weiterer Nachteil herkömmlicher Programmiertechniken erweist sich, dass Zusammenstöße mit Hindernissen in der Arbeitsumgebung des Roboters erst erkannt werden, wenn die Bewegungsbahnen schon festgelegt sind. Nicht so bei dem Verfahren des IFW: Stößt der virtuelle Roboterarm gegen ein Hindernis, spürt der Benutzer über den Eingabestift ganz real einen Widerstand, der per Kraftrückkopplung erzeugt wird. Doch solche Kollisionen lassen sich von vornherein verhindern, denn der Benutzer kann eine „helfende Hand“ aktivieren. Dann hält ihn eine Kraft davon ab, bestimmte Toleranzbereiche zu verlassen. So reduziert sich das Risiko von Komplikationen und nachträglicher Korrekturen beträchtlich. Gunthart Mau

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