FG Automatisierungstechnik
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Entwicklung eines modularisierten mobilen Manipulatorsystems für die flexible automatisierte Montage
(2017)
Die heutige Automobilindustrie ist durch zunehmende Individualisierungswünsche der Kunden sowie einer Verkürzung der Konjunkturzyklen gekennzeichnet. Für Fahrzeughersteller, wie der Daimler AG äußert sich diese Marktsituation in einer hohen Variantenvielfalt und Stückzahlschwankungen. Da die Ausprägungen dieser Einflüsse weitgehend unbekannt sind, muss das Produktionssystem darauf vorbereitet sein, bedarfsgerecht der Marktsituation angepasst zu werden. Diese Anpassungen müssen schnell, mit wenig Aufwand und geringen Kosten möglich sein. Wandlungsfähige Produktionssysteme gehören deshalb zu den strategischen Erfolgsgrößen für die Automobilindustrie. Innerhalb dieses Beitrags wird ein modularer, skalierbarer Produktionsbaukasten vorgestellt, der Bestandteil einer Planungs- und Entwicklungsumgebung wandlungsfähiger roduktionskonzepte ist. Die hierfür genutzte grenzwerttheoretische Entwicklungsmethodik wird erläutert und die Skalierungsmöglichkeiten des Produktionsbaukastens mit Hilfe neuer Produktionstechnologien betrachtet. Dabei zeichnet sich die Mensch-Roboter-Kooperation als wesentlicher Bestandteil wandlungsfähiger Produktionskonzepte ab. „Smarte Produktionsassistenten“ sind intelligente und sichere Roboter-Applikationen, die sich als Möglichkeit hervortun die Mensch-Roboter-Kooperation als Schlüsseltechnologie in industriellen Anwendungen zu realisieren.
Die steigende Produktvielfalt und die Anforderung nach höherer Flexibilität in der Produktion sowie nach Steigerung der Produktivität erfordern im industriellen Umfeld eine Erhöhung des Automatisierungsgrades. Vor diesem Hintergrund steigert sich der Robotereinsatz in der Industrie seit Jahren. Jedoch liegt der Automatisierungsgrad im Montagebereich immer noch auf einem niedrigen Niveau, weil entweder der hohe Zeitbedarf zur Entwicklung eines Robotersystems und/oder der hohe Aufwand zur Umsetzung ins Zielsystem hinderlich auf die Erhöhung des Automatisierungsgrads wirken. In diesem Paper wird eine neue Methode zur Entwicklung eines Robotersystems für Montageaufgabe vorgestellt. Diese Methode zielt auf Erstellung einer Montageaufgabe durch Anwendung der Erweiterten Realität (Augmented Reality, Abkürzung AR). Eine virtuelle Montageaufgabe mit virtuellen Bauteilen wird händisch ausgeführt, dadurch wird diese Montageaufgabe visualisiert dargestellt und automatisch im Zielsystem erstellt.
In this paper the use of a mobile lightweight robot is evaluated to perform an assembly task while simultaneously moving. The motion of the mobile platform results into a variable end effector position in space. The paper assesses
the existing method of placing a screw in an assembly where the location of placement is variable due to end effector movement. Experiments have been conducted to evaluate the task performance by monitoring the applied force on the
end effector, the position data and the task time. The results show that with impedance configuration, a moveable compliant robot is a possible solution for use in assembly operation.
In this paper a flexible robot system for assembly operations in a semi structured environment is proposed. The system uses a moveable robot equipped with an arbitrarily mounted 3D camera and a 2D camera on the robot gripper for accurate object detection. The system is developed based on the Robot Operating System (ROS) and uses the state of the art trajectory planner MoveIt for collision free robot motion planning. The object recognition for the system is performed using a combination of the two camera's and robot end effector and the deviation of objects in the robot workspace is found to be in the range of 2.2 mm along X and Y axes. Furthermore, an implementation procedure of the proposed system for assembly task is explained.