8 Betrieb der Pilotanlage (S. 105-106)

8.1 Allgemeines

In Kapitel 7 wurde beschrieben, aus welchen Komponenten die Pilotanlage für die förderbandsynchrone Montage realisiert wurde. Für die Umsetzung einer möglichst hohen Verfolgegenauigkeit zwischen Roboter und Montagehauptkörper sind jedoch neben den eingesetzten Komponenten die Berechnung der vom Roboter zu fahrenden Bahn und die Ausgestaltung des gesamten Montageablaufes notwendig.

Die Berechnung der Soll-Trajektorie erfolgt im Bahnplanungsmodul der in Abschnitt 7.4 beschriebenen Adaption der Robotersteuerung. Als Eingangsgrößen stehen die Sensordaten und der vorab programmierte Montageablauf zur Verfügung. Die jeweilige Soll-Trajektorie ergibt sich aus der Korrektur der programmierten Bahn aufgrund der Sensordaten. Um die beschriebenen Vorsteuerungen benutzen zu können, ist darüber hinaus eine Prädiktion der Bahn notwendig.

Der Montageablauf wurde in Abschnitt 5.5 als Synchronisationslauf hergeleitet. Um diesen anhand eines konkreten Anwendungsbeispiels umzusetzen, sind die jeweiligen Sensorsysteme für die Bahnplanung zu aktivieren und gegeneinander zu gewichten. Darüber hinaus sind während der einzelnen Prozessphasen unterschiedliche Sensorparameter notwendig.

8.2 Bestimmung der Soll-Bahn

8.2.1 Allgemeiner Ablauf

Aufbauend auf der in Abschnitt 7.4 beschriebenen Adaption der Robotersteuerung kann die Soll-Trajektorie des Roboters berechnet werden (LANGE et al. 2008a). Vorraussetzung für die Berechnung ist das Vorhandensein einer programmierten Referenz, welche die zu korrigierende Soll-Bahn darstellt. Durch das somit gesicherte Vorliegen einer Folge von Soll-Positionen zu den einzelnen Abtastschritten ist das Geschwindigkeitsprofil gegeben.

Die Bestimmung der Soll-Bewegung des Roboters setzt sich in jedem Abtastschritt aus folgenden Teilschritten zusammen: Auslesen der programmierten Soll-Position aus der Referenztrajektorie Korrektur der Soll-Position durch Sensorwerte Bestimmung der Trajektorie der Endeffektorlage Für die Bestimmung der Soll-Position wird weiterhin angenommen, dass die Sensor-Soll-Werte auf eine nominelle Objektbahn bezogen sind.

Diese Vorgabe ermöglicht ein definiertes Annähern an das Objekt, indem eine anfänglich vorgegebene Posedifferenz im Laufe des Programms reduziert wird. Die Sensor-Soll- Werte werden implizit definiert als die Werte, die von der programmierten Referenzbahn aus gemessen werden, wenn das Zielobjekt in der nominellen Objektlage ist. Dabei sind sowohl die Soll-Bahn als auch die Objektbahn in jedem Abtastschritt durch alle sechs Freiheitsgrade vorgegeben.

8.2.2 Programmierung der Referenztrajektorie

Die Programmierung von Montageaufgaben für die förderbandsynchrone Montage, wie sie in LANGE et al. (2008c) beschrieben ist, kann grundsätzlich bei Stillstand des Fördersystems erfolgen. Die Förderbewegung wird dann nach dem Teach-In Prozess ergänzt. Beim Teach-In eines Punktes der Roboterbahn ist es notwendig, zu diesem Punkt auch die aktuelle Auslenkung des Sensors sowie die Position der Fördereinrichtung festzuhalten.

Erst dies erlaubt die spätere Berechnung eines Punktes der Referenztrajektorie. Zusätzlich ist eine Ablaufsteuerung erforderlich, in der z. B. definiert ist, welcher Teil der Bahn förderbandsynchron ist und welcher die statische Aufnahme des Bauteils oder Montagehilfskörpers betrifft. Außerdem beschreibt die Ablaufsteuerung, welche Posekomponenten sensorgestützt korrigiert sowie welche Sensoren wann für die Sensorkorrektur genutzt werden sollen. In der Ablaufsteuerung erfolgt auch die Definition der Annäherungsbewegung durch die Vorgabe von zeitabhängigen Sensor-Soll-Werten für die Position und Orientierung.