Genauigkeitsoptimierung von hochdynamischen, roboterbasierten Fertigungsprozessen durch modellgestützte Simulation und Kompensation
Motivation
In diesem Projekt wird ein Ansatz entwickelt, um applikationsübergreifend die Prozessfähigkeit des Produktionsmittels „Roboter“ in hochdynamischen Bearbeitungsprozessen, zum Beispiel High-Speed Cutting, Laserschneiden und additive Fertigungsverfahren, zu steigern. Von entscheidender Bedeutung sind dabei die Bearbeitungsaufgabe und damit einhergehend das Fertigungsprogramm beziehungsweise die Fertigungspfade, die der Roboter realisieren soll. Zudem können Prozesskräfte auftreten, die den Endeffektor des Roboters abdrängen. Eine Simulation und Kompensation der verschiedenen Prozesseinflüsse ist somit notwendig, um in der Fertigungsplanung durch die Optimierung der Prozessparameter eine stabile Bearbeitung zu gewährleisten. Im Vorgängerprojekt HoRuS² konnte bereits eine erhebliche Verbesserung der Endkontur für die spanende Vorverarbeitung mit Hilfe einer modellbasierten Kompensation erreicht werden.
Methodik
Um eine Übertragbarkeit auf beliebige Industrieroboter für dynamische Prozesse gewährleisten zu können, wird im Projekt RoSiKo eine datengetriebene Identifikation des Dynamikmodells angestrebt. Die weiteren Schwerpunkte des vorgestellten Projektvorhabens beziehen sich auf die Bereitstellung und Verwendung des identifizierten Robotermodells. In einer Simulationsumgebung wird die Fertigungsplanerin, der Fertigungsplaner durch modellgestützte Assistenztools unterstützt. Die Simulationsassistenz stellt der Planerin, dem Planer sowohl Prozesswissen und Optimierungsmethoden als auch Vorhersagen über das Bearbeitungsergebnis bereit. Da durch Optimierungen in der Arbeitsvorbereitung nicht alle genannten Fertigungsdefizite beseitigt werden können, wird zudem eine Kompensationsstrategie entwickelt. Die Kompensation nutzt das entwickelte Modell, um die vorhergesagten Abweichungen von der Sollkontur auszugleichen. Bei der Entwicklung des Lösungsansatzes ist besonders auf eine Übertragbarkeit in die heterogene Steuerungslandschaft in der Industrie zu achten. Zur Projektvalidierung werden hierbei die Demonstratoren HoRuS² und AuRoNa3D herangezogen. Das Projekt wird weiterhin durch den projektbegleitenden Ausschuss gesteuert, welcher aus Projektpartnerinnen und -partnern in der Industrie besteht. Der Ausschuss berät über aktuelle Belange der Praxis, beim Transfer sowie der praktischen Umsetzung der Ergebnisse.