Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Robotersysteme

Passive Roboterkinematiken

© Fraunhofer IFF

Hyperflexible Roboterzellen mit rekonfigurierbaren passiven Kinematiken (ECHORD-HYROPA)

Die Produktion in mittelständischen Betrieben ist durch eine hohe Variantenvielfalt und somit durch häufige Umrüstvorgänge der Arbeitsmittel geprägt. Der Einsatz von flexiblen Industrierobotern ist hier nur mit schnell umrüstbaren Werkzeugen und Greifern sowie einer einfachen und intuitiven Roboterprogrammierung möglich.

Im 2012 beendeten Projekt HYROPA wurde der Einsatz von automatisch rekonfigurierbaren, passiven Gelenkarmen untersucht, um unterschiedliche Produktionsaufgaben in Standard-Roboterzellen zu vereinfachen. Die neu entwickelten passiven Kinematiken wurden zusammen mit verschiedensten Greifern verwendet, um Werkstücke unterschiedlichster Geometrie und Abmaße im Arbeitsbereich des Industrieroboters zu halten und zu manipulieren. Somit wird die Flexibilität bestehender Roboterzellen erhöht und eine einfache Anpassung an unterschiedliche Werkstücke ermöglicht.

Die passive Kinematik kann für diesen Zweck in fast jeder beliebigen Position durch Einklemmen der einzelnen Gelenke fixiert werden. Der Industrieroboter führt bei Bedarf die Rekonfiguration aus, indem die Klemmung der Gelenke kurzzeitig gelöst wird und der Industrieroboter die Arme der Kinematik neu positioniert. Somit ist eine automatisierte Umstellung auf nahezu beliebige Bauteile ohne manuelle Eingriffe des Menschen möglich.

Die Flexibilität von Roboterzellen, insbesondere in kleinen und mittelständischen Unternehmen, kann somit ohne wesentliche Erhöhung des Komplexitätsgrades der Roboterzelle verbessert werden. Die wichtigsten Vorteile bei der Verwendung von rekonfigurierbaren, passiven Kinematiken sind die geringere Komplexität und niedrigere Kosten beim Bau und Betrieb von Roboterzellen bei gleichzeitig guter Anpassungsfähigkeit an kleine Stückzahlen.

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Die rekonfigurierbare, passive Kinematik ermöglicht eine einfache und schnelle Anpassung an unterschiedliche Werkstücke.

HYROPA wurde im Rahmen des EU-Projekts European Clearing House for Open Robotics Development (ECHORD) gefördert.