Frequenzgangbasierte Identi- fikationsroutine für die Träg- heitsparameter von seriellen Roboter-Kinematiken
Werkzeugmaschinenlabor (WZL)
Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen
Abteilung Automatisierung und Steuerungs- technik
Gruppe Robotik
Ansprechpartner
Lukas Gründel, M.Sc. RWTH Steinbachstraße 25, Aditec Raum 312 D-52074 Aachen
Telefon 0241 / 80 26811 l.gruendel@wzl.rwth-aachen.de
Stand 06/2021
Ausgangssituation
Die spanende Bearbeitung mit Stan- dard-Industrierobotern (IR) bietet ge- genüber herkömmlichen Werkzeug- maschinen (WZM) Vorteile bezüglich Flexibilität, Arbeitsraum und Anschaf- fungskosten. Allerdings erfüllen IR die Anforderungen hinsichtlich statischer und dynamischer Steifigkeiten nur be- dingt und erreichen somit verglichen mit WZM meist unzureichende End- konturtreue und Oberflächengüte.
Um die Bearbeitung zu optimieren, werden modellbasierte Vorsteuerun- gen genutzt, mit deren Hilfe die Ab- drängungen während des Prozesses kompensiert werden. Die Genauigkeit der verwendeten Modelle ist direkt von den Trägheitsparametern (Massen, Schwerpunktvektoren und Trägheits- tensoren) abhängig. Für die Identifika- tion der Parameter wurde in vorherigen Arbeiten eine neuartige Identifikations- routine entwickelt, welche auf Basis der im Frequenzgang gemessenen Gesamtträgheiten einen Satz sog. Ba- sisparameter (Kombination aus ver- schiedenen Trägheitsparametern) identifiziert. Der Fokus lag bisher auf der Entwicklung der Messroutine und der Konditionierung des Least-Square- Verfahrens. Durch einen evolutionären Algorithmus kombiniert mit einer Kolli- sionserkennung werden Messposen bestimmt, die das zu lösende Glei- chungssystem optimal konditionieren.
Ziel dieser Arbeit ist die Weiterentwick- lung des bestehenden Verfahrens.
Schwerpunkte sind hierbei zum einen die Entwicklung einer Routine, die vor- handene Informationen über den IR
(z. B. das Transportgewicht) mit einbe- zieht und zum anderen die Weiterver- arbeitung der Basisparameter. Des Weiteren wird die Prüfung der Ergeb- nisse hinsichtlich physikalischer Plau- sibilität angestrebt.
Im Einzelnen sind die folgenden Teilaufgaben zu lösen:
Einarbeitung in die Thematik so- wie in die Software Matlab/Simu- link
Generierung von Versuchsdaten
Entwicklung eines Konzeptes für die Nutzung vorhandener Infor- mationen als Randbedingungen für die Identifikation
Entwicklung einer Methodik zur Prüfung der Basisparameter auf physikalische Plausibilität und zur Weiterverarbeitung für ein integ- rierbares Dynamikmodell
Evaluation und Dokumentation der Arbeit
Geboten wird:
Arbeit mit ausgeprägtem Praxis- bezug
Interdisziplinäre Forschung
Angenehmes Arbeitsklima
Flexible Durchführung der Arbeit
Umfangreiche Betreuung
Mitarbeit an aktuellen For- schungsthemen
Voraussetzungen:
Interesse am vielschichtigen Thema Modellierung von Robo- tern
Affinität für mathematische Opti- mierungen
Motivation, Selbstständigkeit und Einsatzbereitschaft
