Automatische Bahnplanung für die Aufteilung von Prozessbewegungen in synchrone Werkstück- und Werkzeugbewegungen mittels Multi-Roboter-Systemen Translated title: Automatic Path Planning for the Division of Process Movements into Synchronous Workpiece and Tool Movements using Multi-Robot Systems

Abstract

Forschungsschwerpunkt dieser Arbeit ist ein Konzept für die Aufteilung in synchron ausgeführte Bewegungen von Werkstück und Werkzeug, das für unterschiedliche proprietäre Steuerungskonzepte implementierbar ist, ohne in deren Steuerungsebene einzugreifen. Hierfür wird ein universeller Ansatz erarbeitet, der sich in Offline-Programmiersoftware integrieren lässt und die Programme für die beteiligten Roboter automatisiert generiert. Der Ansatz enthält zudem die Möglichkeit, eine zweckmäßige Skalierung und Begrenzungen der Aufteilung vorzunehmen, damit er für die spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen geeignet ist. Folglich sind eine zielgerichtete Verteilung auf die einzelnen Roboter sowie die Berücksichtigung von prozessbedingten Randbedingungen, wie beispielsweise eine konstante Werkstückorientierung oder eine Einschränkung des kartesischen Arbeitsraumes, umsetzbar. Der Aufteilungsansatz wird exemplarisch für einen Aufbau mit zwei Knickarmrobotern und einen Aufbau mit einem Zweiarmroboter implementiert und umfassend evaluiert. Dabei erfolgen allgemeine sowie anwendungsspezifische Untersuchungen hinsichtlich des Einflusses der Kooperation auf die Bearbeitungsgenauigkeit, die Prozesszeit sowie auf die werkstückbezogene Erreichbarkeit.

Translated abstract

The research focus of this thesis is a concept for the division into synchronously executed movements of workpiece and tool that can be implemented for different proprietary control concepts without intervening in their control level. For this purpose, a universal approach is being developed that can be integrated into offline programming software and automatically generates the programs for the participating robots. The approach also includes the ability to scale and limit the division to suit the specific requirements of different applications. Consequently, a targeted division to the individual robots as well as the consideration of process-related boundary conditions, such as a constant workpiece orientation or a restriction of the Cartesian workspace, can be implemented. The division approach is implemented as an example for a set-up with two articulated arm robots and a set-up with a two-arm robot and evaluated extensively. General and application-specific investigations are carried out with regard to the influence of the cooperation on the processing accuracy, the process time and on the workpiece-related reachability.