Einsetzbarkeit und Flexibilität hochpräziser Handhabungs- und Montagetechnik

Im Rahmen dieser Dissertation wird die Einsetzbarkeit und Flexibilität hochpräziser Handhabungsund Montagetechnik behandelt. Hierbei wird ein universell einsetzbares Endeffektorkonzept beschrieben, welches das Greifen und das Manipulieren von Bauteilen verschiedener Materialien und Geometrien ermöglicht und welches gleichzeitig tolerant gegenüber auftretenden Bauteil- und Prozesstoleranzen ist. Das entwickelte Endeffektorkonzept wurde am Beispiel eines einwechselbaren Justagegreifers umgesetzt. Der Justagegreifer ermöglicht es, herkömmliche 4 achsige Präzisionsroboter um fehlende Freiheitsgrade und um zusätzliche Flexibilität zu erweitern. Im Versuch wurde die Prozesssicherheit der Manipulation demonstriert und eine Winkelauflösung von mindestens 1/1000° bei einem Manipulationsbereich von 5° nachgewiesen. Es wurde ein exemplarischer Handhabungsvorgang vorgestellt, in dem ein 4 achsiger Präzisionsroboter mit dem entwickelten Justagegreifer auf sechs Freiheitsgrade erweitert wurde. Um Synergiepotential durch die Verwendung verfügbarer Technologie zu erschließen, wurde aufbauend auf den neu geschaffenen technologischen Möglichkeiten untersucht, wie auf eine Zusammenführung hoch präziser und konventioneller Automatisierungstechnik hingearbeitet werden kann. Um die im Rahmen dieser Dissertation erarbeitete flexible und wiederverwendbare Hardware effizient einsetzen zu können, wurde aus Anwendersicht untersucht, wie eine generische Steuerungsstruktur softwareseitig gestaltet werden kann, die eine Verminderung des Entwicklungs- und Inbetriebnahmeaufwands ermöglicht. Hierbei wurden die Aspekte der Modularisierung und Modellierung innerhalb der Programmierung automatisierter Anlagen vor dem Hintergrund hardware-, prozess- und bauteilspezifischer Aspekte untersucht. Die durchgeführten Handhabungsversuche illustrieren, wie das Zusammenspiel aus hinzugewonnener Flexibilität am Endeffektor, der Erweiterung auf sechs Freiheitsgrade durch den Justagegreifer und die Unterstützung durch eine bauteilorientierte Programmierung die Entwicklung und Inbetriebnahme hoch präziser Handhabungsprozesse vereinfachen und effizienter gestalten kann. Die am Beispiel eines vollautomatischen Einmessens, Positionierens und Ablegens von Bauteilen auf schiefer Ebene gezeigte Fähigkeit, bei Fertigung, Montage und Einrichtung größere Toleranzen zulassen zu können, demonstriert das Potential zur Reduzierung der Komplexität hoch präziser automatisierter Prozesse.