Robotik: Hochdynamische Parallelstrukturen mit adaptronischen Komponenten

Parallelroboter sind Roboter, die über mehrere gleichzeitig angetriebene Gelenkketten eine gemeinsame Arbeitsplattform bewegen, um z.B. Handhabungsobjekte zu positionieren oder Werkstücke zu bearbeiten. Im Vergleich zu herkömmlichen (seriellen) Roboter-Systemen, die z.B. unter dem Begriff „Knickarm-Roboter“ bekannt sind, können sie die damit verbundene Positionierung und Orientierung prinzipiell erheblich schneller und präziser durchführen. Damit diese Technologie auf breiter Basis zur industriellen Anwendung gelangen kann, arbeiten hoch spezialisierte Forscher und Entwickler auf allen Kontinenten daran, die komplexen Grundlagen und Komponenten zu optimieren. Die internationalen Größen auf diesem Gebiet treffen sich am 10. und 11. Mai 2005 zum zweiten Kolloquium des Sonderforschungsbereichs 562 „Robotersysteme für Handhabung und Montage“ an der Technischen Universität Braunschweig. Insgesamt etwa 60 Teilnehmerinnen und Teilnehmer, darunter Fachvertreter aus Frankreich, Italien, Kanada, Schweden und der Schweiz, werden zu dem Kolloquium erwartet.

Eine der größten Herausforderungen ist es, trotz höherer Verfahr-Geschwindigkeiten der Roboter, die Präzision beim Positionieren weiter zu erhöhen. Da die erreichbare Präzision bei Verwendung konventioneller Struktur-Materialien weitgehend ausgereizt ist, arbeiten die Forscher in Braunschweig mit dem Einsatz von „intelligenten“ Struktur-Materialien: Hightech-Materialien werden in die Bauelemente integriert und gleichzeitig mit Sensoren und Aktoren gekoppelt. Solche adaptronischen Systeme, die lange Zeit vorwiegend für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrttechnik entwickelt wurden, können beispielsweise gleichsam „auf Kommando“ Schwingungen ausgleichen und damit die Präzision erhöhen.

Die für die Beherrschung der mechanischen Struktur solcher Parallel-Roboter notwendige Steuerungs-Software stellt eine weitere Herausforderung dar. Zu jedem fein gerasterten Zeitpunkt müssen allen System-Elementen (Sensoren, Aktoren, Antriebe, Struktur-Elemente) die für die jeweilige Aufgabe notwendigen Daten zugeführt werden. Dazu bedarf es der Entwicklung und Anwendung neuartiger Software-Architekturen.

Die Entwicklung von Parallelrobotern erfordert die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus unterschiedlichen Disziplinen, wie Informatik und Softwareentwicklung, Regelungstechnik, Strukturmechanik, Materialkunde, Mikrotechnik und Messtechnik. Entsprechend setzt sich das Forscherteam des SFB 562 aus Ingenieuren der Fachrichtungen Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik der TU Braunschweig sowie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen.

Robotic Systems for Handling and Assembly – High Dynamic Parallel Structures with Adaptronic Components – 2nd Colloquium of the Collaborative Research Center 562

10. bis 11. Mai 2005 im
Informatikzentrum der Technischen Universität Braunschweig
Mühlenpfordtstraße 23
38106 Braunschweig

Nähere Informationen:
Dipl.-Ing. Philipp Last
Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF)
Technische Universität Braunschweig
Langer Kamp 19b
38106 Braunschweig
Telefon: (0531) 391-8142
E-Mail: p.last@tu-braunschweig.de / sfb562@tu-braunschweig.de

Über den Sonderforschungsbereich 562 „Robotersysteme für Handhabung und Montage“

Ziel des Sonderforschungsbereichs ist die Erarbeitung von methoden- und komponentenbezogenen Grundlagen für die Entwicklung von Robotersystemen auf der Basis geschlossener kinematischer Ketten (Parallelroboter). Damit soll das strukturelle Potenzial dieser Roboter besser erschlossen werden. Der SFB, in dem auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrttechnik seine Kompetenz im Bereich Adaptronik einfließen lässt, wurde im Jahr 2000 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) an der TU Braunschweig eingerichtet. Sprecher ist Prof. Dr.-Ing. Friedrich M. Wahl vom Institut für Robotik und Prozessinformatik (iRP) der Technischen Universität Braunschweig.

Adaptronik an der Technischen Universität Braunschweig

Mit dem Thema „Adaptronik für Werkzeugmaschinen“ befasst sich seit 2002 ein Schwerpunktprogramms der DFG. Beteiligt sind fünf Institute des Werkzeugmaschinenbaus an deutschen Universitäten sowie das Institut für Strukturmechanik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig. Die Sprecherrolle hat das Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF) der Technischen Universität Braunschweig unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Jürgen Hesselbach.