7-Gelenk-Roboter

Ziel des Forschungsvorhabens war die Weiterentwicklung und praktische Erprobung der spezifischen Eigenschaften einer innovativen, hochgenauen Steuerung für 7-Gelenk Roboter – Kinematik Configuration Control (KCC-7R). Diese Entwicklung, die auf den Erkenntnissen und Methoden der Grundlagenforschung basiert, stellt die immanent vorhandene kinematische Flexibilität eines 7-Gelenk Roboter für den praktischen Einsatz bereit. Die erreichte Genauigkeit der Tool-Bewegung entspricht den typischen Werten eines konventionellen 6-Gelenk Roboters. Überdies wird die Position des Ellbogens im Raum exakt kontrolliert. Dadurch sind die bekannten Nachteile der bisherigen 7-Gelenk Robotersteuerungen eliminiert, die eine breite Anwendung von 7-Gelenk Kinematiken in der Praxis verhindern haben.

Die im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelte Robotersteuerung ist nicht nur für einen konkreten Roboterarm ausgelegt, sondern ist für die Ansteuerung der gesamten 7-Gelenk Roboterklasse geeignet. Die Anpassung an eine bestimmte Robotermechanik erfolgt durch einfache Eingabe von Roboterparametern (Länge der Glieder, Gelenkdrehrichtung und Gelenkwinkelrestriktionen). Die Testversionen der Steuerungssoftware sind auf zwei Leichtbauroboter der Firma amtec GmbH mit unterschiedlichen Kinematiken installiert und erfolgreich getestet worden. Zur Zeit wird die entwickelte Robotersteuerung für die Ansteuerung des 7-Gelenk Manipulators vom Rehabilitationsroboter FRIEND II verwendet.

Das im Laufe des Projektes aufgebaute Robotersystem Robik007 ist ein exemplarischer Versuchsaufbau, der die Verifikation des Steuerungsalgorithmus ermöglicht hat. Durch diesen Versuchsaufbau sowie durch die durchgeführten Testinstallationen ist nachgewiesen worden, dass mit der KCC-7R ein sehr leistungsfähiges System für industrielle Anwendungen zur Verfügung gestellt worden ist. Die Algorithmen sind so realisiert, dass sie ohne Neuprogrammierung in industriell zu realisierende Robotersteuerungen übernommen werden können.

Das Forschungsziel wurde erreicht.

• Ivlev O., Rixen K., Gräser A. Innovative Steuerung redundanter 7-Gelenk-Roboter. Deutsche Forschungsvereinigung für Meß-, Regelungs- und Systemtechnik e.V.
  (DFMRS), Jahrestagung 2004, Automatisierung, Mechatronik, Regenerative Energiesysteme, ISSN 0944-694X, Bremen, 2004, S. 35-51
• Ivlev O., Rixen K., Gräser A. Kinematische Konfigurationssteuerung redundanter Roboter mit 7 Gelenken. Robotik 2004 – Leistungsstand – Anwendungen – Visionen – Trends, 17.18. Juni 2004, München. VDI-Bericht Nr. 1841, S. 543-550
• Ivlev O., Martens C., Gräser A. Rehabilitation Robots FRIEND-I and FRIEND-II with Dexterous Lightweight Manipulator. 3rd International Congress Restoration of (wheeled) mobility in spinal cord injury rehabilitation: state of the art III, Journal of Rehabilitation Research & Development, v. 41, 2, supplement 2, March/April 2004, pp.12-13