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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Einleitung

Ziele und Ergebnisse des Verbundvorhabens Intelligente Sensorsysteme für die Handhabungstechnik

Zusammenfassung
In den siebziger Jahren war ein zunehmender Einsatz von Rechnersystemen zur Führung und Überwachung von Produktionsprozessen sowie von frei programmierbaren Industrierobotern für flexible Fertigungsabläufe zu beobachten. Damit war die Basis gegeben, um die manuelle Eingabe von Prozeß- und Umweltinformationen durch eine Online-Signalverarbeitung mittels Sensoren zu ersetzen. Für prozeßtechnische Größen standen eine Vielzahl von Sensoren zur Verfügung, z.B. für Temperaturen, Drücke, Kräfte, Wege, Winkel, Geschwindigkeiten und Leistungen. Ausgehend von den Fortschritten der Fernseh— und Rechnertechnik wurden in diesem Zeitraum zahlreiche Firmen für bildverarbeitende Sensoren gegründet. Marktanalysen sagten einen Durchbruch der Sensorik für produktionstechnische Anwendungen in den achtziger Jahren voraus.
J. Rogos

1. Eignung der Sensoren, Strategien, Einsatzbedingungen

Zusammenfassung
Die Firma KUKA übernahm im vorliegenden Projekt als Industriepartner Aufgaben in den Teilprojekten 1, 3 und 4 mit Schwergewicht Sensorversuchsfeld. Zum Ziel des Verbundprojekts, durch Zusammenarbeit von Industrie und wissenschaftlich orientierten Instituten die Innovation und Praxiseinführung auf dem Gebiet der Sensorik zu beschleunigen, konnte KUKA insbesondere durch Einbringung seiner langjährigen Erfahrungen im Sensoreinsatz beitragen. Die Erfahrungen der letzten Jahre haben immer deutlicher gezeigt, daß ein Hauptproblem des Sensoreinsatzes die Integration der Sensoren in das Gesamtkonzept darstellt. Insbesondere die immer komplexer werdenden Sensoren erfordern noch einen beträchtlichen Anpassungsaufwand und nicht zuletzt eine sorgfältige Optimierung des Gesamtsystems Sensor-Steuerung-Roboter-Prozeß.
Im Rahmen des Sensorversuchsfeldes wurden zahlreiche Sensoren auf ihre praktische Anwendbarkeit getestet und mit Robotersteuerungen gekoppelt. Die hierbei gewonnenen Erfahrungen wurden den Verbundpartnern sowie den Sensorherstellern zur Verfügung gestellt und ermöglichten eine beschleunigte und praxisorientierte Weiterentwicklung der Sensoren zu einsatzfähigen Produkten.
H. Wörn, N. Sedlmair

2. Neuartige Sensorsysteme

Zusammenfassung
Zielsetzung der beschriebenen Forschungsarbeiten war die Untersuchung eines neuartigen Konzeptes eines Laserradars nach dem Pulslaufzeitverfahren /1,2,3/ bezüglich seiner Realisierungsmöglichkeiten und Eignung in der Fertigungsautomatisierung, insbesondere zur schnellen berührungslosen Erfassung dreidimensionaler Objekte für Handhabungsautomaten.
Die angestrebte Genauigkeit im mm—Bereich, die Problematik der Laufzeitmessung im Nahbereich und eine extrem hohe Amplitudendynamik der reflektierten Lichtimpulse erforderten die Entwicklung neuer Komponenten und Verfahren. So mußte auf sehr unterschiedlichen Gebieten technisches Neuland betreten werden: bei der Entwicklung der Sensoroptik, der faseroptischen Referenzableitung, der Empfangselektronik und Zeitmeßtechnik sowie bei der Echtzeit—Sensordatenverarbeitung.
Im folgenden kann nur ein Überblick der wichtigsten Entwicklungen und Ergebnisse wiedergegeben werden. Zur Vertiefung wird jeweils auf die entsprechende Literatur verwiesen /4/. Als Resultat dieser Forschungsarbeiten wird die technische Durchfükeit des Konzeptes eines Pulslaserradars nachgewiesen und durch experimentelle Ergebnisse belegt. Angesichts der vielfäligen und anspruchsvollen Aufgabenstellungen ist die Entwicklung keineswegs abgeschlossen. Eine Weiterentwicklung dieses Pulslaserradars sollte insbesondere für den Einsatz bei der schnellen SD-Konturerfassung nichtkooperativer Objekte für größere Entfernungen, d.h. Meßbereich 2–100 m, erfolgen.
R. Schwarte, I. Aller, V. Baumgarten, B. Bundschuh, W. Graf, K. Hoffman, O. Zoffeld

3. Dynamik sensorgeführter Roboter

Zusammenfassung
Testverfahren zur Ermittlung der dynamischen Eigenschaften, sowohl bei programmgeführter Bewegung, als auch bei sensorgeführter Bewegung, werden vorgestellt. Die Ergebnisse werden diskutiert und bewertet.
D. Schmid

4. Standardisierung der Sensorschnittstelle

Zusammenfassung
Robotersteuerungen benötigen zur adaptiven oder gar autonomen Prozeßführung Online- Informationen von Roboter, Prozeß und Umwelt, um die Bewegungsund Technologieführung entsprechend modifizieren zu können. Zur Meßwerter-fassung sind Sensoren notwendig, die sowohl einfach als auch sehr komplex sein können. Dabei zeichnen sich die komplexen Sensoren durch eine eigene Intelligenz zur Aufbereitung und Auswertung der Meßwerte aus. Diese Sensoren verlangen auch unter Echtzeitbedingungen leistungsfähige Schnittstellen zum Steuerungsystem mit gesicherter Datenübertragung und geeigneter Funktionalität in der Kommunikationssteuerung bzw. Datendarstellung. Um diese Kommunikationsdienste zu vereinheitlichen, wird aufbauend auf bereits genormte Dienste bzgl. Ebene 1 und 2 des ISO-Referenz-Modells in der Vornorm DIN V 66 311 „Sensorschnittstellen für Roboter und Fertigungssysteme“ /1/ für die Ebene 7 die Steuerung des Datenverkehrs, die Aktionskennzeichnung und die Datendarstellung beschrieben. Die Beschreibung der Ebene 7 ist somit offen und integrativ bezüglich der Normung der unteren Ebenen für die Fertigungsautomatisierung.
U. Kreienkamp, M. Schmittele

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