Kraftsensorlose Manipulator Kraftsteuerung zur Abtastung unbekannter, harter Oberflächen

Abstract

Die vorliegende Arbeit zeigt ein Verfahren zur kraftgesteuerten Kontaktierung unbekannter harter Freiformflächen mit einem Standard–6DOF-Industriemanipulator (z.B. Manutec R2). Die bisher entwickelten Verfahren auf dem Gebiet der Manipulatorkraftregelung waren auf teure, fragile, mehrdimensionale Kraft-/Momentensensoren am Manipulator-Endeffektor angewiesen, die bei dem in dieser Arbeit entwickelten Ansatz der sensorlosen Kraft-/Geschwindigkeitsregelung überflüssig werden. Die Einstellung der gewünschten Kontaktkraft zu der unbekannten Umgebung erfolgt ausschließlich über eine robuste, beobachtergestützte Regelung der Motorströme der Gelenkantriebe. In freien Bewegungsphasen garantierte eine kaskadierte Kraft-/Geschwindigkeitsregelung vordefinierte Heranfahrgeschwindigkeiten an die unbekannte Kontaktoberfläche. Hierdurch eröffnen sich vollkommen neue Einsatzszenarien für die kraftkontrollierte Kontaktierung und Bearbeitung unbekannter Oberflächen oder Werkstücke beliebiger Härte und Steifigkeit.