FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG DIE AUTOREN Patrick Mesmer M.Sc., Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW), Universität Stuttgart Michael Neubauer M.Sc., Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW), Universität Stuttgart Dr.-Ing. Armin Lechler, Stellvertretender Leiter des Instituts für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW), Universität Stuttgart Weiteren führen die bisher genannten Maßnahmen zu keiner Verbesserung des Störverhaltens. Dies ist jedoch für Anwendungen mit Prozesskräften oftmals entscheidend. Daher ist ein regelungsbasierter Ansatz für Anwendungen mit einer hohen dynamischen Bahngenauigkeit vorzuziehen. Diese Ansätze zielen darauf ab, die Steifigkeit und Dämpfung des Systems zu erhöhen, um anschießend die Lageregelbandbreite zu steigern und dadurch das dynamische Verhalten zu verbessern. FORSCHUNGSANSÄTZE AM ISW Am ISW werden deshalb auf abtriebsseitiger Winkelerfassung basierende Ansätze zur Steigerung der dynamischen Bahngenauigkeit untersucht. Für den experimentellen Nachweis der Funktionsweise der Verfahren steht ein Versuchstand mit einem Kuka KR-210-2 mit abtriebsseitiger Winkelerfassung und offener Steuerungsplattform zur Verfügung. Anwendungsnähe und praxisnahe Validierung stehen dabei immer im Fokus der Forschung des ISWs. Zum einen wird ein bereits im WZM-Bereich als geeignet erwiesener Ansatz zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens von IR durch das aktuatorische Einbringen einer abtriebsseitigen Dämpfungskraft untersucht. Hierfür wird das Signal der abtriebsseitigen Winkelerfassung zur Schwingungsdetektion über einen Vergleich der an- und abtriebsseitigen Geschwindigkeit durchgeführt, um anschließend mittels eines Bremsaktuators eine bedarfsgerechte Dämpfung der Schwingung zu erzielen. Infolgedessen kann die Lageregelbandbreite und damit die dynamische Bahngenauigkeit gesteigert werden. Dieser Ansatz wird im Rahmen der Forschung am ISW auf den IR portiert und auf dessen Eignung geprüft. Zum anderen wird ein Ansatz erforscht, der die bereits vorhandenen Antriebe nutzt, um auftretende Schwingungen zu bedämpfen. Da die Eigenfrequenzen deutlich geringer als bei einer WZM sind, haben die Antriebe genügend Bandbreite, um eine signifikante Verbesserung zu erzielen. Die Dämpfung der Gelenke kann hierbei um den Faktor 5 gesteigert werden. Hierfür wird die PPI-Kaskadenregelung um einen sogenannten Dämpfungsregler (Bild 01) ergänzt. Die Erweiterung ist als einfache Nachrüstlösung realisierbar. Die ersten experimentellen Ergebnisse bestätigen das theoretisch nachgewiesene Potential. Bilder: ISW der Universität Stuttgart www.isw.uni-stuttgart.de VIDEO Dr.-Ing. Alexander Verl, Leiter des Instituts für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW), Universität Stuttgart Mehr zu diesem Projekt, den erzielten Ergebnissen und den weiteren Projekten aus dem Gebiet der Industrierobotik finden Sie im ISW-YouTube-Kanal. 22 antriebstechnik Marktübersicht 2021 www.antriebstechnik.de
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