Verfahrensentwicklung zur optimierten Greifpunkt- und Trajektorienplanung für die adaptive Handhabung von chaotisch gelagerten Komponenten

Tobias Stuke promoviert im Fachbereich Produktions- und Holztechnik im Bereich „Fabrikautomatisierung“ bei Professor Dr.-Ing. Thomas Bartsch. Die Promotion erfolgt in Kooperation mit der Technischen Universität Ilmenau unter der wissenschaftlichen Betreuung von Professor Dr.-Ing. habil. Thomas Rauschenbach.

Tobias Stuke

Die Montage als Teilfunktion der industriellen Produktion ist von einem hohen manuellen Arbeitsanteil geprägt. Insbesondere die Fertigung von Produkten in kleiner bis mittlerer Stückzahl ist durch Handmontage gekennzeichnet. In diesem Teilespektrum herrscht eine hohe Anforderung an die Flexibilität des Produktionssystems, welche eine Automatisierung häufig nicht rentabel erscheinen lässt. Ein besonderes Automatisierungshemmnis stellt die chaotische Bereitstellung der Einzelteile dar. Hierunter wird die ungeordnete Bevorratung der zu verarbeitenden Komponenten verstanden. Klassische Automatisierungsansätze, wie zum Beispiel Vibrationswendelförderer, stoßen aufgrund der eingeschränkten Flexibilität schnell an ihre Grenzen. Ein Ansatz zur Handhabung von ungeordneten Komponenten, welcher nach wie vor Forschungsgegenstand ist, ist der sogenannte „Griff-in-die-Kiste“. Dabei handelt es sich um ein System bestehend aus Roboter, Greifer und Kamerasystem. Trotz der universellen Anwendbarkeit hat der „Griff-in-die-Kiste“ mehrheitlich noch nicht Einzug in der industriellen Praxis erhalten. Dies ist unter anderem auf einen hohen Inbetriebnahmeaufwand und unwirtschaftliche Zykluszeiten zurückzuführen.

Vor diesem Hintergrund gilt es im Rahmen der Promotion ein Verfahren zur adaptiven Handhabung von chaotisch gelagerten Komponenten im industriellen Kontext zu entwickeln. Im Fokus der Arbeit liegt die Optimierung der automatisierten Greifpunktermittlung und Bahnplanung unter Verwendung von etablierten Roboter- und Greifsystemen. Die Entwicklung, Parametrierung und Erprobung der dafür erforderlichen Algorithmen wird anhand eines Simulationsmodells durchgeführt. Die praktische Validierung des entwickelten Verfahrens erfolgt anschließend mithilfe eines Testaufbaus anhand von Produktionsapplikationen der Weidmüller Gruppe.