Pfadfolgeregelung mit Konzepten für den Pfadfortschritt: Ein Assemblierungsszenario

Kollaborative Roboter halten immer mehr Einzug in der Industrie und die enge Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter wird eine wichtige Komponente eines modernen Produktionsprozesses. Pfadfolgeregelung schränkt die Roboterbewegung auf einen geometrischen Pfad im Raum ein und ist damit ein systematischer Ansatz für die sichere Mensch-Roboter-Interaktion.

In dieser Arbeit werden vier Konzepte vorgestellt, welche die Bewegung entlang des Pfades an Systemgrößen bzw. exogene Einflüsse koppeln: autonomer Modus, kollaborativer Modus, kooperativer Modus und Gestensteuerung. Weiters werden die Reglerparameter an den Pfadfortschritt geknüpft, wordurch das Impedanzverhalten des Roboters entlang des Pfades variiert und gezielt angepasst werden kann. Einfach zu prüfende Stabilitätskriterien werden dabei als Bedingungen an die zeitvarianten Reglerparameter herausgearbeitet.

Die vorgestellten Konzepte werden in einem interaktiven Assemblierungsszenario mit dem kinematisch redundanten Leichtbauroboter KUKA LBR iiwa R820 demonstriert. Experimente zum kollaborativen Modus und zum kooperativen Modus zeigen die Möglichkeiten und Eigenschaften der vorgestellten Lösungen.