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ROBOTIK UND MECHATRONIK

Aktive Kollisionsvermeidung in der Mensch-Roboter-Kollaboration

18. Februar 2021 | von

Vor dem Hintergrund der Mensch-Roboter-Kollaboration untersucht das IGMR der RWTH Aachen innovative Ansätze zur sicheren Gestaltung teilautomatisierter Montage- und Produktionsprozesse.

Marktübliche Cobots sind in der Regel mit einer Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung beziehungsweise einer Leistungs- und Kraftbegrenzung nach ISO/TS 15066 ausgestattet. Entsprechende Roboter reagieren demnach im Gefährdungs- oder Kollisionsfall mit einer Reduktion der Prozessgeschwindigkeiten beziehungsweise mit einem Betriebshalt, wodurch industrielle Prozesse im Zweifel nachteilig beeinflusst werden.

Der hier vorgestellte Ansatz zeigt deshalb, wie sich Kollisionen zwischen Mensch und Roboter aktiv vermeiden lassen. Das Verfahren nutzt die kinematische Redundanz des KUKA LBR iiwa, um sensorisch erfassten Hindernissen durch die innere Rekonfiguration der Roboterkinematik auszuweichen. Die Trajektorie des Endeffektors wird dabei nicht verändert, sodass der vorgegebene Prozessablauf erhalten bleibt. In diesem Zusammenhang lassen sich alternative Sicherheitskonzepte entwickeln, die eine kollisionsfreie Automatisierung im Rahmen der Mensch-Roboter-Kollaboration ermöglichen.

 

Aktive Kollisionsvermeidung mit dem KUKA LBR iiwa – Referenzbewegung ohne Hindernisumfahrung:

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Aktive Kollisionsvermeidung mit dem KUKA LBR iiwa – optimierter Bewegungsverlauf mit Hindernisumfahrung durch kinematische Rekonfiguration:

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