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HaptoBot

Robotergestützte End-of-Line Prüfung haptischer Charakteristika zur Qualitätskontrolle

Problemstellung

Die Mensch-Maschine-Schnittstellen in unserer Umwelt wer­den zunehmend nicht nur auf einwandfreie Funktionalität getrimmt, sondern sollen einen dem Gesamtprodukt gerechten Qualitätseindruck vermitteln. Man spricht hierbei von „Look and Feel“. Im Rah­men der Qualitätskontrolle ist es deshalb von besonderer Be­deu­tung, die gewünschten Haptik-Charakteristika objektiv zu erfassen und zu be­wer­ten. Ein Robotersystem in Kombination mit hochsensibler Sensorik bietet die erforderliche Flexibilität, Präzision und Reproduzierbarkeit, um komplexe Bedienhandlungen des Men­schen abzubilden und messtechnisch zu erfassen.

Robotersystem in Kombination mit hochsensibler Sensorik © IPS​/​TU Dort­mund

Zielsetzung

Im Rah­men des Projektes HaptoBot soll ein Standard-Industrieroboter mit einer echtzeitfähigen Kraftregelung und ei­nem hochauflösenden Kraft-Momenten-Sensor aus­ge­stattet wer­den. Der Roboter dient zur Ausführung der Prüfbewegungen am Schaltelement und gleichzeitig zur Erfassung der Bedienkräfte. Darüber hinaus sollen die gemessenen Kraft- und Drehmomentwerte zur aktiven Korrektur von Position und Ori­en­tie­rung der Messeinrichtung genutzt wer­den. Auf diese Weise kön­nen Störeinflüsse  durch Positionierungsfehler oder Bauteiltoleranzen vermindert wer­den. Das Gesamtziel der Robotik ist die Aufzeichnung von fehlerbereinigten Haptik-Charakteristika mit hoher Geschwindigkeit und minimalem Teaching-Aufwand.

Vorgehensweise

Hierbei sollen zu­nächst die er­for­der­lichen Bedienhandlungen des Men­schen mittels Industrieroboter nachgebildet wer­den. Dazu ist die Ent­wick­lung einer flexiblen Betätigungskomponente notwendig. Die Definition der Prüfbewegungen soll durch Kraft- und Drehmomentschwellwerte geschehen, um den Teaching-Aufwand gering zu halten und Un­ter­schie­de zwischen den einzelnen Messobjekten auszugleichen. Während der Prüfbewegung sollen au­to­ma­tisch Ausgleichsbewegungen des Roboters eventuelle Stö­run­gen in den Messwerten, bei­spiels­weise durch positionsbedingte Querkräfte, vermindern. Eine be­son­de­re Her­aus­for­de­rung stellen dabei die sehr kleinen Betätigungskräfte dar, wel­che hohe An­for­de­run­gen an das Messequipment und die Führung durch den Roboter stellen. Eine wei­tere Komponente des Teilprojekts sieht vor, die Programmierung der Prüfstation und der Testabläufe in einer anwendungsnahen Beschreibung zu er­mög­li­chen, sodass die Bedienung auch für Anwender ohne spezielle Robotik-Kennt­nisse keine Schwierigkeit darstellt.

Förderhinweis

Das ZIM-Vorhaben HaptoBot wird über die AiF im Rah­men des Pro­gramms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirtschaft und Tech­no­lo­gie aufgrund eines Beschlusses des Deut­schen Bundestages ge­för­dert.

Anfahrt & Lageplan

Der Cam­pus der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Cam­pus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Cam­pus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.

Direkt auf dem Cam­pus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duis­burg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, au­ßer­dem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Cam­pus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Cam­pus Nord und Cam­pus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zu­rück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.

Interaktive Karte

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark.

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