Um diesen Effekt während der Bewegung des Roboters im jeweiligen Arbeitsblock zu reduzieren, bildet ein Leica-Laser-Tracker die TCP-Position ab, der ein T-MAC-System folgt, welches auf dem Werkzeug angebracht ist. Die Kommunikation über Ethercat erlaubt dabei Messungen mit 1.000Hz. Das für Megarob entwickelte Steuerungssystem rekalkuliert die inverse Kinematik und korrigiert die Position des Roboters, basierend auf den Informationen des Laser Trackers, um das Herstellungswerkzeug zu der programmierten Position zu führen – und das 1.000-mal in der Sekunde. Mit der prozessinternen Echtzeit-Monitoring-Funktion ist Megarob dazu im Stande, Herstellungs- und Reparaturaufgaben von Teilen, Formen und Werkzeugen über 10m Größe durchzuführen. Dies beinhaltet gleichzeitige Fräs-, Bohr-, Schleif-, Entgrat- und Polieraufgaben, die durch die Echtzeit-Maßkontrollen abgesichert sind. Besonders hervorzuheben ist die Möglichkeit, nicht nur für die Werkstückgeometrie Maßkontrollen in Echtzeit durchzuführen, sondern auch für die vom Werkzeug beschriebenen Bewegungsbahnen. Auf diese Weise wird eine 100-prozentig genaue geometrische Validierung gewährleistet, was den Ausschuss reduziert. Um dieses Konzept zu erstellen, wurde ausschließlich handelsübliche Hardware verwendet. Ein Laser-Tracker-System (Leica Absolute Tracker AT901 LR) misst die absolute 3D-Position und Orientierung des zu trackenden Objektes (in diesem Fall der Roboter und der Effektor) mit einer Genauigkeit unter 30µm. Das Konzept wurde in einen Comau-Roboter implementiert. Seine Steuerung beinhaltet ein Interface, um Zugriff auf die Motorensteuerung des Roboters zu erhalten. Über das Interface ist es möglich, geplante und aktuelle Armbewegungen zu betrachten sowie teilweise oder komplett Kommandos für die proprietäre Motorsteuerung des Roboters mit einer Frequenz von 1kHz zu ändern bzw. zu ersetzen. Die Steuerung ist implementiert als äußerer Regelkreis der proprietären Motorensteuerung des Roboters und plant die Laufbahn, die Position der Werkzeuge sowie die Geschwindigkeit und die momentane Steuerung der Motoren eines jeden Roboterarms. Die Steuerung kontrolliert die absolute 6D-kartesische Position des Roboters. Die Implementierung des äußeren Regelkreises ist unterteilt in drei Schritte, die jede Millisekunde durchgeführt werden:
- • Analyse der Informationen des Roboters und des Lasertrackers sowie Herausfiltern von potenziellen Messfehlern des Lasertrackers.
- • Der Positions- und Orientierungsausgleich wird zur Idealplanung der Roboterhaltung hinzugefügt. Dieser Ausgleich korrigiert augenblicklich die Fehler in der Haltung des Roboters.
- • Die Armpositionen für die ideale Haltung (inklusive Ausgleich) werden kalkuliert. Sie werden in einem Regelkreis genutzt, der durch die geplanten Armpositionen zurückgeleitet wird. Die Ausgabe der Steuerung wird zum Positions-Sollwert der Motorensteuerung hinzugefügt.
