Effiziente Modellierung flexibler Robotersysteme zur Echtzeitsimulation am Beispiel eines Leichtbauroboters

Zusammenfassung Die Echtzeitsimulation mechanischer Systeme und digitaler Zwillinge gewinnt in der Industrie an Bedeutung, da sie die Optimierung von Steuerungsalgorithmen, die Vorhersage des Systemverhaltens und die Implementierung von Regelstrategien ermöglicht. Ein Industriepartner entwickelt hierfür einen mobilen Leichtbauroboter für den Logistikbereich, dessen strukturelle Flexibilität zu elastischen Durchbiegungen führt. Zur Verbesserung von Genauigkeit und Leistungsfähigkeit werden zwei Modellierungsansätze vorgestellt: (1) eine physikalische White-Box-Modellierung als flexibles Mehrkörpersystem, bei der ein Finite-Elemente-Modell mittels Modellordnungsreduktion vereinfacht wird, und (2) ein Finite-Segmente-Modell mit Parameteridentifikation. Beide Ansätze werden auf den Roboter angewendet und jeweils hinsichtlich Modellierungsaufwand und Genauigkeit qualitativ bewertet.