Rechnergestütztes Bediensystem für einen Telemanipulator zur Sanierung von gemauerten Abwasserkanälen

In dieser Arbeit wird ein rechnergestütztes Bediensystem für die fernbediente Sanierung von gemauerten Abwasserkanälen vorgestellt. Die Arbeitsaufgabe besteht darin, den alten Mörtel auf eine bestimmte Tiefe auszufräsen und die Fuge anschließend wieder zu verfüllen. Die Kernkomponente des Systems ist ein fünfachsiger Knickarmmanipulator, der vom Transport in den Kanal und vom Aufbau im Kanal den gegebenen geometrischen Beschränkungen entspricht. Das Steuerungssystem des Telemanipulators setzt sich aus einer konventionellen Robotersteuerung für die Bahnsteuerung und einem Personal-Computer als Bedienrechner für die Berechnung der Fugenbahnen zusammen, wobei die Bahnvorgabe durch den Bediener ständig korrigiert werden kann. Die berechneten Fugenendpunkte kann der Bediener in einem an die Kanaloberfläche angepaßten Koordinatensystem an den realen Fugenverlauf anpassen. Der Bediener überwacht die Werkzeugbewegungen über drei Kameras. Da diese jedoch nur einen kleinen Ausschnitt von der Arb eitsaufgabe und dem Arbeitsumfeld geben können, erhält der Bediener eine zusätzliche Unterstützung durch Computergraphiken. Zum einen wird ihm auf dem Bildschirm ein 2D-Modell des Telemanipulators dargestellt und zum anderen wird ihm der Arbeitsfortschritt dargestellt. Im Gegensatz zu den Längsfugen-Bahnen werden die Querfugen nicht berechnet, sondern während des Längsfugenfräsens durch Teach-In der Ziegeleckpunkte erfaßt. Dadurch werden Arbeitsschritte eingespart und somit die Arbeitsgeschwindigkeit gesteigert. Aus den programmierten Eckpunkten wird ein Querfugenprogramm generiert. Zur Kontrolle wird dem Bediener dieses Bahnprogramm graphisch auf dem Bildschirm dargestellt. In mehreren Versuchen wurde gezeigt, daß durch diese Computerunterstützung die Arbeitsleistung des Bedieners nicht nur gesteigert werden kann, sondern in Einzelfällen sogar unbedingt notwendig ist, um die Aufgabe zu erfüllen. Mit diesem Sanierungssystem konnte gezeigt werden, daß sich im Zusammenhang miteiner robusten Kinematik und einer leistungsfähigen und flexiblen Kombination aus Bedienrechner und Bahnsteuerung auch Automatisierungsaufgaben außerhalb der Fertigungstechnik lösen lassen.