Geschichte des LBR
Die Leichtbaurobotik bildet seit den 1990er-Jahren einen Forschungsschwerpunkt des Instituts für Robotik und Mechatronik.
Um einen Roboter mit einem 1:1-Verhältnis von Nutzlast zu Eigengewicht Realität werden zu lassen, wurde ein neuartiger Ansatz verfolgt: Anstatt die für Montage und Service von Baugruppen oder Anlagen notwendige Positioniergenauigkeit wie bei herkömmlichen Industrierobotern durch den Einsatz einer möglichst steifen und dadurch voluminösen und schweren Struktur zu erreichen, erfühlt der Leichtbauroboter ähnlich wie ein menschlicher Arbeiter die korrekten Positionen am Werkstück. Im Fall eines klassischen ‚Peg in hole‘ Problems wird beispielsweise die Fügeposition nur millimetergenau auf Kontakt angefahren und anschließend die tatsächliche Fügeposition im Verlauf einer Suchbewegung durch die eingebauten Sensoren erkannt.
Die hierfür notwendige integrierte Drehmomentsensorik bietet noch weitere Vorteile:
- Schwingungen des Roboterarmes können direkt gemessen und aktiv gedämpft werden, was sehr dynamische Bewegungen erlaubt
- Kollisionen mit der Umgebung werden sofort detektiert, was in Verbindung mit der geringen Masse des Leichtbauroboters eine sichere Interaktion mit dem Menschen ermöglicht
Die geringe Masse durch die - verglichen mit Industrierobotern - leichtere Struktur erlaubt bei gleicher Dynamik den Einbau leichterer Antriebe. Dies verringert das Gesamtgewicht noch weiter und vereinfacht den Transport der Roboter zu wechselnden Einsatzorten.
Der erste Leichtbauroboter am Institut für Robotik und Mechatronik war der 1995 fertiggestellte DLR Leichtbauroboter (LBR) I. Ebenso wie sein im Jahr 2000 vorgestellter Nachfolger LBR II, war er ein reines Forschungssystem. Die mit diesen beiden Generationen von Leichtbaurobotern gesammelten Erfahrungen flossen in die Entwicklung des 2003 präsentierten LBR III ein.
Nachdem der DLR LBR III die Lizensierungsreife erreicht hatte, wurde er im Jahr 2004 an die KUKA Roboter GmbH lizensiert. Diese entwickelte ihn über den KUKA LBR 4 (2008) und KUKA LBR 4+ (2010) zum KUKA LBR iiwa (2013) weiter.
Der DLR LBR III und seine Nachfolger KUKA LBR 4, KUKA LBR 4+ und KUKA LBR iiwa haben sowohl für industrielle als auch für Forschungsanwendungen großes Potential bewiesen.
Ab März 2009 wurde der KUKA LBR 4 im Mercedes-Benz-Werk Untertürkheim zur vollautomatischen Montage von Hinterachsgetrieben eingesetzt. Als im Dezember 2012 Daimler-Benz und KUKA eine weitere strategische Kooperation zur Untersuchung der Zusammenarbeit von menschlichen Arbeitern und KUKA Leichtbaurobotern bei Montageaufgaben unterzeichneten, waren bereits über 500.000 Hinterachsgetriebe von den Leichtbaurobotern zusammengesetzt worden.
Im Rahmen des Projekts SMErobotics verwendete das DLR den KUKA LBR iiwa, um Verfahren zur einfachen Automatisierung von Montageaufgaben zu erforschen.
Dank seines Leichtbaudesigns und der integrierten Drehmomentensensorik, erlaubt der DLR LBR III eine enge Interaktion zwischen Mensch und Roboter. Um Lösungen für eine sichere, intuitive und dynamische Mensch-Roboter-Interaktion zu entwickeln, forscht das Institut für Robotik und Mechatronik auch auf diesem Feld.
Zudem ist der DLR LBR III Teil verschiedener robotischer Forschungssysteme des DLR. So bildet er beispielsweise zusammen mit der DLR Hand II den Arm des humanoiden Roboters Rollin' Justin.
