HOMER
Hoch-redundante modulare Robotersysteme zum flexiblen Einsatz in der Raumfahrt und der Automotive-Serienfertigung
Im INNOspace-Förderprojekt HOMER werden gemeinsam mit dem Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme (IRAS) der TU Braunschweig hochredundante modulare Roboterarme für Raumfahrtanwendungen entwickelt, die einen kostengünstigen Aufbau sowie die Möglichkeit der Rekonfiguration im Betrieb ermöglichen.
Robotikanwendungen spielen in der Raumfahrt eine fundamentale Rolle. Nicht nur für die Exploration, sondern auch für Fertigung, Manipulationsaufgaben, Wartungsarbeiten, Transport von Astronauten und Ladung sowie das Andocken von Raumfahrzeugen und Modulen werden robotische Systeme eingesetzt. Herkömmliche robotische Manipulatoren folgen meist dem gleichen Bauprinzip mit serieller Kinematik und sechs bis sieben Freiheitsgraden. Diese sind in der Regel komplex und kostenintensiv. Das HOMER‑Konzept hingegen verfolgt einen leichten und kompakten Roboter mit vielen baugleichen Gelenken. Es ist für die Nutzung auf Kleinstsatelliten optimiert, um robotische Operationen im Weltraum zu ermöglichen. Der Roboterarm ist durch die Vielzahl an Gelenken hyperredundant und kann schwer zugängliche Orte erreichen sowie Hindernisse umgehen.
Für weitere Flexibilität in der Nutzung ist der Arm modular aufgebaut. Mit Hilfe der am SLA, im Rahmen des Projektes iBOSS, entwickelten Schnittstelle iSSI (intelligent Space System Interface) können beliebig viele Module kombiniert und damit ein Roboterarm mit beliebig vielen Freiheitsgraden konfiguriert werden. Weiterhin bietet der modulare Aufbau die Möglichkeit der autonomen Rekonfiguration. Durch Hinzufügen und Entfernen von Modulen kann so die für den jeweiligen Anwendungsfall optimale Kombination aus benötigter Reichweite und Genauigkeit generiert werden. Damit bildet HOMER ein hoch-redundantes modulares Roboter-Baukastensystem, das nicht nur in der Raumfahrt eingesetzt werden kann. Auch für jegliche Arten robotisch unterstützter terrestrischer Anwendungen bietet HOMER eine Vielzahl von Möglichkeiten. Damit besteht hohes Transferpotential in die industrielle Serienfertigung da deutliche Einsparpotentiale durch die höhere Verfügbarkeit der Anlagen, den höheren Automatisierungsgrad und damit auch eine gesteigerte Produktivität zu erwarten sind.
Zum Nachweis der Machbarkeit auf der Erde wird im Rahmen des Projektes am SLA der Demonstrator MARGE mit drei Freiheitsgraden entwickelt, gefertigt und betrieben. Dies umfasst die Ermittlung von Betriebslasten, Auslegung der Aktoren, Design der Gelenke sowie Auslegung und Optimierung der Struktur.
Bei Steuerung und Regelung sowie der Kommunikation im Roboterarm erhalten wir Unterstützung von Actronic Solutions und KVASER.