In der Montage von schalenförmigen Großbauteilen werden zunehmend flexible, roboterbasierte Montagesysteme gefordert, um starre, bauteilspezifische Vorrichtungen zu ersetzen. Neben der Flexibilität steigt durch die zunehmende Anzahl an Freiheitsgraden jedoch auch die steuerungstechnische Komplexität der Montagesysteme. Die Folge ist, dass die Fähigkeiten vorhandener roboterbasierter Systeme in der Großbauteilmontage mit aktuellen Steuerungskonzepten nicht voll ausgenutzt werden können. In dieser Arbeit wird untersucht, wie die Freiheitsgrade dieser Montagesysteme beherrscht werden können.
Als Anwendungsbeispiel wird die Montage von Flugzeugschalen identifiziert, da hier bzgl. der Anlagentechnik und der Prozesssteuerung großer Handlungsbedarf in der Industrie besteht. Bei diesem Prozessschritt müssen Verformungen des Großbauteils durch das gezielte Einleiten von Kräften kompensiert werden, ohne dass unzulässige Kräfte, die das Bauteil beschädigen, überschritten werden. Da die Verformungen für jedes Bauteil individuell anders sind, stößt konventionelle Automatisierung zur Steuerung dieses Prozesses an ihre Grenzen. Es wird erforscht, ob selbstoptimierende Produktionssysteme, die über Messtechnik Veränderungen ihrer Umwelt wahrnehmen, auf Basis geeigneter Modelle ihre Zielsetzung neu planen und ihr Verhalten entsprechend der neuen Zielsetzung anpassen können, für dieses komplexe Steuerungsszenario angewendet werden können.
Für die Ausführung dieses Prozesses zur Verformungskompensation wird ein rekonfigurierbares Handhabungssystem entwickelt, bei dem das Bauteil von mehreren Handhabungseinheiten gehalten wird und diese die erforderlichen Prozesskräfte in das Bauteil einleiten. Um die Bedienbarkeit dieses Handhabungssystems zu erleichtern, wird ein Steuerungssystem erarbeitet, in dem die Funktionen der selbstoptimierenden Prozesssteuerung und einer grafischen Programmierung in einem Simulationssystem kombiniert werden. Erst durch diese Integration von Programmier- und Steuerungssystem kann die Handhabungsaufgabe zentral beschrieben und die Wiederinbetriebnahme des rekonfigurierbaren Systems bei wechselnden Aufgaben vereinfacht werden. Das Steuerungskonzept wird implementiert, an einem Prüfstand validiert und die Funktionsfähigkeit nachgewiesen.
Abschließend wird der Fortschritt gegenüber dem bestehenden Stand der Technik aufgezeigt, die industrielle Relevanz dargestellt und ein Ausblick auf künftige Arbeiten gegeben.