New robotic control method reduces external impact

- Newly engineered method free of disturbing forces
- IPTE Germany supports young students with their Bachelor and Master studies

It is a matter of course that IPTE Germany GmbH, a renowned specialist in test and manufacturing equipment located in Heroldsberg/Nuremberg, has to carefully ob-serve all disturbing effects in their machines providing mating, placement and rotating operations. In answer to these demanding requirements, Benedikt Auth has finished his Bachelor of Engineering degree course with an outstanding solution for the reposition of industrial robotic systems without any disturbing forces. His thesis was supervised at Georg-Simon-Ohm University of Applied Sciences in Nuremberg/Germany by Prof. Dr.-Ing. Martin Schröder of the faculty of electrical engineer-ing, precision engineering and information technology.

In the manufacture of hi-tech consumer electronic products, for example GPS navigation devices or sound systems used in cars, the turning moment of the various adjuster elements has to be carefully checked for verification of the correct function during the final product test. This haptical evaluation is carried out mainly by robotic systems which operate the device adjusters and at the same time measure the turning moment of this control element. However, the measurement is subject to external impact and errors if the adjuster does not work exactly in a centric way due to variations of the components. The resulting drag or retarding force interacts against the turning movement and therefore results in notable measurement errors.

Benedikt Auth’s new software-based solution very efficiently minimizes this unwanted effect. Consequently, highly precise position corrections, as well as error-free and exactly repeatable test results can be achieved in the final product test and in quality assurance. Up to now, those precise measurements have only been possible with the use of a substantial amount of additional equipment such as a PC-based controller with real-time operating system and a rack full of further instruments.

Furthermore, this new software-based approach can also be used in precise mating or placement operations. When, for example, contacts have to be applied in press-fit technology with a precisely defined force, an excessively high deviation from the reference value would either destroy the PCB, the substrate, or the contacts would not be sufficiently forced in their correct position. Both effects are, of course, undesirable and would drastically reduce the quality and reliability of the product, besides wasting a lot of money.

The supervisor at Georg-Simon-Ohm University, Prof. Dr.-Ing. Martin Schröder, ap-praises this bachelor thesis as being very constructive: “Benedikt Auth has completed his task with a high degree of dedication and substantial inventive talent. Thanks to his bachelor thesis it is now feasible to obtain precise measurements in these applications without having to adapt elaborated additional hardware in order to manipulate the computer control system.”

It is worth mentioning that Benedikt Auth is now part of the staff in the test and engineering department at IPTE Germany GmbH.

As an basic objective, IPTE Factory Automation (FA) systematically promotes the career advancement of its junior scientific staff. Two more IPTE engineers are currently writing their Master's thesis.

Neue Robotersteuerung reduziert Fremdeinfluss

- Neuentwickeltes Verfahren erlaubt störkraftfreie Anwendung
- IPTE Germany unterstützt Bachelor-Arbeit

Mit der Bachelor-Arbeit zur Nachführung eines Industrie-Roboters für störkraftfreie Anwendung hat Benedikt Auth sein Studium zum Bachelor of Engineering mit Fachrichtung Automatisierungstechnik an der Georg-Simon-Ohm-Hochschule für angewandte Wissenschaften in Nürnberg, bei Prof. Dr.-Ing. Martin Schröder Fakultät Elektrotechnik, Feinwerktechnik, Informationstechnik, abgeschlossen. Die Arbeit entstand nach Aufgabenstellung und mit Unterstützung der IPTE Germany GmbH, Heroldsberg und befasste sich mit der Beseitigung von Störeinflüssen bei Füge- und Drehvorgängen.

Bei vielen Produkten der Consumer Electronic, wie beispielsweise Navigationsgeräte oder Soundanlagen in PKWs, muss beim abschließenden Test das Drehmoment der Einsteller zur Kontrolle der einwandfreien Funktion überprüft werden. Dieser Haptiktest erfolgt in aller Regel mit Robotern, die die Einsteller betätigen und dabei das Drehmoment messen. Beeinflusst und verfälscht wird die Messung allerdings, wenn der Einsteller durch die Variation der Bauelemente nicht exakt zentrisch läuft. Der dadurch entstehende Widerstand wird der Drehbewegung entgegensetzt und verfälscht die Messung. Diesem Effekt wirkt die Software-Entwicklung von Benedikt Auth wirkungsvoll entgegen. Das Ergebnis sind eine punktgenaue Positionskorrektur sowie unverfälschte und reproduzierbare Prüfergebnisse in der Qualitätssicherung, die bisher nur mit erheblichem zusätzlichem Aufwand (z.B. PC-Controller mit Echtzeitbetriebssystem und wesentlich umfangreicherer Hardware) erreichbar wäre.

Darüber hinaus lässt sich die Software-Entwicklung auch bei Füge-Prozessen einsetzen. Müssen beispielsweise Kontakte mit exakt definierten Kräften eingepresst werden, würde eine Kraftabweichung entweder die Leiterplatte zerstören oder die Kontakte wären nicht vollständig eingepresst.

Der Betreuer der Georg-Simon-Ohm-Hochschule, Herr Prof. Dr.-Ing. Martin Schröder bewertet die Bachelorarbeit sehr positiv: „Herr Auth hat seine Aufgabe mit hohem Einsatz und beträchtlichem Erfindungsgeist gelöst. Dank seiner Bachelorarbeit ist es nun möglich, genaue Messungen durchzuführen, ohne dass mit aufwändiger Zusatzhardware in die Steuerung des Roboters eingegriffen werden muss.“

Benedikt Auth arbeitet seit dem 01.10.2011 als Test- und Entwicklungsingenieur bei der IPTE Germany GmbH im Bereich Test.

IPTE FA setzt konsequent auf die Förderung von Nachwuchs aus dem eigenen Haus. Derzeit arbeiten zwei weitere IPTE Ingenieure an ihrer Masterarbeit.