Roboterbasierte Bearbeitungssysteme können in den unterschiedlichsten Arbeitsräumen eingesetzt werden. Industrieroboter lassen sich leicht an verschiedene Bearbeitungsaufgaben anpassen. Durch den Einsatz vielseitiger Endeffektoren können Roboter ein breites Spektrum an Prozessen übernehmen. Mögliche Einsatzzwecke reichen von der mechanischen Bearbeitung bis hin zu Montage- oder Prüfaufgaben.

Gleichzeitig bringt der Einsatz von robotischen Bearbeitungssystemen technische Herausforderungen mit sich. Im Vergleich zu konventionellen Werkzeugmaschinen verfügen Industrieroboter über eine geringere absolute und wiederholbare Positioniergenauigkeit. Hinzu kommen statische als auch dynamische Nachgiebigkeiten, die stark von der jeweiligen Pose abhängen und sich negativ auf die Prozessstabilität auswirken können. Diese systembedingten Eigenschaften erschweren die präzise Bahnplanung und erhöhen die Anfälligkeit für dynamische Effekte wie Rattern oder Vibrationen im Allgemeinen während des Bearbeitungsprozesses.

Um die Potenziale der robotergestützten Fertigung dennoch erfolgreich auszuschöpfen, sind anwendungsspezifische Strategien zur Kompensation dieser systembedingten Schwächen erforderlich.

In vielen Fällen ist eine vollständige Automatisierung, zum Beispiel durch Einsatz von Industrierobotern, keine wirtschaftlich sinnvolle Lösung. Ein Grund sind eingeschränkte Zugänglichkeiten sowie die Notwendigkeit der Parallelisierung verschiedener Arbeitsschritte im gleichen Fertigungssystem. Eine Bearbeitung kann unter den gegebenen Voraussetzungen nur durch den Einsatz manuell geführter Werkzeuge erfolgen. Bei der manuellen Bohrbearbeitung wird die Position und Winkligkeit relativ zum Werkstück, sowie die Prozessdurchführung und damit die resultierende Bearbeitungsqualität vollständig durch die Handhabung des Werkers bestimmt. Der Erfahrungsstand der Mitarbeitenden und externe Einflüsse wie ergonomische Bedingungen und individuelle Herangehensweisen führen zu einer hohen Prozessvariabilität, die sich in Schwankungen der Bearbeitungsqualität widerspiegeln kann. Darüber hinaus ist die Prozessüberwachung und -dokumentation bei manuellen Anwendungen erschwert. Prozessparameter, wie zum Beispiel der Vorschub bei der manuellen Bohrbearbeitung, sind nicht klar definiert und nur schwer messbar. Am IPMT werden Ansätze erforscht, die manuelle Bohrbearbeitung zu überwachen und den Mitarbeitenden bei ihren Bearbeitungsaufgaben zu unterstützen.

Im Gegensatz zu vollständig manuellen Bohrmaschinen, werden semi-automatische Bohrvorschubeinheiten (BVEs) manuell in einer Bohrschablone positioniert und arretiert, führen die Bearbeitungsaufgabe jedoch automatisch, nach vorgegebenem Programm durch. Prozessparameter können zwar definiert werden, die kompakte Bauweise und verhältnismäßig geringe Antriebsleistung der Maschinen beeinflussen die Einhaltung der korrekten Prozessparameter negativ. Aufgrund der lokalen Einspannung in der Bohrschablone werden Abdrängungen und Vibrationen des Bearbeitungssystems begünstigt. Die eingesetzten Bohrwerkzeuge müssen diesen Prozessbedingungen standhalten. Das IPMT beschäftigt sich daher mit der Auslegung und der experimentellen Untersuchungen von Bohrwerkzeugen für diese spezielle Art des Maschinentyps.

Zur Verbesserung manueller oder teilautomatisierter Fertigungsprozesse spielt die digitale Unterstützung des Werkers eine zunehmend wichtige Rolle. Informationssysteme können gezielt dazu beitragen, den Bedienenden durch visuelle, akustische oder taktile Hinweise in Echtzeit bei der Durchführung der Bearbeitungsaufgabe zu unterstützen. Dies kann unter anderem durch die Anzeige von Bearbeitungsschritten, Toleranzen oder sicherheitsrelevanten Informationen erfolgen. Ein zentrales Element solcher Systeme ist die Prozessüberwachung. Sie ermöglicht die kontinuierliche Erfassung und Auswertung der Prozessdaten, wodurch Qualitätsabweichungen frühzeitig erkannt und vermieden werden können. Als Teil einer Prozessüberwachung können auch externe Systeme, wie eine Maschinenlokalisierung eingesetzt werden, die die Einhaltung von im Informationssystem hinterlegten Prozessparametern und Positionen überwacht. Das IPMT forscht hierzu an der Echtzeitüberwachung von manuellen Bohrprozessen und an der Verknüpfung von Planungs- und Prozessdaten über eine präzise Geolokalisierung der Bearbeitungsmaschine.