Automatische Bahnplanung für die Aufteilung von Prozessbewegungen in synchrone Werkstück- und Werkzeugbewegungen mittels Multi-Roboter-Systemen

Automatic Path Planning for the Division of Process Movements into Synchronous Workpiece and Tool Movements using Multi-Robot Systems

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus4-140727
  • Forschungsschwerpunkt dieser Arbeit ist ein Konzept für die Aufteilung in synchron ausgeführte Bewegungen von Werkstück und Werkzeug, das für unterschiedliche proprietäre Steuerungskonzepte implementierbar ist, ohne in deren Steuerungsebene einzugreifen. Hierfür wird ein universeller Ansatz erarbeitet, der sich in Offline-Programmiersoftware integrieren lässt und die Programme für die beteiligten Roboter automatisiert generiert. Der Ansatz enthält zudem die Möglichkeit, eine zweckmäßige Skalierung und Begrenzungen der Aufteilung vorzunehmen, damit er für die spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen geeignet ist. Folglich sind eine zielgerichtete Verteilung auf die einzelnenForschungsschwerpunkt dieser Arbeit ist ein Konzept für die Aufteilung in synchron ausgeführte Bewegungen von Werkstück und Werkzeug, das für unterschiedliche proprietäre Steuerungskonzepte implementierbar ist, ohne in deren Steuerungsebene einzugreifen. Hierfür wird ein universeller Ansatz erarbeitet, der sich in Offline-Programmiersoftware integrieren lässt und die Programme für die beteiligten Roboter automatisiert generiert. Der Ansatz enthält zudem die Möglichkeit, eine zweckmäßige Skalierung und Begrenzungen der Aufteilung vorzunehmen, damit er für die spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen geeignet ist. Folglich sind eine zielgerichtete Verteilung auf die einzelnen Roboter sowie die Berücksichtigung von prozessbedingten Randbedingungen, wie beispielsweise eine konstante Werkstückorientierung oder eine Einschränkung des kartesischen Arbeitsraumes, umsetzbar. Der Aufteilungsansatz wird exemplarisch für einen Aufbau mit zwei Knickarmrobotern und einen Aufbau mit einem Zweiarmroboter implementiert und umfassend evaluiert. Dabei erfolgen allgemeine sowie anwendungsspezifische Untersuchungen hinsichtlich des Einflusses der Kooperation auf die Bearbeitungsgenauigkeit, die Prozesszeit sowie auf die werkstückbezogene Erreichbarkeit.show moreshow less
  • The research focus of this thesis is a concept for the division into synchronously executed movements of workpiece and tool that can be implemented for different proprietary control concepts without intervening in their control level. For this purpose, a universal approach is being developed that can be integrated into offline programming software and automatically generates the programs for the participating robots. The approach also includes the ability to scale and limit the division to suit the specific requirements of different applications. Consequently, a targeted division to the individual robots as well as the consideration of process-related boundary conditions, such as a constantThe research focus of this thesis is a concept for the division into synchronously executed movements of workpiece and tool that can be implemented for different proprietary control concepts without intervening in their control level. For this purpose, a universal approach is being developed that can be integrated into offline programming software and automatically generates the programs for the participating robots. The approach also includes the ability to scale and limit the division to suit the specific requirements of different applications. Consequently, a targeted division to the individual robots as well as the consideration of process-related boundary conditions, such as a constant workpiece orientation or a restriction of the Cartesian workspace, can be implemented. The division approach is implemented as an example for a set-up with two articulated arm robots and a set-up with a two-arm robot and evaluated extensively. General and application-specific investigations are carried out with regard to the influence of the cooperation on the processing accuracy, the process time and on the workpiece-related reachability.show moreshow less

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Metadaten
Author:Maximilian Wagner
Persistent identifiers - URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus4-140727
Persistent identifiers - DOI:https://doi.org/10.25593/978-3-96147-310-6
ISBN:978-3-96147-310-6
Series (Volume number):FAU Studien aus dem Maschinenbau (344)
Publisher:FAU University Press
Place:Erlangen
Editor:Jörg Franke, Nico Hanenkamp, Marion Merklein, Michael Schmidt, Sandro Wartzack
Referee:Jörg Franke, Alois Zoitl, Peter Heß
Advisor:Jörg Franke
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of publication:2020
Date of online publication (Embargo Date):2020/07/07
Publishing Institution:FAU University Press
Granting institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Acceptance date of the thesis:2019/07/19
Release Date:2020/07/10
Tag:Automatische Bahnplanung; Kooperative Bearbeitung; Kooperative Bewegung; Kooperierende Industrieroboter; Multi-Roboter-Systeme; Prozessaufteilung; Synchrone Kooperation; Werkstückerfassung
SWD-Keyword:Ingenieurwissenschaften; Maschinenbau; Produktionstechnik
Length/size:xxi, 181 Seiten
Notes:
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-309-0
Original publication:mb.fau.de/diss
Institutes:Technische Fakultät / Department Maschinenbau
Technische Fakultät / Department Maschinenbau / Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS)
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 60 Technik / 600 Technik, Technologie
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 629 Andere Fachrichtungen der Ingenieurwissenschaften
open_access (DINI-Set):open_access
Collections:Universität Erlangen-Nürnberg / FAU University Press
Licence (German):Creative Commons - CC BY-NC - Namensnennung - Nicht kommerziell 4.0 International
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