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Bearbeiter: I. Bremer , V. Schulz
Kooperation: ein schwäbisches Softwarehaus für Produktionsplanung, M. Steinbach (Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin)
Beschreibung der Forschungsarbeit:
Der Aufbau virtueller Produktionsanlagen ermöglicht eine präzise Anlagenplanung verbunden mit einer erhöhten Kostensicherheit beim anschließenden Bau dieser Anlagen. In diesem Arbeitsfeld des Industriepartners wurden Methoden entwickelt zur Bahnplanung von Roboter- und Menschmodellen, die bei der Automobilproduktion auch miteinander interagieren sollen. Aufgrund des Online-Einsatzes im Rahmen eines virtuellen Produktionssimulations- und Planungstools und der Tatsache, dass beim praktischen Einsatz immer deutlich mehr als nur ein einzelner Roboter betrachtet werden müssen, standen hierbei Echtzeitgesichtspunkte im Vordergrund.
Im Bereich der Bahnplanung von Robotern wurde zunächst ein schneller Algorithmus für die inverse Kinematik des Mehrkörpersystems Roboter entworfen und implementiert. Für die Bahnplanung wurden gegenüber dem in [1], [2] dargestellten Stand der Technik zur optimalen Offline-Bahnplanung komplexitätsreduzierende Techniken entwickelt, um dem Echtzeitaspekt und aus praktischen Erwägungen speziell gewählten Parametrisierungen gerecht zu werden.
Die Bahnplanung von Menschmodellen wird bereits im Bereich der ,,inversen Kinematik`` deutlich anspruchsvoller, da beispielsweise die Endposition und -ausrichtung einer Hand durch die Arm- und Rumpfgelenke überparametrisiert ist. Zur Behebung dieses prinzipiellen Problems wurden heuristische Ergonomiefunktionale verwendet, um das Problem der inversen Menschkinematik durch einen Optimierungszugang zu lösen. Die Bahnplanung des Menschmodells wurde in einem ersten Ansatz analog zu den Robotermodellen implementiert. In dem weiteren, praktisch sehr relevanten Aspekt der Kollisionsvermeidung wurden erste Voruntersuchungen unternommen.
Projektliteratur:
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