Kategorie: ‘Bahnplanung’
ReConBot – Ein rekonfigurierbarer Roboter
Durch die gezielte Beeinflussung der Roboterstruktur in Form von zusätzlichen Gelenken, können rekonfigurierbare Roboter synthetisiert werden. Diese zeichnen sich über zusätzliche innere Freiheitsgrade aus, welche eine innere Beweglichkeit des Roboters erlauben, ohne eine Posenänderung des Endeffektors zu bewirken. Dies wird häufig bei seriellen Strukturen zur Vermeidung von Kollisionen eingesetzt, wobei sich aber auch parallele Strukturen mit geschlossenen kinematischen Ketten dazu eignen. Am IGMR wurde der ReConBot als parallele Struktur entwickelt, welche durch die kinematische Redundanz auch für einen Strukturwechsel geeignet ist. So ist es möglich unterschiedlichste Konfigurationsräume miteinander zu verbinden und auch die Struktur von einem Vierglied oder Fünfglied zu realisieren, indem sonst aktuierte Gelenke antriebslos geschaltet werden. Der ReConBot zielt auf den hochflexiblen Einsatz in den anspruchsvollen Szenarien des Katastrophenschutz ab.
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Manipulatorspezifische Pfadplanung für die Multidirektionale Additive Fertigung
In einem gemeinsamen Forschungsprojekt des IGMR mit dem ISF der RWTH Aachen wird an der Multidirektionalen Additiven Fertigung metallischer Bauteile geforscht.
Mithilfe der Multidirektionalen Additiven Fertigung (MDAM) wird das schichtweise Aufbauen komplexer Bauteile ohne Stützstrukturen ermöglicht. Durch das Bewegen der Grundplatte mittels eines Industrieroboter bei gleichzeitig feststehender Schweißpistole kann das zu druckende Bauteil stets so ausgerichtet werden, dass Stützstrukturen vermieden werden können. Die besondere Herausforderung liegt hierbei in der Berücksichtigung besonderer Schweißverfahren mit externer Drahtzuführung sowie der Verwendung mitgeführter Sensorik zur Prozessüberwachung. Dadurch ergibt sich eine Abhängigkeit der Orientierung der Schweißpistole relativ zum aktuell gedruckten Pfad.
Im Rahmen seiner Masterarbeit entwickelte Jan Wiartalla einen Pfadplanungsalgorithmus, der hierfür innerhalb vorgegebener, ebener Bauteil-Slices einen ausführbaren und nach Möglichkeit kontinuierlichen Pfad berechnet, der die Querschnittsfläche vollständig ausfüllt. Dieser ist roboterspezifisch, sodass der Algorithmus stets den aktuell eingesetzten Roboter und dessen Limitierungen berücksichtigt. Durch eine standardisierte Schnittstelle kann das Robotermodell einfach ausgetauscht und der Algorithmus so schnell an unterschiedliche Testumgebungen adaptiert werden. Das Video illustriert in vereinfachter Weise das Vorgehen des Algorithmus.
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Multidirektionale Additive Fertigung im Lichtbogenschweißverfahren
Im Zusammenarbeit mit dem ISF, RWTH Aachen forschen wir am IGMR an der Multidirektionalen Additiven Fertigung. In dieser Anwendung zur Herstellung von Metallbauteilen.
Die Multidirektionale Additive Fertigung ermöglicht sowohl im klassischen FDM-Verfahren mit Kunststoff als auch bei schichtweisen Aufbau im Lichtbogenschweißverfahren die Herstellung von komplexen Bauteilen ohne Stützstrukturen. Am IGMR wird dazu die gesamte Prozesskette der Additiven Fertigung auf die besonderen Herausforderungen dieses Verfahren aus robotischer Sicht erweitert. Dazu gehört die Zerlegung eines virtuellen Bauteils in Schichten (Slicing), die anschließende Planung eines kollisionsfreien Aufbaus, die Generierung von ausführbaren Roboterpfaden zum Ausfüllen der Schichten sowie der notwendigen Trajektorienplanung.
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