Kategorie: ‘Trajektorie’
Optimalsteuerung zur Schwingungsunterdrückung
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In Pick and Place Aufgaben, welche in der industriellen Praxis häufig mit Delta Robotern umgesetzt werden, werden kurze Zykluszeiten angestrebt. Diese führen zu hohen Beschleunigungen des Roboters und somit zu hohen Trägheitskräften, welche das Gestell zu Schwingungen anregen. Die Gestellschwingungen reduzieren die Performance und die Positioniergenauigkeit des Roboters und führen zu Materialermüdung. Um die Gestellschwingungen zu reduzieren, haben wir einen Optimalsteuerungsansatz entwickelt, der schwingungsreduzierende Trajektorien berechnet. Zur Schwingungsreduktion wird hierbei die freie Gestellschwingung nach Trajektorienende unterdrückt. Der gewählte Ansatz optimiert die Trajektorie ganzheitlich, d.h. es werden sowohl der geometrische Pfad als auch das Bewegungsgesetz entlang des Pfades optimiert. Die Optimierung nutzt ein Mehrkörpersimulationsmodell, welches mithilfe einer experimentellen Systemidentifikation aufgebaut wurde. Anwendungs- und roboterspezifische Randbedingungen können bei der Berechnung schwingungsreduzierende Trajektorien berücksichtigt werden.
Ansprechpartner:
Nils Brückmann
Christian Mirz
Preprint des zugehörigen Papers finden Sie hier.
Weitere Informationen zum Delta Roboter finden Sie hier.
FunkDAF: Mehrdimensionale additive Fertigung
Am IGMR arbeiten wir im Rahmen des DFG-geförderten Forschungsprojekts FunkDAF gemeinsam mit den Instituten MSE und VCI an der nächsten Generation der additiven Fertigung: der schichtlosen, mehrdimensionalen Materialdeposition.
🔹 Was bedeutet das?
Durch multiaxiale additive Fertigung mit einem robotergeführten Druckbett können wir Material entlang von Spannungsverläufen gezielt ablegen. Dies führt zu einer verbesserten Materialausnutzung und reduziert die Nachteile des schichtweisen Aufbaus.
🔹 Unsere Herausforderungen:
– Präzise Roboterführung entlang der Druckpfade
– Synchronisation von Extruder und Roboterbewegung
– Konstante Druckgeschwindigkeit für höchste Qualität
Die Druckpfade werden am VCI aus FEM-Spannungsdaten generiert – so entstehen mechanisch optimierte Strukturen. 💡
Ansprechpartner:
Mark Witte – witte@igmr.rwth-aachen.de
IMBA-Schulung für das IIDEA-Projektteam
Unser IIDEA-Projektteam hat an einer Schulung zur „Integration von Menschen mit Behinderungen in die Arbeitswelt“ (IMBA) teilgenommen.
IMBA ist an der Schnittstelle von medizinischer und beruflicher Rehabilitation positioniert und ermöglicht eine präzise Beschreibung und Vergleich von Arbeitsanforderungen und menschlichen Fähigkeiten. In der Schulung wurden die Grundlagen von IMBA vermittelt, mit einem besonderen Fokus auf den definierten Merkmalen, die als Grundlage für die Bewertung von Arbeitsanforderungen und Fähigkeiten dienen. Ein Höhepunkt der Schulung war die Einführung in die Software „Marie Plus“, die eng mit dem IMBA-Konzept verbunden ist. Die Schulung wurde von Torsten Alles, Ph.D., dem Geschäftsführer des iqpr, durchgeführt. Sein umfassendes Wissen und seine Erfahrung haben dazu beigetragen, die Bedeutung von IMBA in der Arbeitstherapie und der tätigkeitsorientierten medizinischen Rehabilitation zu unterstreichen.
Wir sind überzeugt, dass diese Schulung unsere bisherige Forschung unterstützen wird und einen wertvollen Beitrag zum IIDEA-Projekt leisten wird. Wir sind dankbar für die Expertise, die wir durch diese Schulung gewonnen haben, und freuen uns darauf, die erworbenen Kenntnisse in unserer täglichen Arbeit anzuwenden.
Hier findet ihr weitere Informationen zum IIDEA-Projekt.
Ansprechpartner:
Mathias Hüsing
Carlo Weidemann
Elodie Hüsing
Sophie-Charlotte Keunecke
Christina Jansen
Neues Forschungsthema am IGMR: Pick & Toss
In heutigen Produktionsanlagen sind robotische Pick & Place Prozesse nicht mehr wegzudenken. Hierbei werden Handhabungsobjekte vom Roboter gegriffen und an der Zielposition mit der angestrebten Zielorientierung abgelegt. Eine innovative Möglichkeit den Arbeitsraum eines Roboters signifikant zu vergrößern sowie Prozesszeiten zu verringern ist die Erweiterung dieses Prozesses um das gezielte Werfen von Handhabungsobjekten. Mögliche Einsatzgebiete sind die Sortierung von Produkten, die beim Wurf nicht beschädigt werden (z.B. Schrauben oder Muttern) oder deren Beschädigung untergeordnet relevant ist (z.B. Aussortieren fehlerhafter Produkte, Trennen von Werkstoffen in Recyclingstätten).
Unser Ziel ist es den robotischen Pick & Toss Prozess durch die Kombination von klassisch analytischen und machine learning Modellen zu beschreiben, sodass der innovative Prozess industriell nutzbar wird.
Ansprechpartner:
Nils Brückmann
Johannes Bolk
Querschnittsgruppe: Application Dynamics
Das Team hinter Application Dynamics setzt sich aus allen Forschungsbereichen des IGMR zusammen. Auf diese Weise können die Fähigkeiten auf dem Gebiet der Schwingungsanalyse und Maschinendynamik optimal mit den Kompetenzen und langjährigen Erfahrungen rund um die Themen der Getriebetechnik und Robotik verein werden. Dieser Zusammenschluss Instituts interner Forschungsschwerpunkte, ermöglicht Problemlösungen in denen sowohl fachliche Kompetenzen der Dynamik als auch anwendungsspezifisches Fachwissen gefragt sind. Angewendet wird dieser Wissensquerschnitt beispielsweise in Form einer anforderungsbasierten Untersuchung und Ausnutzung der dynamischen Effekte eines Systems. Der Fokus liegt auf Anwendungen aus dem Bereich der Robotik und Getriebetechnik, erfasst darüber hinaus jedoch jegliche Arten mechanischer Bewegungseinrichtungen. Der aktuelle Forschungshorizont erstreckt sich von kinematischer Redundanz über high Speed Trajektorien bis hin zur Nutzung neuronaler Netze, mit welchen eine Erweiterung des Arbeitsraumes durch innovative Objektmanipulation erreicht wird.
Ansprechpartner: Johannes Bolk
Integrierte AI-Aufgabenplanung und Schraubenerkennung in einem Fertigungsszenario
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Das Video findet ihr auch auf unserem Youtube-Kanal.
Ansprechpartner:
Daniel Gossen
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.
https://youtu.be/vYejNjBSUp8
Ansprechpartner:
Markus Schmitz
Carlo Weidemann
