Kategorie: ‘Planung’
Kollisionsfreie Trajektorienplanung für wachsende Bauteile in der robotergestützten Fertigung
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Im Rahmen des Forschungsprojekts FunkDAF untersucht das IGMR gemeinsam mit dem MSE und dem VCI der RWTH Aachen die Grenzen der additiven Fertigung. Unser Fokus liegt auf der multidirektionalen Fertigung: Anstatt Bauteile wie beim herkömmlichen 3D-Druck in planare Schichten zu zerlegen, generieren wir Druckpfade basierend auf Spannungsdaten, um lastpfadgerechte und somit stabilere Strukturen zu schaffen.
Die Kinematik: Wir nutzen einen 6-Achs-Industrieroboter in einer „Robot-Guided“-Konfiguration. Dabei führt der Roboter das Druckbett samt Bauteil unter einem stationären Extruder. Diese Nutzung aller sechs Freiheitsgrade ermöglicht den Druck komplexer, nicht-planarer Geometrien und erlaubt es, Bauteilabschnitte in variablen Orientierungen zur Schwerkraft zu fertigen.
Die Herausforderung: Die Trajektorienplanung für solche Systeme ist hochkomplex. Anders als bei statischen Druckbetten bewegen wir hier ein dynamisch wachsendes Werkstück im Raum. Das Bauteil selbst wird während des Prozesses zu einem potenziellen Kollisionsobjekt gegenüber der Düse und der Umgebung. Erschwerend kommt hinzu, dass der Extrusionsprozess zwingend einen minimalen Arbeitsabstand zur stationären Düse erfordert. Die Pfadplanung muss also nicht nur die Extrusion berücksichtigen, sondern auch präzise berechnen, wie sich das Bauteilvolumen verändert.
Besonders kritisch sind die Travelpfade (Leerfahrten) zwischen einzelnen Drucksegmenten. Hier muss der Roboter das Bauteil oft vollständig umorientieren, um den nächsten Abschnitt kollisionsfrei zu erreichen. Unsere aktuellen Experimente (siehe Bilder) demonstrieren dies eindrucksvoll:
- Helix auf Zylinder: Erfordert eine kontinuierliche, koordinierte Rotation, um Material auf einer gekrümmten Oberfläche abzulegen.
- Orthogonale Quader: Zeigen die Fähigkeit, durch eine 90°-Umorientierung Überhänge ohne Stützstrukturen zu drucken.
Ansprechpartner: Mark Witte
Weitere Informationen zum Projekt finden Sie hier.
Simulation einer teilautomatisierten, robotischen Fliesenlegehilfe
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Im Rahmen des ErgoFli Projekts wird in Zusammenarbeit mit Projektpartnern ein innovatives System entwickelt, das Fliesenverlegern helfen soll, ihre Arbeit ergonomischer und effizienter zu gestalten.
In dem Video könnt ihr sehen, wie das System in der Simulationsumgebung Gazebo arbeitet. Der Roboter entnimmt automatisch Fliesen aus einem Magazin und passt sie perfekt zu den bereits verlegten Fliesen an. Mit automatischen Verfahren können mehrere Fliesen hintereinander verlegt werden, um den Arbeitsprozess zu optimieren.
Unser Ziel ist es, ein Hilfsmittel zu schaffen, das nicht nur die Arbeitsbelastung für Fliesenleger reduziert, sondern auch ihre Arbeitsumgebung verbessert. Wir sind begeistert von den Fortschritten und freuen uns darauf, euch bald weitere Einblicke zu geben!
Erfahre hier noch mehr über das Projekt.
Ansprechpartner:
Mark Witte
Jan Wiartalla
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
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
IGOR Tper: der Roboter mit nicht-sphärischem Handgelenk
Die nächste Generation unseres Roboters ist entworfen. Der neue Roboter heißt IGOR Tper. Dieser Roboter hat ein nicht sphärisches Handgelenk, wodurch die Bewegungsplanung für den Roboter anspruchsvoll wird.
Ansprechpartner:
Markus Schmitz
Integrierte AI-Aufgabenplanung und Schraubenerkennung in einem Fertigungsszenario
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Das Video findet ihr auch auf unserem Youtube-Kanal.
Ansprechpartner:
Daniel Gossen
Entwicklung neuer Handgelenke für den Paragrip
In einem gemeinsamen Forschungsprojekt des IGMR mit dem ISF der RWTH Aachen wird an der Multidirektionalen Additiven Fertigung (MDAM) metallischer Bauteile geforscht. Um den mehrarmigen Paragrip-Roboter für diesen Einsatzzweck zu optimieren hat der Student Raphael Hoffmann im Rahmen seiner Bachelorarbeit ein innovatives Konzept neuer Handgelenke erarbeitet. Dieses ermöglicht es, den Schweißstrom ohne ein sonst zusätzlich benötigtes Massekabel direkt über die Handgelenke zu leiten. Darüber hinaus ermöglichen sie ein formschlüssiges Greifen des Druckbettes mit Selbstzentrierung zum Minimieren von Positionierungsungenauigkeiten.
Weitere Informationen zu dem Projekt könnt ihr hier nachlesen.
Das Video dazu findet ihr auf unserem YouTube Kanal: https://youtu.be/VdT1rjYG4D0
Ansprechpartner:
Frohe Weihnachten und frohes neues Jahr!
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Wir wünschen euch eine schöne Weihnachtszeit und einen guten Rutsch ins neue Jahr! Bleibt gesund 💙 #merrychristmas #happynewyear
Ansprechpartner:
IGMR Seminar 08.02.2021 14:30 Uhr: Dr. Stefan Kurtenbach, Trapo AG
Wir begrüßen Dr. Stefan Kurtenbach von der Trapo AG zum IGMR Seminar. Auch diese Veranstaltung wird weiterhin virtuell durchgeführt:
Der Vortrag von Dr. Kurtenbach wird einen Eindruck der aktuellen Entwicklungen und Produkte von der Trapo AG geben.
Trapo Research and Development: Mobile Robotics
Montag, 08. Februar 2021 14:30 Uhr
Zoom Meeting Informationen:
https://rwth.zoom.us/j/98454895570?pwd=NkpiSWkyaTJtdWlralJrSUtnMDdDZz09
Meeting-ID: 984 5489 5570
Kenncode: 186393
Die Datenschutzhinweise zur Nutzung von Zoom und eine Handreichung für Teilnehmer (Studierende) können von den Seiten des CLS der RWTH Aachen University heruntergeladen werden.
Die Veranstaltungen im Wintersemester 2020/2021 werden in Zusammenarbeit mit dem VDI-GPP-Arbeitskreis des Bezirksvereins Aachen durchgeführt.
Weitere Informationen zum Thema können den folgenden Blogeinträgen entnommen werden:
Industrieprojekt Trapo Loading System
Ansprechpartner:
IGMR Seminar: Dr. Michael Cashmore – Plan-Based Robot Control in Real-Time
Mit dem Vortrag von Dr. Miachel Cashmore von der University of Strathclyde startet die virtuelle IGMR Vortragsreihe im Wintersemester 20/21. Wir freuen uns auf einen Einblick in ROSPlan und Plan-Based Robot Control in Real-Time.
Mittwoch, 2. Dezember 2020 16:30 Uhr in Zoom Zoom Meeting Informationen: https://rwth.zoom.us/j/98454895570?pwd=NkpiSWkyaTJtdWlralJrSUtnMDdDZz09 Meeting-ID: 984 5489 5570, Kenncode: 186393
Die Datenschutzhinweise zur Nutzung von Zoom und eine Handreichung für Teilnehmer (Studierende) können von den Seiten des CLS der RWTH Aachen University heruntergeladen werden.
The topic of the seminar will focus on the numerous temporal and numeric challenges that arise in plan execution. If a plan is produced with some flexibility, how it can be executed? In this context the properties of temporal controllability, robustness envelopes, replanning in-situ, and planning concurrently to execution, deliberation in a system of distributed components, in which your actions can affect other parts of a larger system will be discussed.
Die Veranstaltungen im Wintersemester 2020/2021 werden in Zusammenarbeit mit dem VDI-GPP-Arbeitskreis des Bezirksvereins Aachen durchgeführt.
