Wissensbasierte Programmierung Von Industrierobotern Zum Schutzgasschweißen Im Stahlhochbau

ISBN-13: 9783540606611 / Niemiecki / Miękka / 1995 / 136 str.

Christoph Hartfuss

Opis

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (lPA), Stuttgart. Herrn Prof. Dr. h. c. mult. H.-J. Warnecke danke ich fur die wohlwollende Unterstutzung und Forderung, die die Durchfuhrung dieser Arbeit ermoglichte. Herrn Prof. Dr.-Ing. G. Pritschow danke ich fur die Ubernahme des Mitberichts und fur die vielen wertvollen Hinweise, die sich aus der eingehenden Durchsicht und Diskussion des Manuskripts ergeben haben. Von den Kollegen des Instituts, die mich bei der Durchfuhrung der Arbeit durch vielfaltige Hinweise und konstruktive Kritik unterstutzt haben, mochte ich vor allem Herrn Prof. Dr.-Ing. R.-D. Schratt, Herrn Dr.-Ing. S. Forster, Herrn Dr.-Ing. P. Schlaich und Herrn Dr.-Ing. U. Zeile erwahnen. Besonders wertvoll war mir die Unterstutzung von Herrn Dr.-Ing. M. Schweizer, dessen Bereitschaft, mir stets als Ansprechpartner zur Verfugung zu stehen, sehr viel bedeutete. Frau L. Schuhmacher, die mich bei der Manuskripterstellung und dem Layout in hilfreicher Weise unterstutzt hat, gilt mein besonderer Dank. Fur die Unterstutzung bei der technischen Umsetzung des Konzepts richtet sich mein Dank insbesondere an Frau Dipl.-Inform. S. Lembke, Herrn O. Korasiak, Herrn M. Streicher, Frau Dipl.-Inform. R. Trippner und Frau Dipl.-Ing. M. Vogele. Herzlich danke ich auch meiner Freundin Frau Jutta Vogel, die mich durch Ihr Verstandnis und Ihre Geduld wahrend der zahlreichen Wochenenden, an denen diese Arbeit erstellt wurde, sehr unterstutzt und motiviert hat."

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise.- 2 Ausgangssituation.- 2.1 Industrieroboter zum Schutzgasschweißen.- 2.1.1 Definitionen und Begriffe.- 2.1.2 Grundlegende Planungsdaten zur Programmierung.- 2.2 Abgrenzung und Einordnung bestehender Programmier-verfahren.- 2.3 Wissensbasierte Methoden und Systeme.- 2.3.1 Struktur und Eigenschaften wissensbasierter Systeme.- 2.3.2 Anwendungen wissensbasierter Systeme in der Schweißtechnik.- 2.3.3 Anwendungen wissensbasierter Systeme zur Programmierung von Industrierobotern.- 2.3.4 Anwendungen wissensbasierter Systeme im Stahlhochbau.- 3 Analyse des Produktspektrums und Ableitung von Anforderungen an das wissensbasierte Programmierverfahren.- 3.1 Analyse des Produktspektrums.- 3.1.1 Abgrenzung des Untersuchungsfeldes.- 3.1.2 Analyse eines repräsentativen Produktspektrums.- 3.2 Strukturierung des Planungs-und Programmierprozesses zum Schutzgasschweißen mit Industrierobotern.- 3.2.1 Planung des Schweißprozesses.- 3.2.2 Bahnplanung und Programmierung.- 3.2.3 Zielkonflikte bei der Planung.- 3.3 Ableitung von Anforderungen an das wissensbasierte Programmierverfahren.- 3.3.1 Branchenspezifische Anforderungen.- 3.3.2 Schweißtechnische Anforderungen.- 3.3.3 Roboter-und programmtechnische Anforderungen.- 4 Konzeption des Verfahrens zur wissensbasierten Programmierung.- 4.1 Formale Strukturierung des Planungsprozesses.- 4.2 Bewertung von Lösungsalternativen zur Wissens-repräsentation.- 4.3 Entwicklung eines konzeptionellen Wissensmodells und Modularisierung des Wissensbereiches.- 4.4 Identifikation und formale Zuordnung von Wissensquellen.- 4.5 Konzeption eines objektorientierten Datenmodells zur deklarativen Wissensrepräsentation.- 4.5.1 Formale Strukturierung der Planungsdaten und Konzeption des Datenmodells.- 4.5.2 Struktur des Datenmodells und Spezifikation der Objekt-klassen.- 5 Entwicklung und Bewertung von Planungsalternativen für die Module des konzeptionellen Wissensmodells.- 5.1 Schweißprozeßplanung.- 5.2 Schweißfolgeplanung.- 5.2.1 Planungsalternative „allgemeine schweißtechnische Regeln“.- 5.2.2 Planungsalternative „Schweißfolge geometrisch ähnlicher Baugruppen“.- 5.2.3 Planungsalternative „Methoden zur simulationsbasierten Planung“.- 5.2.4 Gegenüberstellung und Bewertung der Planungs-alternativen.- 5.3 Bahnfolgeoptimierung.- 5.4 Trajektorienplanung.- 6 Entwicklung von Methoden zur wissensbasierten Programmierung im Stahlhochbau.- 6.1 Entwicklung einer Methode zur wissensbasierten Schweißprozeßplanung.- 6.1.1 Aufbau eines Klassifikationssystems.- 6.1.1.1 Baugruppenspezifische Kriterien.- 6.1.1.2 Anlagenspezifische Kriterien.- 6.1.2 Entwicklung eines informationstechnischen Modells zur Schweißprozeßplanung.- 6.1.2.1 Konstruktive Schweißnahtdaten.- 6.1.2.2 Daten der Schweißprozeßplanung.- 6.2 Entwicklung einer Methode zur wissensbasierten Schweißfolgeplanung.- 6.2.1 Aufbau eines Gruppierungssystems und Spezifikation der logischen Beziehungen.- 6.2.2 Erweiterung des informationstechnischen Datenmodells.- 6.3 Entwicklung einer Methode zur wissensbasierten Bahnfolgeoptimierung.- 6.3.1 Ableitung von Vereinfachungen und Entwicklung der Methode.- 6.3.2 Erweiterung des informationstechnischen Datenmodells.- 6.4 Entwicklung einer Methode zur wissensbasierten Trajektorienplanung.- 6.4.1 Planung der Schweißtrajektorien.- 6.4.2 Planung der Positioniertrajektorien.- 6.4.3 Erweiterung des informationstechnischen Datenmodells.- 7 Realisierung und Erprobung des Gesamtsystems.- 7.1 Implementierung des wissensbasierten Programmier-Verfahrens.- 7.1.1 Vorgehensweise und eingesetzte Ressourcen.- 7.1.2 Systemarchitektur.- 7.2 Erprobung des Verfahrens anhand eines Fallbeispiels.- 7.2.1 Beschreibung des Industrierobotersystems.- 7.2.2 Beschreibung des Fallbeispiels.- 7.2.3 Ablaufbeschreibung der Programmierung des Fallbeispiels.- 7.3 Diskussion der Ergebnisse.- 8 Zusammenfassung und Ausblick.- 9 Literaturverzeichnis.