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CFK-OPP


Development of an offline programming platform aimed for automizing specification of robot-based CFRP-manufacturing processes

Start date: 01.01.2013
End date: 31.07.2014
Funded by: BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie)
Local head of project: Alwin Hoffmann
Local scientists: Alwin Hoffmann
Ludwig Nägele
Miroslav Macho
External scientists / cooperations: DLR
Publications: Publication list

Abstract

Im Unterauftrag des Instituts für Software & Systems Engineering (ISSE) der Universität Augsburg wurde eine Offine-Programmierplattform (CFK-OPP) erforscht und entwickelt. Sie ist an die speziellen Bedürfnisse der CFK-Fertigung angepasst. Der Fokus der CFK-OPP liegt an der Erweiterbarkeit um neue Greifer- und Robotersysteme und an der prozessorientierten Definition des gesamten Fertigungsablaufs zur Herstellung von Bauteilen aus Kohlefasertextilien (Zuschnitte). In der CFK-OPP kann der Benutzer ein erweitertes Plybook laden und computerunterstützt den Fertigungsprozess planen. Dabei beschränkt sich die notwendige Benutzerinteraktion auf wenige Eingaben wie z.B. die optimale Position des Griefers im Formwerkzeug bei der Ablage. Die Plattform bietet darüber hinaus eine visuelle Darstellung des Fertigungsprozesses. Der Benutzer kann diesen oder nur einzelne Abschnitte davon simuliert in der Plattform betrachten. Der Fertigungsprozess lässt sich über einen Mausklick in ein KRL-Roboterprogramm exportieren.

Für die CFK-OPP wurde eine Architektur aus Berechnungsmodulen entwickelt, die eine Aufteilung komplexer Aufgaben und Berechnungen in Teilprobleme ermöglicht. Berechnungsmodule können dabei auf Ergebnisse anderer Berechnungsmodule zurückgreifen. Die Architektur sieht vor, dass neue Berechnungsmodule einfach integriert und bestehende Module leicht ersetzt werden können. Dadurch ist die Erweiterbarkeit der Plattform gegeben. Für alle drei Greifer wurden Berechnungsmodule entwickelt, die den jeweiligen Greifer mit seinen speziellen Fähgigkeiten und Eigenschaften abbilden.

Die CFK-OPP wurde mit mehreren Zuschnitten unter Verwendung unterschiedlicher Greifer in zwei voneinander abweichenden Roboterzellen evaluiert. Mit nur wenigen Mausklicks und Eingaben durch den Programmierer konnten vollständige Programmabläufe generiert, deren Semantik als KRL-Code exportiert und dieser letztendlich auf die KUKA-Steuerung transferiert werden. Nachbearbeitungen an den Programmen wurden iterativ über die CFK-OPP eingepflegt. Im Vergleich zu konventionellen Einteachverfahren benötigte der Programmierer mit der CFK-OPP nur einen geringen Bruchteil der Zeit für die Prozessdefinition bei vergleichbaren Ablageergebnissen. Die Plattform hat damit bewiesen, dass sie eine vollständige und durchgängige Unterstützung der Strategien besitzt, mit der Einarbeitungsmöglichkeit von Änderungen die Integrität der entwickelten Roboterprogramme bewahrt, um neue Greifer und Komponenten erweiterbar ist und mit der Qualität der erzeugten Programme den Anforderungen entspricht.

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