Authors: Busch, Felix
Deuse, Jochen
Title: rorarob - Schweißaufgabenassistenz für Rohr- und Rahmenkonstruktionen durch ein Robotersystem - Teilvorhaben: Ergonomische, arbeitsorganisatorische und sicherheitstechnische Gestaltung der Fertigungs- und Anlagenkonzepte
Other Titles: Schlussbericht
Language (ISO): de
Abstract: Das Schweißen von Rohr- und Rahmenkonstruktionen ist im mittelständisch geprägten Maschinen- und Anlagenbau von großer Bedeutung. Auf Grund der geringen Stückzahlen bis hin zur Einzelteilfertigung stellt dieser Bereich einen arbeitsintensiven Produktionsprozess dar, welcher überwiegend von manuellen Arbeitsplätzen und einem geringen Mechanisierungs- und Automatisierungsgrad geprägt ist. Die häufig sperrigen und schwergewichtigen Bauteile erschweren die Handhabung und führen gerade bei Fügeprozessen wie dem Schweißen und den damit verbundenen Positioniervorgängen zu ungünstige Formen statischer Halte- und Haltungsarbeit und somit zu einer kaum zu vermeidenden hohen physischen Belastung des Mitarbeiters. Im Forschungsprojekt „rorarob – Schweißaufgabenassistenz für Rohr- und Rahmenkonstruktionen durch ein Robotersystem“ wurde ein industriell einsetzbares System entwickelt, bei dem die Interaktion von Mensch und Roboter im Mittelpunkt steht. Im Fokus standen die Gewährleistung der Arbeitssicherheit, die Einhaltung der strengen gesetzlichen Bestimmungen sowie die unter ergonomischen Gesichtspunkten belastungsreduzierte Arbeitsausführung. Im Projekt wurden neue Technologien und Konzepte in den Bereichen Arbeitsplanung, ergonomische Arbeitsplatzgestaltung, kollaborierende Robotersysteme und Offlinesimulation entwickelt und in einen Demonstrator an der TU Dortmund implementiert. In vier Projektphasen wurde in enger Kooperation mit dem Systementwickler für Roboterapplikation carat robotic innovation GmbH und den Anwenderunternehmen MAN Diesel & Turbo SE und der Böcker Maschinenwerke GmbH sowie der Professur für Arbeits- und Produktionssysteme und der Professur für Industrielle Robotik und Produktionsautomatisierung am Institut für Produktionssysteme der Technischen Universität Dortmund ein industriell einsetzbares und für die besonderen Randbedingungen von KMU ausgelegtes Multirobotersystem zur Schweißaufgaben-assistenz entwickelt. Projektbegleitende Fachtagungen sowie die Einbindung des Netzwerks Industrie RuhrOst (NIRO) stellten die Breitenwirk-samkeit und Industrietauglichkeit der entwickelten Lösung sowie einen schnellen Wissenstransfer in die mittelständisch geprägte Industrie sicher. Das hybride System mit einer direkten Kooperation zwischen Mensch und Roboter wurde vor Realisierung in einer Simulationsumgebung abgebildet. Die verwendete Software zu Offlinesimulation wurde um ein digitales Menschmodell erweitert. Erst dies ermöglichte es, eine Simulation des gesamten Systems, einschließlich der menschlichen Kinematik, durchzuführen, um Kollisionsgefahren und weitere ergonomische Aspekte, wie belastende Körperhaltungen des Mitarbeiters, prospektiv zu analysieren und zu bewerten. Die im Projekt verwendete Offline-Programmiersoftware ist FAMOS, entwickelt von carat robotic innovation GmbH. Bisher ist diese Software in der Lage Roboteranwendungen in einer virtuellen Arbeitsumgebung abzubilden und zu simulieren. Im Projekt wurde ein Character Animation System (CAS) aus der Unterhaltungsindustrie verwendet, um ein bewegtes Menschmodell in die bestehende Lösung zu integrieren. Dies ermöglichte virtuelle Kollisionsanalysen während der Bahnplanung sowie die frühzeitige digitale ergonomische Bewertung der Belastungssituation für das Muskel-Skelett-System.
Subject Headings: Mensch-Roboter-Kooperation
Ergonomie
Digitale Menschmodelle
Offline-Simulation
URI: http://hdl.handle.net/2003/33519
http://dx.doi.org/10.17877/DE290R-14610
Issue Date: 2014-07-21
Rights: IPS Institut für Produktionssysteme
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