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Bahnplanung in dynamischen Umgebungen

Abstract: 

Die Zielsetzung dieses Projektes ist das Auffinden von weitgehend automatischen Verfahren zur Ermittlung günstiger Bahnen für Fertigungsprozesse, bei denen mittels einer rechnergesteuerten Fertigungsmaschine ein Werkzeug mit beschränktem Wirkbereich so über ein Ist-Werkstück zu verfahren ist, dass es die Oberfläche in einer Weise überdeckt, dass nach Abarbeitung der Bahnen ein Soll-Zustand des Werkstücks erreicht wird.

Beschreibung: 

Mittels eines potentiallinienbasierten Ansatzes generierter PfadAusgehend von der einleitend aufgezeigten Zielsetzung des Projektes sollen die Wechselwirkung zwischen Werkzeug und Werkstück sowie die Maschinenkinematik, die eine sich zeitlich laufend ändernde dynamische Umgebung induziert, genauer als in heutigen Bahnplanungsverfahren berücksichtigt werden. Auf Basis der zu findenden generischen Verfahren zur Lösung dieser Problemstellung sollen dann spezifische Lösungen für in dem Sonderforschungsbereich auftretende Fertigungstechniken gefunden werden: Fräsen, Beschichten, Walzen und Schleifen. Jede von diesen hat für sich genommen hohe Bedeutung.

Die Problemstellung soll schwerpunktmäßig für den Normalfall eines einzeln ablaufenden Fertigungsprozesses behandelt werden. Zudem soll aber auch die Möglichkeit betrachtet werden, dass zwei derartige Fertigungsprozesse gekoppelt ablaufen sollen. Dies tritt beim Zusammenwirken des Beschichtens mit dem Walzen auf. Dieses Problem soll hinsichtlich seiner Struktur analysiert und modelliert werden, um davon ausgehend in der zweiten Phase des Sonderforschungsbereichs allgemeine automatische Planungsverfahren zu finden.

Die grundsätzliche methodische Vorgehensweise des Teilprojektes besteht darin, zunächst eine Modellierung und generische Abstraktion der Problemstellung auf mehreren Präzisionsstufen durchzuführen. Ausgehend von der erstellten Modellierung in Form von Optimierungsproblemen unter Nebenbedingungen ist die grundsätzliche Struktur bezüglich des Einsatzes von Lösungsmethoden zu analysieren. Um für die Anwendbarkeit hinreichend effiziente Lösungsverfahren zu gewinnen, soll der Weg der geometriebasierten heuristischen Problemvereinfachung gegangen werden, etwa auf Grundlage eines zielfunktionsgesteuerten, potentiallinienbasierten Ansatzes. Die Repräsentation der physischen Gegebenheiten soll auf Grundlage von Netzen, auf denen weitere Information, etwa bezüglich des Konfigurationsraums der Maschine und des Wirkverhaltens des Prozesses, aufgebracht sind, geschehen. Die heuristische Vorgehensweise ist mit Vereinfachungen verbunden, die jedoch so anzulegen sind, dass eine geeignete Ausgangslösung für eine Nachoptimierung der Bahnen dichter an der Realität, etwa auf der Basis von Simulationen, geleistet werden kann.

Bearbeiter: 
  • Alexander Kout
  • Heinrich Müller
Status: 
Aktiv
Zeitraum: 

2007 – 2010

Förderung: 

DFG-SFB 708, Teilprojekt B4

Interne Veröffentlichungen: 

Diplomarbeiten

  • Berechnung günstiger Bahnen für bahngeführte Fertigungsverfahren mittels Distanzfelder, Nicole Gimbel, 2007
  • Parameteroptimierung für das Beschichten von gekrümmten Oberflächen durch Spritzen, Kai-Uwe Reichert, 2007