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Einsatz neuer Mensch-Maschine-Schnittstellen für Robotersimulation und -programmierung

 
: Neugebauer, J.-G.

Berlin: Springer, 1997, 109 pp. : Ill.
Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 1997
IPA-IAO Forschung und Praxis, 256
ISBN: 3-540-63568-8
German
Dissertation
Fraunhofer IPA ()
Industrieroboter; Mensch-Maschine-System; Roboterprogrammierung; Robotersimulation; Robotersteuerung; simulation

Abstract
Die Roboterprogrammierung verursacht einen wesentlichen Bestandteil der Betriebskosten eines Roboters und führt zu Stillstandszeiten. Eine sehr zeitaufwendige Komponente bei der Roboterprogrammierung ist die Bewegungsprogrammierung. Aus der Analyse des Stands der Technik geht hervor, daß bei der prozeßnahen Bewegungsprogrammierung durch die verwendeten Eingabegeräte keine direkte Bewegungsvorgabe möglich ist, um den Programmiervorgang zu vereinfachen. Auch bei der prozeßfernen Bewegungsprogrammierung im Off-line Betrieb ist aufgrund der verwendeten Ein- und Ausgabegeräte bisher keine direkte, intuitive Bewegungsvorgabe möglich. Eine Vereinfachung der Bewegungsprogrammierung durch den Einsatz neuer Mensch-Maschinen-Schnittstellen im prozeßnahen wie auch im prozeßfernen Betrieb ist daher erforderlich. Ziel ist es, das Führen eines Industrieroboters durch direktes Übertragen von Handbewegungen wie auch prozeßfern in der Simulation, zu ermöglichen. Dazu wird ein Bedienkonzept zur prozeßnah en und prozeßfernen Bewegungsprogrammierung von Industrierobotern entwickelt. Als Voraussetzung zur Ableitung neuer Bedienkonzepte wird der erforderliche Funktionsumfang für die Bahnprogrammierung durch Bewegungsvorgabe hergeleitet. Basierend auf diesem Funktionsumfang wird die Auswahl und Kombination der erforderlichen Ein-/Ausgabegeräte innerhalb der Bedienstation vorgenommen. Weiterhin werden Konzepte zur Interaktion und der graphischen Simulation erarbeitet. Die zur Realisierung der Bedien- und Steuerungskonzepte erforderlichen mathematischen Verfahren werden im Hinblick auf die Anforderungen nach intuitiver Steuerung und Wahrnehmung hergeleitet. Durch die Verwendung eines neuartigen Bediengerätes läßt sich jetzt erstmals die Roboterbahn durch paralleles Bewegen des Roboters zum Eingabegerät prozeßnah realisieren. Diese Art der Bewegungsprogrammierung läßt sich durch ein neu entwickeltes Simulationskonzept in Verbindung mit stereoskopischer, interaktiver Graphikausgabe jetzt auch p rozeßfern realisieren. Um für die Interaktionen in der graphischen Simulation erforderlichen Bildfrequenzen auch bei komplexen Simulationsmodellen zu gewährleisten, wird ein Verfahren zur selektiven Vereinfachung des graphischen Modells entwickelt (Level of Detail, LoD). Dieses LoD-Verfahren ist in der Lage, die unterschiedlichen Anforderungen an die graphische Darstellung hinsichtlich Off-line Programmierung und Simulation zur Einsatzplanung zu berücksichtigen. Mit einem Versuchsaufbau wird die Funktionsfähigkeit einer Bedienstation nachgewiesen. Im Rahmen der Versuchsreihen kann für die Bewegungsprogrammierung ein Zeitvorteil von 30% gegenüber herkömmlichen Verfahren ermittelt werden. Weiterhin wird ermittelt, daß mit dem LoD-Verfahren die Bildwiederholfrequenz auch bei komplexeren Modellen in der zur Interaktion erforderlichen Höhe bleibt. Mit der vorliegenden Entwicklung ist nachgewiesen, daß durch den Einsatz neuer Mensch-Maschine-Schnittstellen bei der Bewegungsprogrammierung e rs tmals die Bewegung eines Roboters durch zeitsparende, intuitive Bewegungsvorgabe prozeßnah und auch in der Simulation erzeugt werden können.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/PX-46142.html