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Entwicklung eines Systems zur interaktiven Gestaltung und Auswertung von manuellen Montagetätigkeiten in der virtuellen Realität

 
: Heger, R.

Berlin u.a.: Springer, 1998, 158 pp.
Stuttgart, Univ., Diss., 1998
IPA-IAO Forschung und Praxis, 273
ISBN: 3-540-65039-3
German
Dissertation
Fraunhofer IPA ()
Fraunhofer IAO ()
manuelle Montage; Montage; Montageplanung; Montagesystem; virtual reality

Abstract
Der Produktentstehungsprozeß eines Industrieunternehmens umfaßt die Aufgabenkette von der Idee für ein Produkt bis zur Schaffung aller Voraussetzungen für die Produktion und Montage des Produktes. Die Grundlage zur Gewinnung hochwertiger und aussagekräftiger Informationen in der Produktentwicklung von Serienprodukten bilden physikalische und virtuelle Prototypen, wobei der virutelle Prototyp im Produktentstehungsprozeß der Zukunft eine Schlüsselposition einnimmt. Die Darstellung und Interaktion mit virtuellen Prototypen erfolgt in virtuellen Umgebungen, wie sie von der virtuellen Realität zur Verfügung gestellt werden. Der zunehmende Trend physikalische Prototypen durch virtuelle Prototypen zu ersetzen, ermöglicht es, die virtuellen Prototypen nicht nur zur Gestaltvisualisierung, sondern auch zur funktionalen Simulation eines Produktes zu verwenden. Dies gilt insbesondere für die Montageplanung von komplexen, innovativen Produkten, bei denen für die Planung keine physikalischen Prototy pen eingesetzt werden können. Speziell für die prospektive Überprüfung von manuellen Montagetätigkeiten mit virtuellen Prototypen wird ein methodisch durchgängiges Verfahren entwickelt, das es ermöglicht mit virtuellen Protoypen zu interagieren, manuelle Montagetätigkeiten durchzuführen und diese Interaktionen in Form von Planzeiten und Montageabläufen auszuwerten. Aufbauend auf existierende Verfahren der Montageablaufplanung und der Zeitermittlung sowie dem Kenntnisstand der 3D-Computergrafik und der virtuellen Realität werden Methoden und Algorithmen zur interaktiven Gestaltung und Auswertung von manuellen Montagetätigkeiten in virtueller Realität entwickelt. Interaktionstechniken werden konzipiert, um dem Planer die Möglichkeit zu geben, Produkte in einer virtuellen Umgebung zu montieren. Algorithmen für die Durchführung von Greif-, Beweg- und Fügeoperationen der virtuellen Bauteile werden entwickelt. Zur realistischen Durchführung von Montageoperationen werden neben der Abbildung v on virtuellen Bauteilen ebenso virtuelle Verbindungselemente und Montagemittel im System mitbetrachtet. Die Interaktion mit den Montageobjekten erfolgte sowohl mit konventionellen 3D-Interaktionsgeräten als auch mit einem virtuellen Menschmodell. Die Durchgängigkeit der Planung wird dadurch gewährleistet, daß die Ergebnisse der virtuellen Montageoperationen für weitere Planungsschritte ausgewertet und zur Verfügung gestellt werden. Auf Basis der Methode vorbestimmter Zeiten werden hierzu Aggregationsalgorithmen entwickelt, um die erfaßten Vorgangselemente zu Vorgangsstufen zu verdichten und Montagezeiten zuzuordnen. Die Vorgangsstufen können mit Hilfe des entwickelten Konzeptes als Teilverrichtungen sowie in Form eines Montagevorranggraphen dargestellt werden. Das entwickelte System integriert die Verfahren der Methodenentwicklung auf dem Gebiet der Montageplanung mit der Technik der virtuellen Realität. Das Verfahren ist besonders für komplexe, innovative Produkte interessant, bei d en en keine realen Prototypen vorliegen bzw. das Montageumfeld (Zugänglichkeit, Montagemittel) in den Planungsablauf mit einbezogen werden sollte. Mit dem entwickelten Planungssystem wird damit ein Beitrag geleistet, die Entwicklungszeiten von komplexen, innovativen Produkten zu verkürzen, indem virtuelle Prototypen und Bauteile für die Montageplanung genutzt werden.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/PX-46562.html