Optimale Pfadplanung und interaktive Simulation flexibler Kabel und Schläuche

In der Großserienfertigung kommt es immer wieder zu vorzeitigem Verschleiß der Versorgungskabel an Robotern. Dies führt zu ungeplantem Stillstand der Produktionsanlagen. Die Gründe sind oft nicht direkt erkennbar. Die Versorgungskabel und -schläuche am Roboter werden bei dem gesamten Ablauf mitgeführt. Dies führt unter Umständen zu Kollisionen und unbekannten Beanspruchungen. Da in diesem Umfeld keine geeigneten Berechnungswerkzeuge für eine interaktive Arbeitsweise existieren, werden Kabel und Schläuche meist auf Grund von Erfahrungen verlegt, was den unterschiedlichen Anforderungen häufig nicht gerecht wird. Die Verwendung herkömmlicher Berechnungsverfahren mit Finite-Elemente-Methode oder Mehrkörper-Simulation scheitert unter anderem an der aufwendigen Modellierung, den sehr langen Rechenzeiten oder fehlenden nichtlinearen Kabel- und Schlauchmodellen. Hieraus entstand die Aufgabenstellung, die automatische Pfad- und Montageplanung mit flexiblen Kabel- und Schlauchmodellen zu ergänzen. Es wurden neue Methoden und leistungsfähige Algorithmen entwickelt, die es ermöglichen, biegeschlaffe Bauteile in Echtzeit zu simulieren. Elastische Kabel und Schläuche werden interaktiv in vorhandenen CAD-Konstruktionen verlegt, gebündelt und im jeweiligen Bauraum mit diversen Analysemöglichkeiten auf ihre Beanspruchungen untersucht. Durch Kontakt- und Kollisionserkennung mit den umgebenden Strukturen kann eine Montageplanung von starren und flexiblen Bauteilen durchgeführt werden. Anwendung findet diese Technologie bei Automobilherstellern und Zulieferern in der Kabelkonstruktion, im Produktionsfreigabeprozess und in der Montageplanung. Analysemöglichkeiten und Auswertungen, die speziell auf Problemstellungen von flexiblen Kabeln und Schläuchen abgestimmt sind, werden im Projektkontext erklärt.