Die wachsende Reaktionsschnelligkeit und Sensitivität innovativer Technologien ermöglichen es im Bereich der Automatisierungstechnik, sich verändernden Produktionsprozessen anzupassen und flexibel auf volatile Marktanforderungen zu reagieren. Mit dem Ziel Technologien schneller in die Fabriken zu transferieren, wurde eine Planungsumgebung für Montageaufgaben entwickelt und als Demonstrator umgesetzt. Die Entwicklung des Konzeptes für die Planungsumgebung fokussiert sich auf die Systemverarbeitung in Verbindung mit einer technischen und ökonomischen Bewertung für Montageaufgaben. Es wird eine Handlungsempfehlung ausgegeben und eine Risikobestimmung durchgeführt. Als Ausgangsbasis zur Beschreibung von Montageprozessen und Tätigkeiten dient hierbei die MTM-Methode. Die entwickelte Planungsumgebung basiert auf den beiden Methoden Axiomatic System Design und Potentialfeldanalyse, die zur Generierung von Lösungskonzepten und zur technischen und ökonomischen Bewertung der Ergebnisse dienen. Durch die Verknüpfung von MTM-Grundbewegungen mit technischen Parametern können nun manuelle und automatisierte Abläufe miteinander verglichen und bewertet werden. Es werden die technische Machbarkeit, der Erfüllungsgrad, die voraussichtliche Montagezeit, das Risikopotential und eine Handlungsempfehlung zur Montageaufgabe berechnet. Die Umsetzung des entwickelten Konzeptes erfolgt in Verbindung mit einem Wissensspeicher. Für die drei Ressourcen Mensch (95. Perzentil), Standardroboter (KR 16) und Leichtbauroboter (LBR IV) werden dort die jeweiligen Grenzwerte hinterlegt und am Beispiel des Leichtbauroboters mit Hilfe experimenteller Untersuchungen ermittelt. Die Validierung der Planungsumgebung erfolgt anband realer Montageaufgaben aus einer Serienproduktion bei Mercedes-Benz Cars Stuttgart. Die Validierungsergebnisse aus der Planungsumgebung stimmen dabei sowohl mit Daten aus 3D-Montagesimulationen als auch mit realen Versuchsanlagen überein. Mit abnehmendem Erfüllungsgrad für die Montageaufgabe müssen aber auch zunehmend Abweichungen bei der berechneten Montagezeit und dem technischen Aufwand angenommen werden, dennoch lassen sich folgende Innovationen aus dem Umfang dieser Arbeit festhalten: Aufbau einer Planungsumgebung für Montageaufgaben in der wandlungsfähigen Fabrik, Aufbau eines Wissensspeichers zum Speichern von Erfahrungswissen, Zusammenführung von MTM-Analysen und Maschinenkatalogen in einer einheitlichen Speicherstruktur zur Beschreibung von Montageaufgaben und Machbarkeitsuntersuchungen der Ressource Leichtbauroboter für Montageaufgaben. Damit ist eine schnellere Einführung von neuen Ressourcen und Technologien in die Montageplanung gegeben. Darüber hinaus werden eine Bewertung des Ressourcenpotentials in der frühen Planungsphase sowie ein technischer und ökonomischer Vergleich von Lösungsalternativen möglich.
The reduced reaction time and increased sensitivity of innovative technologies in the field of automation technology allow adapting the diversified production processes. This makes it possible to respond an ever faster changing market demands. With the aim of transferring technologies faster to the factories, a planning environment has been designed for assembly tasks and has been implemented as ademonstrator. The developed concept for the planning environment is focusing on the processing system in conjunction with a technical and economic evaluation for assembly tasks. Further a recommendation for action and a risk assessment has been issued. The MTM method is used as a starting point for the description of assembly processes and activities. The developed planning environment is based on the two methods Axiomatic system design and potential field analysis, which are used for the generation of solutions and provide the technical and economic evaluation of the results. By linking the MTM-basic movements with technical parameters it is possible to compare and evaluate manual and automated processes. The technical feasibility, the degree of completion, .the estimated installation time, the risk potential and a recommended course of action for the assembly task can be calculated with this planning environment. The implementation of the developed concept is realized using a knowledge store. The information of the limits for the three resources human (95th percentile), standard robot (Kuka KR 16) and Lightweight Robot (LWR IV) are deposited there. For the Lightweight Robot the respective limits are determined with the help of experimental studies. The validation of the planning environment is based on real assembly tasks from aseries production at Mercedes-Benz Cars Stuttgart. The results of the planning environment are equal to the data from 3D simulations of assembly as well as with real test equipment. By increasing the complexity of the assembly tasks deviations between computed assembly time and technical effort could occur. Nevertheless the following innovations have been aehieved: Development of a planning environment for assembly tasks in the versatile plant, Creation of a knowledge storage to file technieal knowledge, Combination of MTM-analysis and machine eatalogues in a single storage structure for the description of assembly tasks and Feasibility studies of the resouree Lightweight Robot for assembly tasks. These achievements allow a faster implementation of new resourees and tecbnologies in the assembly planning. Furthermore, an assessment of resomce potential in the early planning phase, and a teehnical and economic comparison of alternative solutions are possible.
Entwicklung einer Planungsumgebung für Montageaufgaben in der wandlungsfähigen Fabrik, dargestellt am Beispiel des impedanzgeregelten Leichtbauroboters
2010
161 Seiten, 86 Bilder, 31 Tabellen, Quellen
Theses
German
Palettenlift fuer Montageaufgaben
Automotive engineering | 1978
|Synchronisation von mobilen Robotern zu einer kontinuierlichen Fliessfertigung fuer Montageaufgaben
Automotive engineering | 2015
|Flexibilisierung der Peripherie bei Montageaufgaben mit Industrierobotern
Automotive engineering | 1986
|Entwicklung einer unbemannten Fabrik
Automotive engineering | 1977
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