Ansatz der Arbeit ist die Entwicklung mobiler, steigfähiger Kleinroboter, die an der Schiffsaußenhaut zur Ausführung unterschiedlicher Prozesse eingesetzt werden und dabei genauer und rationeller arbeiten als bei manueller Prozeßführung, den Mitarbeiter entlasten, die spezifischen rauhen Bedingungen der Schiffsproduktion berücksichtigen und eine Rechneranbindung und automatisierte Protokollierung von Prozeßdaten zulassen. Zunächst werden die Prozesse, die beim Bau der Großsektionen, Module und des Stahlkörpers auftreten, analysiert, die Randbedingungen beschrieben, Anforderungen an das Robotersystem abgeleitet und ein Lösungsansatz konkretisiert. Die Entwicklung der Mobilrobotermechanik wird als Grundlage des Systems dargestellt. Dabei liegen die Schwerpunkte auf der Erzeugung und Übertragung der Haftkraft sowie der Realisierung einer anpassungsfähigen Kinematik, die den Mobilroboter das Fahren auf gekrümmten und beliebig orientierten Stahloberflächen ermöglichen. Daneben wird der Aufbau des Werkzeugachssystems beschrieben. Es werden zwei unterschiedlichen Steuerungsvarianten vorgestellt: 1. Ein sensorgeführtes System, daß auf der Führung des Roboters entlang einer Werkstückkontur oder einer projizierten Sollbahn beruht. Hierzu wurde ein Prototyp zum MAG-Schweißen realisiert und erprobt. 2. Das kartenbasierte System soll eingesetzt werden, wenn die Sollbahn nicht sensorisch erfaßt werden kann. Hier ist ein Rechnermodell der Umgebung erforderlich, mit dessen Hilfe die Solltrajektorien in einem Offline-Programmiersystem geplant werden können. Die erforderlichen Grundlagen der mathematischen Oberflächen- und Kurvenbeschreibung werden vorgestellt und daraus eine mathematische Form gewählt, in der die Sollbahn beschrieben werden soll. Neben der Bahnplanung kommt der Positionserfassung des Roboters wesentliche Bedeutung zu. Es werden bekannte Meßmethoden untersucht bzw. erprobt. Die Algorithmen der Positionsberechnung werden hergeleitet und ein Bewegungssteuerungskonzept entwickelt. Abschließend werden die Potentiale der Rechnerintegration von Arbeiten in Dock und Helling durch den Mobilrobotereinsatz bestimmt. Die Entwicklungen erfolgen beispielhaft für den Bau eines Containerschiffes. Die Übertragbarkeit des Systems auf andere Branchen wird geprüft.


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    Title :

    Einsatz eines Mobilrobotersystems in der Endmontage des Schiffsstahlkörperbaus


    Contributors:
    Müller, H. (author)


    Publication date :

    1997


    Size :

    175 Seiten, Bilder, 348 Quellen



    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German