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Konzeptionierung und Programmierung einer Schnittstelle zur automatisierten Steuerungsprogrammierung des Advanced Ply Placement Prozesses

Titel: Konzeptionierung und Programmierung einer Schnittstelle zur automatisierten Steuerungsprogrammierung des Advanced Ply Placement Prozesses
Typ:
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Eine effiziente, schnelle und kostengünstige Serienfertigung für Compositebauteile wird aufgrund der steigenden Stückzahlanforderungen immer wichtiger. Selbst im Flugzeugbau sind inzwischen Stückzahlen gefordert, welche mit den etablierten Fertigungsverfahren lediglich schwer und nur mit hohen Kosten bedient werden können. Gründe hierfür sind unter anderem die Prozesse, welche die Fasern in die geforderte Geometrie formen. Solche Prozesse sind in der Regel automatisierte Tapelege-Prozesse für einfache Geometrien oder manuelle Verfahren für komplexere Bauteile.

Etablierte Automated Tape Laying (ATL) und Automated Fibre Placement (AFP) Verfahren beschränken sich momentan auf ebene oder einfach gekrümmte dreidimensionale Geometrien. Der Grund hierfür ist, dass bei diesen Verfahren das Faser/Prepreg-Tape nicht manipuliert werden kann um geometrische Längenunterschiede über die Bauteiloberfläche auszugleichen.

Aus diesem Grund wurde am IFB, im Rahmen des EU-Projektes LOWFLIP (http://www.lowflip.eu/), das Advanced Ply Placement Verfahren (https://www.youtube.com/watch?v=BgteIJUTPVo) entwickelt. Außerdem wurde im Rahmen des EU-Projektes EFFICOMP (http://www.efficomp.eu/) ein Matlab-Programm zur Berechnung der Ablagetrajektorien (Tape-Bahnen) entworfen.

Problemstellung

Für eine automatisierte Generierung des APP Maschinencodes soll eine Schnittstelle zwischen dem Matlab Trajektorien-Berechnungsprogramm und dem Prozesssimulation-Programm Robot Studio erarbeitet werden. Hierfür müssen zunächst die Input und Output Anforderungen der einzelnen Programme festgelegt werden. Im Anschluss soll das Matlab-Programm so erweitert werden, dass auch die beiden Greiferroboter Trajektorien berechnet, sowie das Materialverhalten berücksichtigt werden. Der letzte Schritt beinhaltet ein Programm, welches die berechneten Trajektorien in Robot Studio umsetzt.

Aufgabe

  • Einarbeitung in das Matlab-Programm zur Trajektorienberechnung
  • Einarbeitung in Robot Studio (http://new.abb.com/products/robotics/robotstudio)
  • Definition der Schnittstelle
    • Festlegen des Matlab-Outputs / Robots Studio-Inputs
  • Erweiterung des Matlab-Programms um die Greiferroboter Trajektorien
    • Einfacher geometrischer Zusammenhang, relativ zur Rollenroboter-Trajektorie
  • Programmierung des Robot Studio Programms (VBA) zum Abfahren der Trajektorien
  • Dokumentation

Anforderung

  • Selbständiges, motiviertes und gewissenhaftes Arbeiten
  • Sicherer Umgang mit Roboter-Steuerung
  • Kenntnisse in Matlab sowie VBA

Kenntnisgewinn

  • Einsicht in ein innovatives Verfahren zur automatisierten Fertigung von Prepreg-Bauteilen
  • Arbeiten mit Kooperierenden ABB-Robotern
  • Vertiefung der Kenntnisse für die Herstellung von Composite-Bauteilen