Algorithmik und KI für moderne Roboterapplikationen – ein Überblick

Produktbeschreibung

Im Rahmen des alljährlich stattfindenden Treffens von wissenschaftlichen Mitarbeitern der Institute des Produktionstechnischen Zentrums (PTZ) Berlin, des Instituts für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart und des Werkzeugmaschinenlabors (WZL) der RWTH Aachen wurde am 05. und 06. Oktober 2022 der aktuelle Stand der Forschung zum Thema „Algorithmik und KI für moderne Roboterapplikationen – ein Überblick“ in Aachen diskutiert. Der hier vorliegende Band enthält die Ergebnisse der abgehaltenen Veranstaltung.

Inhalt

Algorithmik und KI für moderne Roboterapplikationen – ein Überblick III
FPGA-basierte Signalverarbeitung kapazitiver Sensorflächen für
Industrie- und Servicerobotikanwendungen 1
1 Motivation…………………………2
2 Ansatz ………………4
2.1 Hardware-Software-Architektur ………………4
2.1.1 Datenhandler………………….5
2.1.2 Hardwarealgorithmusblock…………..5
2.1.3 Hardwarekonfiguration………….5
2.1.4 Datenkommunikation …………….6
2.1.5 Validierung der H/S-Architektur…………6
2.2 Kapazitätsausleseelektronik …………..7
2.2.1 Funktionsweise …………………7
2.2.2 Validierung der Ausleseelektronik ……………8
3 Zusammenfassung und Ausblick ……………9
KI gestützte Steuerung von softrobotischen Exoskeletten in der
Überkopfmontage durch Bewegungs- und Müdigkeitserkennung 11
1 Einführung……………. 11
2 Tragbare roboterunterstützte Kraftsysteme für Montageaufgaben ………..12
3 Soft-robotischer Exosuit zur Kraftunterstützung……………13
4 Human Action Recognition für industrielle Anwendungsfälle ……..15
5 Automatisierte Müdigkeitserkennung und Klassifizierung…………15
6 Experimentelle Evaluierung – Szenario für die Montage einer
Wärmeabschirmkapsel……………..16
6.1 Erkennung der aktuellen Tätigkeit ………………17
6.2 Erkennung muskulärer Ermüdung…………18
7 Weiteres Vorgehen……………19
Reibungsmodellierung und -kompensation für hochdynamische
roboterbasierte Fertigungsprozesse … 21
1 Motivation und Problemstellung…………………….21
2 Stand der Technik ……………………..22
2.1 Reibmodellierung…………………….23
2.1.1 Analytische Modelle ………………23
2.1.2 Datengetriebene Modelle…………..24
2.2 Reibkompensation……………..25
2.3 Digitale Zwillinge………………….26
3 Lösungsansatz…………………………….27
4 Zusammenfassung und Ausblick ………………29
Automatisiert rekonfigurierbare Werkstückaufspannung ….. 32
1 Motivation………………..33
1.1 Zielstellung………………..33
1.2 Spanntechnik………………….34
2 Stand der Technik …………………..34
2.1 pannsysteme und deren Kinematik ……………….34
2.2 Algorithmen zur automatisierten Planung………..36
3 Prototyp und Systemarchitektur……………..37
4 Identifizierte Problemstellungen……………..38
5 Zusammenfassung und Ausblick ……………….40
Towards Visual Guided Automated Robotic Unscrewing in an
Uncontrolled Environment ….. 42
1 Einleitung …………………..42
2 Stand der Technik ………………………43
3 Methoden …………………….45
3.1 Dataset ……………………..45
3.2 Schraubenerkennung und Posenschätzung………………..46
4 Ergebnisse & Diskussion …………………..48
5 Fazit ………………………49
Autonome mobile Manipulatoren für die anpassungsfähige
Automatisierung werkstattorientierter Fertigungen 52
1 Einleitung …………………..53
2 Stand der Technik ……………………..54
3 Modellierung des Produktionsprozesses …………….56
4 Automatisierung des Produktionsprozesses ………..58
5 Optimierung des Produktionsprozesses …………60
6 Zusammenfassung und Ausblick ………….61
Simulationsbasierte Online-Absicherung von CNC-gesteuerten
Industrierobotern 63
1 Einleitung ………………………63
2 Stand der Technik ……………………….65
2.1 Anforderungen an eine Online-Absicherung……….65
2.2 Projekte aus Industrie und Forschung……………….66
3 Konzept……………………….66
4 Realisierung ……………………..68
4.1 Anwendungsbeispiel………………..68
4.2 Steuerungs- und Simulationsarchitektur der Roboterzelle ………….68
4.3 Modellierung der Roboterzelle…………….69
4.4 Ergebnis der betriebsparallelen Simulation ………..70
5 Zusammenfassung und Ausblick ………………70
Genauigkeitssteigerung von Industrierobotern bei der inkrementellen
Blechumformung durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz 72
1 Einleitung ……………………..72
2 Experimentelle Steifigkeitsuntersuchung von IR……………..74
3 KNN und GPR Steifigkeitsmodell des IR ………………….76
4 Validierung des GPR Steifigkeitsmodells beim inkrementellen Kragenziehen……78
4.1 Unkompensierte Kragenziehversuche…………………78
4.2 Kompensationsmethode für die Werkzeugabdrängung……………………………..79
4.3 Validierungsversuche……………………………….80
5 Zusammenfassung………………..81
Assistenzsystem zur wissensbasierten Steuerungsrekonfiguration 83
1 Einleitung ……………………………….84
2 Stand der Technik und Forschung …………………84
2.1 Datenmanagement in der Produktionstechnik……………..83
2.2 Semantische Technologien in der Produktion…………85
2.3 Ontologiebasierte EUS Assistenzsysteme……………85
3 Konzeptentwicklung ………………….85
4 Usecase: Roboterbasierte Glasscheibenkomplettierung ………88
5 Implementierung …………………89
6 Zusammenfassung und Bewertung …………….92

Keywords: KI, Algorithmik, Robotik, Automatisierung, Datenmodellierung, Rekonfiguration, Sensorik, Vision Systeme, Simulation, Assistenzsysteme, AI, Algorithmics, Robotics, Automation, Data Modelling, Reconfiguration, Sensors, Vision Systems, Simulation, Assistance Systems