Handhabungsgeräte sind ein integraler Bestandteil automatisierter
Produktionsprozesse. Dennoch werden sie in der Regel als nicht wertschöpfend
angesehen, weshalb ihre Planung und Projektierung mit geringem Zeit- und
Personalaufwand so effektiv wie möglich sein sollte. Gleichzeitig bleiben sie ein
wichtiger Teil der Prozesskette und müssen in diesem Zusammenhang bestimmte
Bedingungen erfüllen. Um ihre Funktionalität zu gewährleisten und wenig Zeit in die
Projektierung zu investieren, sind Handhabungsgeräte oft überdimensioniert.
Insbesondere bei flachen Teilen führt dies zu schweren Handhabungslösungen, bei
denen das Gewicht des Handhabungsobjekts und des Handhabungsgerätes in einem
Missverhältnis zueinander stehen.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Projektierung von Handhabungsgeräten so weit
wie möglich zu automatisieren. Dieser Prozess wird am Beispiel der Prozesskette zur
Herstellung von Leichtbauteilen mit den Verfahren „sheet molding compound“ (SMC)
und „resin transfer molding“ (RTM) dargestellt.
In einem ersten Schritt wird ein modulares Handhabungsgerät entwickelt und
aufgebaut, das eine große Anzahl von Greiferanordnung ermöglicht. Mit diesem
Handhabungsgerät kann dann die resultierende Durchbiegung von flachen Bauteilen
mit verschiedenen Greiferanordnungen gemessen werden. Um sicherzustellen, dass
es nicht immer notwendig ist die Durchbiegungen zu messen, wird mit ABAQUS ein
Modell aufgebaut, das eine Simulation der Durchbiegung ermöglicht. Anhand dieses
Simulationsmodells wird eine Designlogik für die Anordnung der Greifer entwickelt.
Diese Designlogik arbeitet in zwei Schritten und basiert auf dem Ansatz des „growing
neural gas“ (GNG), das durch die Implementierung zusätzlicher Regeln an das Problem
angepasst wird. Zuerst wird eine erste Greiferkonfiguration basierend auf der
Geometrie des Objekts erstellt, die dann durch einen iterativen Prozess aus Simulation
und Anpassung verbessert wird. Da die Herstellung von Leichtbauteilen oft mehr als
nur einen Zuschnitt erfordert, werden am Ende systematisch verschiedene Lösungen
für die verschiedenen Zuschnitte zu einer Greiferanordnung zusammengefasst und ein
Verfahren gezeigt, wie dies ,mit dem zuvor entwickelten modularen Handhabungsgerät
realisiert, werden kann