620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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CoRA is a robotic assistant whose task is to collaborate with a human operator on simple manipulation or handling tasks. Its sensory channels comprising vision, audition, haptics, and force sensing are used to extract perceptual information about speech, gestures and gaze of the operator, and object recognition. The anthropomorphic robot arm makes goal-directed movements to pick up and hand-over objects. The human operator may mechanically interact with the arm by pushing it away (haptics) or by taking an object out of the robot’s gripper (force sensing). The design objective has been to exploit the human operator’s intuition by modeling the mechanical structure, the senses, and the behaviors of the assistant on human anatomy, human perception, and human motor behavior.
Advances in Human-Robot Interaction" provides a unique collection of recent research in human-robot interaction. It covers the basic important research areas ranging from multi-modal interfaces, interpretation, interaction, learning, or motion coordination to topics such as physical interaction, systems, and architectures. The book addresses key issues of human-robot interaction concerned with perception, modelling, control, planning and cognition, covering a wide spectrum of applications. This includes interaction and communication with robots in manufacturing environments and the collaboration and co-existence with assistive robots in domestic environments. Among the presented examples are a robotic bartender, a new programming paradigm for a cleaning robot, or an approach to interactive teaching of a robot assistant in manufacturing environment. This carefully edited book reports on contributions from leading German academic institutions and industrial companies brought together within MORPHA, a 4 year project on interaction and communication between humans and anthropomorphic robot assistants.
To enable a robotic assistant to autonomously reach for and transport objects while avoiding obstacles we have generalized the attractor dynamics approach established for vehicles to trajectory formation in robot arms. This approach is able to deal with the time-varying environments that occur when a human operator moves in a shared workspace. Stable fixed-points (attractors) for the heading direction of the end-effector shift during movement and are being tracked by the system. This enables the attractor dynamics aoproach to avoid the spurious states that hamper potential field methods. Separating planning and control computationally, the approach is also simpler to implement. The stability properties of the movement plan enable to approach to deal with fluctuating and imprecise sensory information. We implement this approach on a seven degree of freedom anthropomorphic arm reaching for objects on a working surface. We use an exact solution of the inverse kinematics, which enables us to steer the spatial position of the elbow clear of obstacles. The straight-line trajectories of the end-effector that result far from obstacles make the movement goals of the robotic assistant predictable, improving man-machine interaction.
This article describes the current state of our research on anthropomorphic robots. Our aim is to make the reader familiar with the two basic principles our work is based on: anthropomorphism and dynamics. The principle of anthropomorphism means a restriction to human-like robots which use version, audition and touch as their only sensors so that natural man-machine interaction is possible. The principle of dynamics stands for the mathematical framework based on which our robots generate their behavior. Both principles have their root in the idea that concepts of biological behavior and information processing can be exploited to control technical systems.
Die steigenden Anforderungen der fertigenden Industrie an Halbzeuge wie Stahl- und Aluminiumblech führen zu großen Anstrengungen bei der Entwicklung neuer und Verbesserung alter Walztechniken. Einen wesentlichen Einfluss auf die erreichbaren Flächentoleranzen der Bleche hat neben der Walzenform die Temperaturverteilung an der Walzenoberfläche.
Increasing demands from the manufacturing industry on semifinished products such as steel and aluminium plate are leading to greater efforts in the development of new and the improvement of existing rolling techniques. In addition to the shape of the roll, temperature distribution on the roll surface has a significant influence on the surface tolerances of the sheets which may be achieved.
Vor dem Hintergrund der Energieknappheit, des Preisanstiegs und aus Gründen des
Umweltschutzes ist die Energieeffizienz zu einem allgemeinen Anliegen geworden. Ein erheblicher Teil des Energieverbrauchs in den Fertigungsverfahren entfällt auf
Materialabtragungsverfahren. Im Mittelpunkt dieser Arbeit stehen verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz von Werkzeugmaschinen, darunter die Optimierung der Hauptaggregate der Maschine, wie z. B. Antriebssysteme und der Nebenaggregate, wie z. B. die Kühlungssysteme und Kühlschmierstoffsysteme, die
Optimierung der Parameter zur Minimierung des Energieverbrauchs mithilfe der Response-Surface-Methode sowie der Leichtbau von Werkzeugmaschinen.
Das Themenfeld Industrie 4.0 gewinnt mit der fortschreitenden Digitalisierung und neuen Technologien immer mehr an Bedeutung. Während LEAN Manufacturing in vielen Unternehmen bereits im Einsatz ist, sind die eingesetzten Methoden nicht an das aktuelle digitale Zeitalter angepasst. LEAN 4.0, die Kombination von Industrie 4.0 und Lean Manufacturing, wird für Unternehmen daher immer wichtiger.
Während im Bereich Industrie 4.0 bereits mehrere Reifegradmodelle existieren und etabliert sind, gibt es für LEAN 4.0 wenige Konzepte. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein konzeptionelles Reifegradmodell im Themenfeld LEAN 4.0 entwickelt, welches auf etablierten Reifegradmodellen im Kontext Industrie 4.0 aufbaut, jedoch Aspekte des LEAN Manufacturing miteinbezieht.
Nach Erläuterung der relevanten Theorie, wird ein Reifegradmodell aufgebaut und in den Zusammenhang mit realen Fallbeispielen in einem sonst fiktiven Unternehmen getestet.
Basierend auf den Stufen des Modells werden Handlungsempfehlungen für die verschiedenen Fallbeispiele aufgestellt, sodass exemplarisch die reale Anwendung gezeigt wird. Das konzeptionelle Reifegradmodell soll für Unternehmen eine Richtlinie darstellen und dabei helfen einen Überblick in der Produktion zu schaffen, sowie Ideen für weitere Schritte zu erhalten.
Der Stahlbau und Bauteile aus Stahl sind in der heutigen Welt unentbehrlich. Neben
der Verwendung von Stahl und Stahlträgern im Brückenbau, werden zum Beispiel
Stahlträger, in unterschiedlichen Formen und Variationen für die Bereiche Beton-,
Anlagen-, Industrie-, aber auch Maschinenbau verwendet.
Die Verbindung dieser Erzeugnisse aus Stahl, die in verschiedenen Profilen vorlie-
gen, wird unter Einsatz diverser Möglichkeiten realisiert. Dabei wird in der DIN 8580
zwischen folgenden Verbindungsmöglichkeiten unterschieden:
▪ unlösbare Verbindungen, wie z.B. Schweißverbindungen,
▪ lösbare Verbindungen, wie z.B. Schraubverbindungen,
▪ bedingt lösbare Verbindungen, wie z.B. Nietverbindungen.[1]
Im Stahlbau werden Verbindungen hauptsächlich geschweißt, wobei hier zwischen
Schweißen in der Vorfertigung und Schweißen auf der Baustelle bzw. der Montage
unterschieden wird. In der Regel werden die Bauteile, bevor diese auf die Baustelle
gelangen, in der Vorfertigung oder der Werkstatt hergestellt. Während der Montage
wiederum werden in der Regel die gering beanspruchten Verbindungen, oder wenn
Baustellennähte unvermeidbar sind [2], geschweißt.
Gemäß der DIN 1910-100 [3] wird das Schweißen bei dem zwei oder mehr Teile
unter Anwendung von Wärme und/oder Druck sowie mit oder ohne Schweißzusatz
miteinander verbunden werden als Fügeprozess definiert.
Durch den schweißtechnisch bedingten Wärmeeinfluss auf den Werkstoff, entstehen Imperfektionen. Diese Imperfektionen beschreiben unerwünschte Abweichun-
gen der Bauteile und werden unterschieden zwischen [4]:
▪ geometrische Imperfektionen
▪ strukturelle Imperfektionen
▪ geometrische Ersatzimperfektionen
Im Prozess der Nachweisführung von stabilitätsgefährdeten Bauteilen sind diese
Imperfektionen zwingend zu berücksichtigen, da diese einen maßgebenden Einflussfaktor auf das Tragverhalten von Bauteilen darstellen können.
Im Rahmen dieser Studienarbeit sollen Kleinteilversuche an längsausgesteiften
Beulfeldern durchgeführt werden. Der Fokus dieser Arbeit liegt hierbei auf der Her-
stellung der geschweißten Plattenbauteile und der Messung der entstehenden geometrischen Imperfektionen.