Automatische Berechnung von (De-) Montagepfaden für Bauteile eines Fahrzeugs

Überblick und Fragestellung

Das Projekt ist im Bereich der digitalen Montageplanung im Fahrzeugbau angesiedelt. Das langfristige Ziel ist die automatische Erzeugung eines Montagevorrang-Graphen, aus dem valide Montagesequenzen für ein neues Fahrzeug abgeleitet werden können. Der wichtigste Grundbaustein für einen Montagevorrang-Graphen ist die sogenannte Pfadplanung: Für ein Bauteil in einer gegebenen Verbausituation muss die (De-) Montagebewegung des Bauteils berechnet werden.

Die Bauteile eines Fahrzeugs liegen als triangulierte 3D CAD-Daten vor. Für Kleinteile (z.B. Schrauben, Muttern oder Klipse) und für starre Bauteile (unter Berücksichtigung ihrer angegossenen und teilweise flexiblen Befestigungselemente) wird die automatisierte Berechnung von Demontagepfaden von der verbauten Position im Fahrzeug zu einer Karosserieansprache-Station außerhalb des Fahrzeugs erforscht und umgesetzt.

Vorgehensweise

Das Projekt ist in zwei Teilvorhaben gegliedert. Bei der Pfadplanung für reale (starre) Bauteile spielen Kleinteile (z.B. Schrauben oder Muttern) und angegossene Befestigungselemente (z.B. bewegliche Klipse) eine wichtige Rolle, da Bauteile in ihrer verbauten Position, im sogenannten Nahbereich, durch sie immer unvermeidbar in Kollision mit ihrer Umgebungsgeometrie sind. Zudem sind sie oft für Drehbewegungen bei der Demontage verantwortlich. Die von uns für die Pfadplanung im Nahbereich entwickelten geometrischen Algorithmen berücksichtigen Befestigungselemente bei der Demontage. Keine andere akademische oder kommerzielle Software ist zurzeit dazu in der Lage. Andere Lösungen lassen einfach eine gewisse Durchdringung zu, was hier nachweislich zu falschen und damit zu möglicherweise nicht validen Montagepfaden führt, oder ignorieren das Problem vollständig.

Für die auf die Planung im Nahbereich folgende Pfadplanung im Fernbereich werden geometrische Algorithmen entwickelt, um geeignete Demontagepfade zu den Karosserieansprache-Stationen zu finden. Hierbei liegt der Fokus auf translatorisch kurzen Pfaden mit beschränkter Rotation, die eine schnelle und einfache Montage garantieren.

Angestrebte Ergebnisse

Mit den Ergebnissen des Projekts wird ein höherer Automatisierungsgrad in der virtuellen Montageplanung erreicht. Der Experte wird ein spezialisiertes Werkzeug erhalten, das eine schnelle und robuste Berechnung von (De-) Monatepfaden für reale Bauteile ermöglicht.

LeitungProf. Dr. Nicola Wolpert
GastwissenschaftlerRobert Hegewald, Sebastian Dorn 
Partner (extern)Mercedes-Benz AG, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Laufzeit2018 - 2022 

 

Name und Position Bereich E-Mail und Telefon Raum
Professorin Studiengang Mathematik +49 711 8926 2697 2/368