Műveleti sorrendtervezés az autóipari lézerhegesztés területén

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Strausz György
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Napjainkban az autóiparban alkalmazott hegesztési technológiák nagy átalakuláson mennek keresztül. A korábbi ellenállás ponthegesztés helyett egy új, gyorsabb, hatékonyabb módszer kezd terjedni, a távoli lézerhegesztés (Remote Laser Welding, RLW). A technológia lényege, hogy a munkadarabon megtalálható varratokat nagy távolságból, mintegy 25-160 cm-ről hegesztik, az anyagra lőtt lézersugár segítségével.

Az új megoldás új problémákat vet fel, melyek közül kiemelkedik a varratok hegesztési sorrendjének és az adott elemet munkáló robot mozgási pályájának meghatározása. Egy olyan hatékony algoritmus elkészítése vált szükségessé, mely a technológia korlátok figyelembe vételével képes a robotok számára megadni a mozgási pályájukat, illetve azt, hogy mely időpillanatban melyik varratokat hegesszék.

Dolgozatom alapvető célja a technológia megismerésével szerzett tapasztalatok alapján egy algoritmus elkészítése és bemutatása, amely a kezdetben megadott információk alapján (munkadarab geometria, robot specifikáció) megadja a varratok egy közel optimális sorrendjét. A program segítségével a technológiát használók gyors és egyszerű módon tudják majd meghatározni a robotok mozgását.

A program képes a bemeneti fájljaiban található információk alapján egy olyan matematikai modell felépítésére, amelyben az említett hegesztési sorrend és útvonal kiszámítható. A sorrendet egy általánosított utazó ügynök probléma (Travelling Salesman Problem, TSP) megoldása által kaptam. A feladat megoldásához lokális keresést alkalmazok.

Az ipari alkalmazhatóság további növelésére az algoritmust kiegészítettem egyszerűsített láthatóság- és ütközésvizsgálattal. Előbbinél azt vizsgáltam, hogy a lézersugár útjában nem áll-e valamilyen test, mely megakadályozná a hegesztést, míg utóbbiban a sugarat indító robotfej esetleges ütközéseit szűrtem ki a munkadarab részeivel. A számításokhoz a rendszer elemeinek háromszöghálós reprezentációját használtam fel.

A kifejlesztett algoritmust több valós bemenettel széleskörű módon teszteltem. A tesztek sikeressége, az útvonal gyorsasága, valamint a program futásának sebessége egyaránt képessé teszi arra, hogy a technológia mélyebb ismeretének tükrében, ipari környezetben is eredményesen lehessen használni.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.