Summer School: "Robotization of Mobile Construction Machinery"

Ab Dienstag, 04.10.2022

  Schaubild Robotisierung einer mobilen Arbeitsmaschine Urheberrecht: © IFAS RWTH Aachen

Motivation:

Die Baubranche ist mit einem nominalen Bauvolumen von fast 400 Milliarden Euro und fast zwei Millionen Beschäftigten in Deutschland von zentraler Bedeutung für die hiesige Volkswirtschaft und in vielen Ländern verhält es sich ähnlich. Der immer noch vorherrschende analoge Charakter von Baustellenarbeit, -management und -organisation führt zu einem hohen Anteil an Handarbeit. Dies geht einher mit hoher Unfallgefahr, hoher körperlicher Belastung, langen Arbeitszeiten und resultiert so in einem unattraktiven Arbeitsbereich und Fachkräftemangel. Selten termin- und budgetgerecht abgeschlossene Bauvorhaben sind die Folge, was auch auf Ineffizienz und geringen Digitalisierungsgrad der Baubranche zurückzuführen ist. Abhilfe bieten flexiblere Prozesse und modernere Automatisierungslösungen, mit denen es die Bauindustrie aufzurüsten gilt. Der Einsatz von modernen Produktionsmethoden und Robotik hat es Branchen wie dem Automobilbau ermöglicht, stetiges Produktivitätswachstum zu erreichen. Diese Fortschritte der Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung gilt es auf die Baustelle zu übertragen.

Vorläufiges Programm:

Das Ziel der Summer School ist es, den Teilnehmer*innen einen Einblick in die Automatisierung von mobilen Arbeitsmaschinen im Bereich des Bauwesens zu geben. Hierfür werden einzelne Themenfelder aus den Bereichen der Antriebstechnik, Robotik, Automatisierung, Sensorik und dem Bau behandelt. Die Summer School besteht aus mehreren Blöcke der Wissensvermittlung und direkter praktischer Umsetzung. Als Praxisbeispiel dient in diesem Jahr die Umsetzung eines ‚Planierassistenten‘ für einen Bagger. Als Planierassistent bezeichnet man ein System, dessen Aufgabe darin besteht die Baggerschaufel automatisiert derart über eine unebene Oberfläche zu bewegen und Erdreich abzutragen, dass anschließend eine ebene Oberfläche vorliegt. Für einen menschlichen Bediener ist dies aufgrund der Kinematik des Baggers eine sehr herausfordernde Aufgabe. Um die Herausforderungen der Baggerführung und den Nutzen von Assistenzfunktionen selbst zu erfahren, steht den Teilnehmer*innen am ifas ein 18,5 t Bagger zur Verfügung. Die Entwicklung des Planierassistenten erfolgt in Matlab/Simulink innerhalb der Übungseinheiten der Summer School. Am Ende der Summer School kann der entwickelte Planierassistent auf einem 1,8 t Kompaktbagger des ifas in der realen Anwendung erprobt werden.

Blockveranstaltung: 04.10.22 – 12.10.22
Prüfhalle & Computerraum ifas

04.10.22 – 9:00 bis 17:00

Einführung, Grundlagen Hydraulik, Antriebssysteme von Baumaschinen, Baggern (ifas)

05.10.22 – 9:00 bis 17:00

Grundlagen der Systemmodellierung und Regelung, Praktische Versuche am hydraulischen Prüfstand (ifas)

06.10.22 – 9:00 bis 17:00

Praktische Versuche am hydraulischen Prüfstand (ifas)

07.10.22 – 9:00 bis 17:00

Einführung in die Robotik, Denavit-Hartemberg Transformationen (MMI)

10.10.22 – 9:00 bis 17:00

Inverse Kinematik und Bahnplanung (MMI)

11.10.22 – 9:00 bis 17:00

Applikation auf Bagger (Entwicklung von Position und Geschwindigkeitsreglern), Steuerung mit Joysticks, Parametrisieren (ifas)

12.10.22 – 9:00 bis 17:00

Applikation auf Bagger (Entwicklung von Position und Geschwindigkeitsreglern), Steuerung mit Joysticks, Parametrisieren (ifas)

 
  Bagger Volvo EW160D Urheberrecht: © IFAS RWTH Aachen

Adressierte Teilnehmer*Innen: Diese Summer School richtet sich insbesondere an Teilnehmer*innen aus den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik, Bauingenieurwesen, Physik oder ähnlich. Die Teilnehmer*innen sollten die Grundlagenfächer ihres Studiums weitestgehend abgeschlossen haben.

Maximale Teilnehmerzahl: 20

Zeitraum: Die Durchführung der Summer School erfolgt vom 04.10.2022 bis zum 12.10.2022 als Blockveranstaltung.

Kurssprache: Deutsch

Ausrichtende Institute: Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme (Prof. Schmitz)

Institut für Mensch-Maschine-Interaktion (Prof. Rossmann)

Ansprechpartner: Andreas Opgenoorth

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