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Department of Mechanical Engineering
Simulation and programming of industrial robots

Simulation & Programmierung von Industrierobotern

Simulation-based offline programming empowers industrial robots to produce ever more customized products in ever smaller quantities. This course covers its key building blocks: kinematics, CAD models and control methods enable robot modeling. Sensors and measurement methods allow the determination of deviations of the ideal models from the real components - model adjustments and coordinate transformations their compensation. Machine learning using neural networks is also addressed as the basis of new approaches to simplify offline programming.

Organizational info (Summer term 2024)

  Lectures/Tutorials
Start April 16th 2024
Time Tuesdays, 14:15 to 15:45
Room CT - HS ZE 02
Lecturers / Tutors Jobst Bickendorf
Moodle Link to the course
Language German (partly English)

Content (according to module descprition)

Das Modul "Simulation und Programmierung von Industrierobotern" vermittelt vertiefende Kenntnisse in der Simulation und (Offline-)Programmierung von roboterbasierten Automatisierungssystemen. Es behandelt die Grundlagen CAD- und simulationsbasierter Offlineprogrammierung von Robotern (OLP), die mathematische Beschreibung von Industrierobotern als kinematischen Ketten, direkte und inverse Kinematik sowie Bahnplanung von Industrierobotern. Des Weiteren werden Eigenschaften und Charakteristika unterschiedlicher 3D-CAD-Modelltypen als Basis für die automatische Offline-Programmierung behandelt sowie Robotersteuerungen und Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS). Die Veranstaltung behandelt auch die Unterschiede zwischen Simulations­modellen und realen roboterbasierten Produktionssystemen und stellt Methoden zum Umgang mit den entsprechenden Ungenauigkeiten und Toleranzen vor. Modellierung, Vermessung und Kompensation von Abweichungen mittels unterschiedlicher Sensortypen und Messstrategien werden als grundlegende Komponenten moderner Programmier- und Simulationskonzepte behandelt. In diesem Kontext werden auch Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) für die Steuerung von Robotern vorgestellt, hier insbesondere das Maschinelle Lernen am Beispiel selbstlernender Sensorsysteme.

The module "Simulation and Programming of Industrial Robots" provides in-depth knowledge in the simulation and (offline) programming of robot-based automation systems. It covers the basics of CAD- and simulation-based offline programming of robots (OLP), the mathematical description of industrial robots as kinematic chains, direct and inverse kinematics as well as path planning of industrial robots. Furthermore, properties and characteristics of different 3D CAD model types as a basis for automatic offline programming are covered, as well as robot controllers and Programmable Logic Controllers (PLC). The course also covers the differences between simulation models and real robot-based production systems and presents methods for dealing with the corresponding inaccuracies and tolerances. Modeling, measurement and compensation of deviations using different sensor types and measuring strategies are treated as fundamental components of modern programming and simulation concepts. In this context, methods of artificial intelligence (AI) for the control of robots are also presented, here in particular machine learning using the example of self-learning sensor systems.

Literature

J. C. Craig. Introduction to Robotics - Mechanics and Control, 4th Edition, Pearson, 2014.

W. Weber. Industrieroboter - Methoden der Steuerung und Regelung, 4. Auflage, Carl Hanser Verlag, 2019.