Methodik zur automatischen Generierung von Montagesequenzen aus einem 3D-Modell

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, wie Montageplaner/-innen schon frühzeitig bei der Planung von Montagesequenzen unterstützt werden können. Hierzu wurde geprüft, wie montagerelevante Informationen aus einem 3D-Modell extrahiert werden können. Anschließend wurde ein Vorgehen entwickelt, um aus diesen Informationen automatisiert Montagesequenzen zu generieren. Hierzu wurden zwei Kernfragen geklärt: Welche Montageinformationen können automatisiert aus 3D-Modellen extrahiert werden und wie können aus diesen Informationen automatisiert Montagesequenzen generiert werden? Mithilfe eines Zugriffs auf das CAD-System wurden alle relevanten Informationen direkt aus dem 3D-Modell extrahiert. Durch einen neuartigen Ansatz konnten vielfältige und detaillierte Montageinformationen in Form von Features gewonnen und analysiert werden. Diese wurden dazu eingesetzt, die Montagesequenzen hinsichtlich Kriterien, wie die Baugruppenstabilität oder Werkzeugwechsel, zu optimieren. Nach der Generierung der optimierten Montagesequenzen wurde das 3D-Modell nochmals herangezogen, um die einzelnen Montageschritte auch in Form einer automatisch generierten Montageanleitung zu visualisieren. Validiert wurde die Arbeit in einem dreistufigen Verfahren anhand realer Baugruppen. Hierzu wurden Expertenmeinungen herangezogen und reale Produkte untersucht. Das Resultat sind optimierte, ausführbare Montagesequenzen, die vollkommen automatisch aus dem 3D-Modell generiert werden konnten. Somit wird ein neuartiges Vorgehen zur Generierung von Montagesequenzen aufgrund detaillierter Kriterien, weit über den Stand der Technik hinaus, vorgestellt.

This work investigated how assembly planners can be supported in the planning of assembly sequences at an early stage. For this purpose, it was examined how assembly-relevant information can be extracted from a 3D model. Subsequently, a procedure was developed to automatically generate assembly sequences from this information. To this end, two key questions were clarified: What assembly information can be automatically extracted from 3D models and how can assembly sequences be automatically generated from this information? By accessing the CAD system, all relevant information was extracted directly from the 3D model. Using a novel approach, a wide range of detailed features could be obtained and analyzed. These were used to optimize the assembly sequences with regard to criteria such as assembly stability or tool changes. After generating optimized assembly sequences, the 3D model was used again to visualize the individual assembly steps in the form of automatically generated assembly instructions. The work was validated in a three-stage process using real assemblies. For this purpose, expert interviews were executed and real products were examined. The result are optimized, executable assembly sequences that could be generated completely automatically from the 3D model. Thus, a novel procedure for the generation of assembly sequences using the most comprehensive criteria, far beyond the state of the art, could be presented.