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Einrichtungen und Labore

Labor RASAND:   <<

Softwarelösungen für die digitale Lageuntersuchung von Geometrien



Raum: 2/ 583
Telefon +49 (0) 711 8926 2633

Laborleiter:

Prof. Dr. Nicola Wolpert
Telefon +49 (0)711 8926 2697
Telefax +49 (0)711 8926 2553
nicola.wolpert@hft-stuttgart.de

Laborbeschreibung

Das Labor RASAND hat als Ziel die Erforschung und Entwicklung von Softwarelösungen für die digitale Lageuntersuchung von Geometrien. Auf diesem Gebiet sollen Forschung und industrielle Praxis vereint werden. Dies bedeutet zum einen, dass die behandelten Fragestellungen an der industriellen Praxis orientiert sind. Alle von uns entwickelten Algorithmen und Datenstrukturen werden in die eigene Software-Bibliothek RASAND integriert und diese soll langfristig in der Industrie zum Einsatz kommen. Ein weiteres Ziel von RASAND ist die Ausbildung von Doktoranden in diesem Themengebiet. Es sollen in dem Labor qualitativ hochwertige Forschungsarbeiten entstehen, die die Mitarbeiter zur Promotion führen.

Forschung

Im RASAND Labor wird in den drei Bereichen Registrieren, Validieren und Planen geforscht.

Registieren
Die Forschung und Entwicklung im Bereich der Registrierung wurde im Jahr 2009 in einem MINT-Projekt mit der Firma Autoform begonnen. Die Motivation für das Projekt entstammt der Qualitätssicherung. Für die Qualitätsanalyse von industriell hergestellten Bauteilen wurden und werden Lösungen entwickelt, die zwei triangulierte Geometrien möglichst deckungsgleich zueinander positionieren. Die Registrierungs-Software ist kontinuierlich um das durchdringungsfreie Registrieren, das featurebasierte Registrieren, das Registrieren von Punktwolken auf Dreiecksnetzen und um das Registrieren von Raumscans erweitert worden.

Validieren
Der zweite Forschungsbereich der Validierung wurde 2010 im Rahmen eines FHProfUnt Projekts gemeinsam mit Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Elmar Schömer an der Universität Mainz und der Teraport GmbH begonnen. Die Motivation für dieses Vorhaben im Bereich der Validierung entstammt dem Bereich der Gesamtfahrzeugkonstruktion. Es wurden effiziente Algorithmen und Softwarelösungen, unter Einbeziehung von Parallelisierungsmechanismen auf der CPU und der GPU, entwickelt und realisiert, um die Einhaltung von Sicherheitsabständen zwischen sich bewegenden Bauteilen zu validieren.

Planen
Diese schnellen Kollisions- und Abstandstests wurden weiterführend verwendet, um Probleme im Bereich Planen zu lösen. Bei der Entwicklung und Fertigung von Produkten stellt sich die Frage, ob und wie sich Bauteile und Werkzeuge in einem kompliziert geformten und sehr kompakten Bauraum aus einer Startlage in ihre verbaute Position bewegen lassen. Hier wurde zunächst der Fokus auf das Problem von Engstellen, die ein Bauteil auf seinem Weg von der Start- zur Zielposition passieren muss, gelegt. Darauf aufbauend wurde eine Machbarkeitsstudie, beauftragt durch die Daimler AG, bearbeitet, in der die Machbarkeit einer automatisierten Baubarkeitsprüfung für ein gesamtes Automobil untersucht wurde. Aktuell beziehen wir in unsere Forschung die Deformierbarkeit von Bauteilen in die Überlegungen ein. Bauteile sind in ihrer verbauten Lage meistens befestigt, z.B. durch Klipse. Diese Befestigungen müssen erkannt und gegebenenfalls deformiert werden, um den Ausbau zu simulieren.

Sämtliche entwickelten Verfahren in den drei Bereichen Registrieren, Validieren und Planen sind in einer eigenen Software-Bibliothek mit Namen RASAND gebündelt worden. Das macht es für Mitarbeiter und Studierende leicht, darauf aufbauend neue Ideen auszuprobieren und Lösungen zu entwickeln.

Raumausstattung

Zur Unterstützung der Ziele des Labors steht der Raum 2/583 zur Verfügung. Dieser ist mit fünf Arbeitsplätzen / Rechnern ausgestattet. Der Raum wird sowohl von den wissenschaftlichen Mitarbeitern und Hilfskräften genutzt, als auch von Studierenden bei der Anfertigung ihrer Abschlussarbeiten.

Lehre

Die im Labor entwickelte RASAND Software wird in den folgenden Vorlesungen verwendet, um geometrische Fragestellungen zu motivieren:

  • Geometrie, Bachelor-Studiengang Mathematik
  • Lineare Algebra, Bachelor-Studiengang Mathematik
  • lineare Algebra, Bachelor-Studiengang Informatik
  • Algorithmische Geometrie, Bachelor-Studiengangs Mathematik,
  • Algorithmische Geometrie, Bachelor-Studiengangs Informatik
  • Computer Aided Geometry, Master-Studiengangs Mathematik.

In den Veranstaltungen zur Algorithmischen Geometrien werden darüber hinaus die grundlegenden Verfahren, die auch im Labor Anwendung finden, besprochen. In dem Themenbereich des Labors wurden in der Vergangenheit zahlreiche Bachelor- und Master-Arbeiten, zum Teil in Zusammenarbeit mit Firmen, durchgeführt. Dies soll auch in Zukunft weitergeführt werden.