Nach vor und zurück - Verschränkung digitaler und physischer Gestaltungsprozesse

Abstract

Im Rahmen der Masterarbeit werden Verfahren der interaktiven Bedienung von CNC-Maschinen untersucht, ausgehend von Algorithmen, die zwei- oder dreidimensionale Strukturen generieren.<br />In den herkömmlichen Methoden der CNC-gestützten Umsetzung von virtuellen Modellen in physische müssen alle gestalterischen Entscheidungen bereits getroffen sein, die Herstellungsprozesse sind linear und unflexibel, sie nützen das Potenzial der Maschinen für den/die Gestalter/in noch nicht aus.<br />Im Rahmen dieser Arbeit werden Systeme untersucht und geeignete Randbedingungen festgelegt, die menschliche Eingriffe intuitiver Art in den Fertigungsprozess ermöglichen, um Schnittstellen zwischen virtueller und physischer Wirklichkeit zu etablieren.<br />Ein Kuka Industrieroboter wird um offene Schnittstellen erweitert, die die online Steuerung des Roboters durch ein externes System ermöglicht. Dieses kann seinerseits mit verschiedensten Ein- und Ausgabegeräte sowie mit Sensoren verbunden werden. So wird das proprietäre Robotersystem für plattformunabhängige Erweiterungen geöffnet und die Grundlage geschaffen für interaktive Gestaltungsprozesse, die die Maschine nicht nur als Fertigungsautomat sondern als Gestaltungswerkzeug begreifen.<br />Neben den untersuchten theoretischen Grundlagen werden die diskutierten Konzepte in der Praxis mit systematischen Experimenten getestet.<br />

In the scope of this diploma thesis, interactive manipulation procedures with CNC machines are researched based on algorithms which generate two or three-dimensional structures.<br />In conventional CNC-supported implementations from virtual models into physical ones, all design decisions must be made beforehand and the production processes are linear and inflexible, thus not utilizing the full potential of the machines for the designer.<br />In this context, systems are examined and suitable constraints are defined which allow human interventions of intuitive kind in the fabrication process, establishing an interactive interface between virtual and physical reality.<br />A Kuka industrial robot is expanded by open interfaces allowing its online control through an external system, which can be connected to various input and output devices, as well as with sensors. Therefore, the proprietary robot system is opened by platform independent extensions, and a basis is created for interactive design processes focusing on the machine not only as a manufacturing automaton, but also as a design tool.<br />Besides studying the theoretical base, the discussed concepts are actually tested in systematic experiments.