Studium und Lehre
Labor für Handhabungstechnik und Robotik
Projekte und Studienarbeiten Wintersemester 2024/25
Im Labor für Handhabungstechnik und Robotik werden auch im Wintersemester 2024/25 wieder Projekte und Studienarbeiten für Studierendenteams aller Studiengänge angeboten. Der jeweilige Arbeitsaufwand - auch im Hinblick auf die zu erwerbenden Leistungspunkte - kann dabei abgestimmt werden.
Für alle Projektarbeiten gilt: Eine Bearbeitung im Team ist erwünscht. Die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen 'Handhabungstechnik und Robotik' oder 'Montagetechnik und Automatisierung' ist nicht zwingend erforderlich - erleichtet bei einigen Projekten aber ggf. den Einstieg in die jeweilige Aufgabenstellung.
Bei Fragen zu den einzelnen Themen nehmen Sie bitte Kontakt via Email auf.
Projekte in Zusammenarbeit mit Unternehmen
Das Unternehmen FRIMO Innovative Technologies in Lotte entwickelt und fertigt maßgeschneiderte Anlagen- und Werkzeugtechnik für die Kunststoffverarbeitung. Mit den FlexTrim Fräsanlagen können dabei eine Vielzahl von Fräs- und Schneidaufgaben gelöst werden. Die Frästechnologie ist dabei für die Bearbeitung komplexer Bauteilgeometrien besonders geeignet – so z.B. für konturgebende Fräsungen an Kunststoffteilen, wie sie im Innenraum von Fahrzeugen (z.B. am Cockpit) verwendet werden.
Die Fräsanlage ist modular aufgebaut und besteht im Kern aus 3 Modulen (-> Bild):
- Basismodul: Stahlrahmen, auf dem die Roboter und Steuerungen stehen
- Tischmodul: Dreh- oder Schwenktisch für die Aufnahme des zu bearbeitenden Werk-stücks
- Frontmodul: Bedienbereich, der für den Anlagenbediener zugänglich ist, ausgestattet mit Sicherheitstechnik wie Lichtschranken und ggf. Rolltor
Die Anlagentechnik, so wie sie heute zum Einsatz kommt, wurde bei Fa. FRIMO vor vielen Jahren selbst entwickelt. Der permanent steigende Kostendruck im weltweiten Anlagenbau machen einen konstruktiven Neuentwurf erforderlich.
Die Aufgaben und Tätigkeit innerhalb dieser Projektarbeit sind vielschichtig und zeichnen sich durch hohe Praxisnähe aus. Abhängig von der sich findenden Studierendenanzahl können die konkreten Bearbeitungsaufgaben dabei in die Breite gehen (= alle 3 genannten Module werden eher konzeptionell betrachtet) oder in die Tiefe gehen (= eines der genannten Module wird im CAD-System entworfen und konstruiert).
Einzelaufgaben können dabei wie folgt festgelegt werden:
- Erstellung einer Anforderungsliste für den kostenoptimalen Aufbau der Fräsanlage
- Ideengenerierung und gestalterischer Entwurf der Anlagenmodule
- Konstruktion der einzelnen Anlagen- und Modulkomponenten (Bauteile und Baugruppen) im CAD-System
- Auslegung der Verbindungstechnik innerhalb der einzelnen Anlagenmodule
- Festigkeitsbetrachtung einzelner Bestandteile des konstruktiven Entwurfs
- Kalkulation der zu veranschlagenden Herstellkosten für die einzelnen Module und einen sich darauf ergebenen Gesamtentwurf für die Fräsanlage
Selbstverständlich wird es einen intensiven Austausch mit Mitarbeitern der Firma FRIMO geben. Auch Besuche bei der Firma in Lotte werden angeboten. Praxisnäher geht es nicht!
Die Projektarbeit kann von 2 - 6 Studierenden bearbeitet werden. Abhängig von der Teilnehmeranzahl wird die Aufgabenstellung dann hinsichtlich der konkreten Einzelaufgaben angepasst.
Entwicklungsprojekte im Hochschullabor
"Leberschuss" ist ein weitverbreitetes Trinkspiel für zwei Zweierteams. Jeder Spieler / jede Spielerin bekommt eine Getränkeflasche und einen Kronkorken. Der Kronkorken wird über ein Spielfeld geschnippst und abhängig von der Ziellage einer Wertung unterzogen. Auf diese Weise 'erarbeitet' man sich und seinem Teamkollegen / seiner Teamkollegin Schlücke aus den Flaschen. Gewonnen hat das Team, dessen Flaschen zuerst geleert sind.
Ziel dieser Projekt- oder Studienarbeit ist die Übertragung der Spielidee auf zwei Roboter im Labor für Handhabungstechnik und Robotik. Wie die Roboter dabei in den Spielablauf eingebunden werden (z.B. zur Unterstützung eines Teams oder als gegnerisches Roboter-Team) ist dabei zunächst offen und muss zu Projektbeginn entschieden werden. Ob die Bewegungsmöglichkeiten eines Roboters dann zum Schnippsen eines Kronkorkens geeignet sind, muss geprüft werden. Ggf. muss ein Werkzeug für die Roboter entwickelt werden, was dann ein Schnippsen der Kronkorken ermöglicht. Ebenso können/müssen die Einsatzmöglichkeiten des im Labor existierenden Bildverarbeitungssystems im Rahmen einer Spielsequenz geprüft werden. Inwieweit die Informationen aus dem Bildverarbeitungssystem dann von den Robotern eigenständig verwertet werden oder dem jeweiligen Spielerteam unterstützend zur Verfügung gestellt werden, entscheidet das Projektteam ebenfalls eigenständig.
Die Projekt-/Studienarbeit kann von 2 bis 6 Studierenden in Teamarbeit bearbeitet werden. Abhängig von der Personenzahl wird die Aufgabenstellung angepasst werden. Spielmaterial (-> Flaschen) werden zur Verfügung gestellt. :-)
Im Labor für Handhabungstechnik und Robotik existiert ein mobiler Transport- und Montageroboter, der HS-MobiRob. Er besteht aus dem Transportroboter MiR200, auf den ein UR5e-Roboter und ein Transportbandelement aufgesetzt wurden. Das gesamte Robotersystem mit den Möglichkeiten eines Transports von Warenträgern im Labor und der Durchführung von Montagearbeiten auf den transportierten Warenträgern soll in weitere Labor-Produktionsszenarien und damit in die Smart Factory der Hochschule eingebunden werden. In vorhergehenden studentischen Projektarbeiten wurde bereits die Kommunikation zwischen dem HS-MobiRob und dem restlichen Montagesystem im Labor zu großen Stücken erledigt. Ebenso wurde das Andocken des Transportroboters an das Montagesystem realisiert (-> Video).
Ziel dieser Projektarbeit ist nun die Entwicklung und Inbetriebnahme weiterer Montageszenarien im Labor für Handhabungstechnik und Robotik. Dazu müssen ggf. weitere Aufbauten für den HS-MobiRob entworfen und zusammen mit der Betriebswerkstatt der Hochschule gebaut werden. Ebenso müssen Montagebewegungen für den UR5e-Roboter programmiert werden und neue Routen für den Transportroboter im Labor eingerichtet werden. Schließlich soll ein Gesamtszenario (Montagearbeiten im Montagesystem zusammen mit Materialbewegungen mittels Transportroboter) entworfen und realisiert werden.
Die Projektarbeit kann von 2 bis 6 Studierenden in Teamarbeit bearbeitet werden. Abhängig von der Personenzahl kann die Aufgabenstellung angepasst werden.
Im Labor für Handhabungstechnik und Robotik bildet ein Doppelgurtband-Transportsystem der Firma Bosch Rexroth die Basis des installierten automatischen Montagesystems. Mit dem Transportsystem werden die einzelnen Warenträger mit ihren Montageobjekten zu den jeweiligen Roboterstationen bewegt. Beim Wechsel der Warenträger an einer jeden Roboterstation muss der vorgehende Warenträger die Station zunächst verlassen, damit der bereits wartende Warenträger in die Station übergesetzt werden kann. Hierdurch geht bedingt durch die geringe Bandgeschwindigkeit (18 m/min) wertvolle Taktzeit verloren. Schnelleinzüge (auch Werkstückträger-Booster genannt) reduzieren dieses Problem, da sie die Warenträger unabhängig von der Bandgeschwindigkeit im Umfeld einer Roboterstation schneller bewegen.
In einer vorhergehenden Projektarbeit wurde bereits ein Schnelleinzug speziell für das Montagesystem im Labor konstruiert und prototypisch getestet. Mögliches Verbesserungspotenzial hinsichtlich Funktionalität, aber auch mit Blick auf Material- und Installationskosten wurde dabei sichtbar.
Das Ziel dieser Projekt- oder Studienarbeit ist eine grundlegende Analyse der bisherigen Arbeiten und die Ableitung von Optimierungspotenzialen. Dabei sollen generierte Ideen auch immer prototypisch in Zusammenarbeit mit der Betriebswerkstatt der Hochschule realisiert und praktisch in Versuchsläufen erprobt werden. Handwerkliches Geschick ist hierbei sicherlich von Vorteil.
Die Projekt- oder Studienarbeit kann von 2 - 5 Studierenden bearbeitet werden. Abhängig von der Teilnehmeranzahl kann die Aufgabenstellung angepasst werden.