Montagetechnik und Automatisierung

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 12.0 vom 07.05.2019

11M1210

Assembly technique and industrial automation

• Entwicklung und Produktion (M.Sc.)
• Lehramt an berufsbildenden Schulen - Teilstudiengang Metalltechnik (M.Ed.)
• Mechatronic Systems Engineering (M.Sc.)

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Wichtigstes Ziel für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen ist die Steigerung der Produktivität. In den klassischen Fertigungsverfahren sind dabei kaum weitere Erfolge zu verzeichnen. Die Rationalisierung von Montageprozessen bekommt daher eine erhöhte Bedeutung, zumal der Anteil der Montagekosten an den Produktherstellkosten ständig zunimmt. Für die Entwicklung zukünftiger Montagesysteme sind daher vertiefte Kenntnisse in den Disziplinen Handhabungs- und Montagetechnik, sowie deren Automatisierung erforderlich.Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind Studierende in der Lage, Montageaufgaben in Produktionsbetrieben zu analysieren und Lösungen für eine industrielle Durchführung der Montagetätigkeiten unter verschiedenen Flexibilitätsaspekten zu entwickeln. Dies schließt die Zuführung und Weitergabe der Einzelteile und Baugruppen mit ein. Die Studierenden kennen mögliche Montageprinzipien und können abhängig von den konkreten Randbedingungen (z.B. zu montierende Stückzahl) eine geeignete Montageorganisation mit der notwendigen Anlagen-/Arbeitsplatztechnik und einem geeigneten Automatisierungsgrad wählen. Hierzu kennen die Studierenden detailliert die Funktions- und Wirkungsweise unterschiedlicher Montageautomaten, die Arbeitsweise in manuellen Montagesystemen und das Zusammenspiel zwischen automatisierten und manuellen Arbeitsstationen. Auf dieser Basis können Studierende unter Einsatz entsprechender Planungsprogramme Montagesysteme entwickeln und dazu Montagereihenfolgen ableiten, Austaktungen von verketteten Montagestationen durchführunen und Layouts der Montagebereiche mit den notwendigen Betriebsmitteln gestalten. Für den konstruktiven Entwurf von Montageobjekten und -baugruppen kennen die Studierenden die Regeln der montage- und automatisierungsgerechten Produktgestaltung und können Maßnahmen am Produktaufbau und an Einzelteilen für eine effizientere Durchführung von Montagetätigkeiten benennen.

1. Grundlegende Begriffe und Zusammenhänge-> Handhabungstechnik, Montagetechnik, Automatisierung
2. Montage- und automatisierungsgerechte Produktgestaltung-> Maßnahmen am Produktaufbau, an Baugruppen und Einzelteilen
3. Montagesysteme-> Montageprinzipien, manuelle und maschinelle Montagesysteme
4. Automatisierung der Montage-> Verkettete Montagelinien, Industrierobotereinsatz, Steuerungstechnik
5. Montageplanung-> Vorgehensweise, Vorranggraph, Taktzeitermittlung, Austaktung, Ressourcenplanung, Werkzeuge der Digitale Fabrik
6. Smart Factory und Industrie 4.0-> Grundlagen, Cyber Physische Systeme, Mensch-Roboter-Kollaboration

Wissensverbreiterung
Nach Abschluss des Moduls kennen Studierende die grundsätzlichen wissenschaftlichen Ansätze der industriellen Montage- und Automatisierungstechnik. Sie kennen hierzu Handhabungs- und Montagevorgänge, deren mögliche gerätetechnische Realisierungen bis hin zu verketteten Montagelinien und können diese erläutern. Sie kennen flexible Montagesysteme von der Handmontage bis zur vollautomatischen Montage bei unterschiedlicher Flexibilität und können hierbei Industrieroboter unter Beachtung ihrer kinematischen Eigenschaften einsetzen. Die Studierenden kennen weiter mögliche Montageprinzipien in industriellen Umgebungen und können die Unterschiede unter technischen und wirtschaftlichen Aspekten erklären. Auch können Sie gestalterische Maßnahmen benennen, um Baugruppen und Einzelteile montage- und automatisierungsgerecht zu entwerfen bzw. zu verändern. Die Studierenden kennen zudem die Methoden zur Planung von Montagesystemen und können die hier anfallenden Planungsarbeiten im Umfeld digitaler und smarter Fabriken einordnen.
Wissensvertiefung
Die Studierenden können nach erfolgreichem Abschluss des Moduls die vermittelten Fähigkeiten und Kenntnisse zur Lösung montagetechnischer Aufgabenstellungen unter Beachtung und Wahl passender Automatisierungsgrade anwenden. Hierzu können sie auf bekannte Technologien zurückgreifen oder unter Anwendung wissenschaftlicher Arbeitsweisen neue Montageszenarien unter den Gesichtspunkten Flexibilität, Automatisierungsgrad und Produktionsstückzahl entwickeln. Sie bedienen sich hierbei methodischer Verfahren zur Montageplanung unter Beachtung des Zusammenhangs zwischen Montageprodukt, Montageprozessen und Montageressourcen und können unter Anwendung entsprechender Planungsprogramme vom manuellen bis zum vollautomatisierten Montagesysteme Entwicklungsarbeiten durchführen.
Können - instrumentale Kompetenz
Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage
-> Montagesysteme mit den einzelnen Komponenten auszulegen, den Montageablauf zu planen und darzustellen und den wirtschaftlichen Einsatz nachzurechnen
-> Montagesysteme sowohl manuell als auch mit entsprechenden Planungsprogrammen aus dem Bereich der Digitalen Fabrik zu entwerfen
-> Montagezeiten für Vorgänge in Montagesystemen zu ermitteln
-> Austaktung bei verketteten Montagesystemen durchzuführen
-> Montageobjekte unter Montage- und Automatisierungsaspekten optimiert zu gestalten
Können - kommunikative Kompetenz
Nach Abschluss des Moduls können Studierende Montagereihenfolgen graphisch darstellen und innerhalb von Entwicklungsteams präsentieren. Erforderliche Komponenten eines Montagesystems können identifiziert und für den Kauf und die Installation gegenüber anderen beschrieben und begründet werden. Die Eigenschaften eines geplanten Montagesystems können hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Automatisierungsgrad mit anderen Experten diskutiert werden.
Können - systemische Kompetenz
Nach Abschluss des Moduls verstehen Studierende Montagetechnik und ihre Automatisierung als wesentlichen Teil einer industriellen Produktion. Sie beherrschen wissenschaftliche Methoden für eine systematischen Planung und Auslegung manueller bis hin zu hochautomatisierten Montagesystemen. Dabei können sie ihre Arbeitsergebnisse hinsichtlich wirtschaftlicher (-> Kosten vs. Nutzen) und gesellschaftlicher (-> Automatisierung, Mensch-Maschine-Interaktion) Bedeutung beurteilen. Auch sind die Studierenden in der Lage sich entsprechend wissenschaftliche Maßstäbe eigenständig in ein montagetechnisches Problem einzuarbeiten und dieses bis zur Inbetriebnahme zu begleiten. Sie sind in der Lage sich hierzu in spezielle, auch weiterführende Literatur einzuarbeiten.

Die Veranstaltung erfolgt als Vorlesung mit integrierten Übungen und Fallbeispielen zu realen Montageaufgaben und deren gerätetechnische Realisierungen, um die theoretischen Grundlagen praktisch anzuwenden. Zum Selbststudium von Fachliteratur wird durch die Vielzahl aufgezeigter Montageaufgaben angeregt. Zur Prüfungsvorbereitung und -durchführung sind ausreichend Kontaktzeiten mit den Lehrenden vorgesehen.

Fertigungstechnik und KonstruktionstechnikHandhabungstechnik und RobotikSteuerungs- und Regelungstechnik

Rokossa, Dirk

Rokossa, Dirk

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Lotter, Bruno; Wiendahl, Hans-Peter: Montage in der industriellen Produktion - Ein Handbuch für die Praxis, 2. Aufl., Springer Berlin, 2013Hesse, Stefan; Malisa, Viktorio: Taschenbuch Robotik – Montage – Handhabung, Hanser München, 2016Konold, Peter; Reger, Herbert: Praxis der Montagetechnik, Vieweg Wiesbaden, 2003Hesse, Stefan: Grundlagen der Handhabungstechnik, 4. Aufl., Hanser München, 2016Hesse, Stefan: Automatisieren mit Know-how - Handhabung, Robotik, Montage, Hoppenstedt Zeitschriften Darmstadt, 2003Landau, Kurt : Montageprozesse gestalten, Fallbeispiele aus Ergonomie und Organisation, ergonomia Verlag Stuttgart, 2004Grundig, Claus-Gerold: Fabrikplanung - Planungssystematik, Methoden, Anwendungen, Hanser München, 2014Weber, Wolfgang: Industrieroboter – Methoden der Steuerung und Regelung, 2. Aufl., Hanser München, 2009Seitz, Matthias: Speicherprogrammierbare Steuerungen für die Fabrik- und Prozessautomation, Hanser München, 2015Bauernhansl, Thomas; ten Hompel, Michael; Vogel-Heuser, Birgit: Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik, Springer Vieweg Heidelberg, 2014

Hausarbeit

Experimentelle Arbeit

1 Semester

Nur Wintersemester

Deutsch