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Durch moderne Computer Vision Verfahren wird die automatisierte Qualitätsprüfung komplexer Systeme immer robuster. Jedoch bedarf das Training der Modelle umfangreiche Trainingsdatensätze. Für alltägliche Objekte wie beispielsweise Autos oder Tiere existieren hierfür eine Vielzahl an Datensätzen und bereits fertig trainierte Modelle. Für industrielle Anwendungen ist die Verfügbarkeit mager. Die Qualität der Ergebnisse in der industriellen Bildverarbeitung hängt jedoch stark von der Qualität und dem Umfang der Trainingsdatensätze ab. Gleichzeitig müssen Daten häufig manuell annotiert und segmentiert werden, was sehr zeitaufwendig und fehleranfällig ist.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Systems, zur synthetischen Erstellung von Trainingsdatensätzen für die Automatisierung im Schaltschrankbau. Es sollen 3D-Scans von elektrischen Komponenten aus dem Schaltschrankbau realitätsnah und in unterschiedlichen Konfigurationen (Anordnungen, Beleuchtungen, Hintergründe, …) gerendert werden. Die virtuell erzeugten Bilder sollen dann automatisiert annotiert und segmentiert werden, um in kurzer Zeit einen umfangreichen Trainingsdatensatz erstellen zu können. Neben der Zeitersparnis sorgt dies auch für eine reproduzierbare Qualität der Trainingsdaten beim Einführen neuer Komponenten.

Die ausgeschriebene studentische Arbeit ist Teil des Projekts ProTekt, das die automatisierte optische und elektrische Prüfung von Schaltschränken zum Ziel hat.

Die Arbeit umfasst:

• Recherche zum aktuellen Stand der Forschung im Bereich synthetischer Trainingsdaten
• Erstellung und Vorbereitung der 3D Scans von ausgewählten Komponenten (z.B. mit Keyence 3D Scanner)
• Programmieren des Renderers inkl. automatisierter Anreicherung der Szene durch Variation von:
  Benachbarte Komponenten, Beschriftungen auf den Komponenten, Beleuchtung, Einfügen von Kabeln, … (je nach Möglichkeit/Notwendigkeit/Ergebnissen)
• Programmierung der Software-Pipeline zur Annotation der generierten 2D-Bilder
• Training eines Modells zum Testen des erstellten Datensatzes an realen Komponenten

Voraussetzungen

• Studium im Bereich Maschinenbau / IPEM / WING / Mechatronik / Elektrotechnik o.Ä.
• Solide Programmierkenntnisse – vorzugsweise in Python
• Gutes Verständnis für optische und räumliche Zusammenhänge, Interesse an Computer Vision
• Aber am wichtigsten: Kreativität, Eigenverantwortung und die Lust, verschiedene Möglichkeiten der Umsetzung auszuprobieren

Benefits:

• Hoher Programmieranteil – Arbeit von überall möglich
  (ein paar Termine vor Ort werden nötig sein, um realen Aufbau zu verstehen und die Komponenten zu scannen)
• Arbeiten an einer realen Computer Vision Anwendung aus der Industrie mit Impact
• Freiheit in der Gestaltung der Lösung
• Möglichkeit für Anschlussarbeit oder anschließende Anstellung als HiWi in ähnlichem Themengebiet (Automatisierung, Bildverarbeitung, Robotik, Schaltschrankbau)

Die Arbeit kann in Deutsch oder Englisch geschrieben werden.

Der Roboteraufbau befindet sich am FAPS in Nürnberg “auf AEG”. Gut erreichbar mit den öffentlichen Verkehrsmitteln.

Anfragen bitte per Mail mit aktueller Notenübersicht und Lebenslauf

Durch moderne Computer Vision Verfahren wird die automatisierte Qualitätsprüfung komplexer Systeme immer robuster. Jedoch bedarf das Training der Modelle umfangreiche Trainingsdatensätze. Für alltägliche Objekte wie beispielsweise Autos oder Katzen existieren hierfür eine Vielzahl an Datensätzen und bereits fertig trainierte Modelle. Für industrielle Anwendungen ist die Verfügbarkeit mager. Die Qualität der Ergebnisse in der industriellen Bildverarbeitung hängt jedoch stark von der Qualität und dem Umfang der Trainingsdatensätze ab. Gleichzeitig müssen Daten häufig manuell annotiert und segmentiert werden, was sehr zeitaufwendig und fehleranfällig ist.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines robotergestützten Systems, welches die Erstellung von Bilddatensätzen automatisiert. Elektrische Komponenten aus dem Schaltschrankbau sollen unter variierenden aber definierten Bedingungen aus verschiedenen Richtungen mit dem Roboter fotografiert werden. Die Bilder sollen virtuell angereichert und dann annotiert werden. Dies ermöglicht es, neue Komponenten aufwandsarm und in konstanter Qualität einzulernen.

Die ausgeschriebene studentische Arbeit ist Teil des Projekts ProTekt, das die automatisierte optische und elektrische Prüfung von Schaltschränken zum Ziel hat.

Die Arbeit umfasst:

• Recherche zum aktuellen Stand der Technik und der Forschung
• Bau eines Hardwarerahmens zur Platzierung der Komponenten
• Pfadplanung des Roboters inkl. Kompensation von Positionsungenauigkeiten
• Programmierung der Software-Pipeline zur Bildverarbeitung und Annotation
  (Vorverarbeitung, Datenanreicherung, automatisierte Annotation durch Projektion 2D/3D)
• Validierung durch Erstellen und Anwenden eines Demo-Datensatzes für ausgewählte Komponenten

Voraussetzungen:

• Studium im Bereich Maschinenbau / IPEM / WING / Mechatronik / Elektrotechnik o.Ä.
• Solide Programmierkenntnisse – vorzugsweise mit Python
• Interesse an Robotik und Computer Vision
• Gutes Verständnis für optische und räumliche Zusammenhänge
• Aber das aller wichtigste: Kreativität, Eigenverantwortung und die Freude am Ausprobieren verschiedener Lösungen sowie am Tüfteln

Benefits:

• Arbeit mit einem 6-achsigen UR-Cobot vor Ort
• Programmierarbeit von überall aus
• Interessante Kombination von Hardware und Software, welche die verschiedenen Fragestellungen aus Computer Vision und Robotik vereint
• Möglichkeit für Anschlussarbeit oder anschließende Anstellung als HiWi in ähnlichem Themengebiet (Automatisierung, Bildverarbeitung, Robotik, Schaltschrankbau)

Die Arbeit kann in Deutsch oder Englisch geschrieben werden.

Der Roboteraufbau befindet sich am FAPS in Nürnberg “auf AEG”. Gut erreichbar mit den öffentlichen Verkehrsmitteln.

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Das Projekt Restladung umfasst die Entwicklung einer kosteneffizienten DC-Wallbox auf Basis einer Ein-Platinen-Lösung und einer passiven Wärmeabfuhr. Das Teilprojekt des FAPS fokussiert neben dem automatisierungsgerechten Produktdesign insbesondere die hochpräzise Montage der Leistungselektronik in das Gehäuse. Besondere Berücksichtigung gilt demnach der optimalen Wärmekopplung beider Komponenten durch den Einsatz von 3D-Kameratechnik. Es werden der Einfluss von Fertigungs- und Montagetoleranzen auf das Kühlverhalten analysiert und zur Optimierung der Wärmeleitung ein Prozess des flexiblen Toleranzausgleichs mittels adaptiven Auftrages von wärmeleitfähigen Substanzen erarbeitet und im Zusammenspiel mit einem darauffolgenden Schraubprozesses prototypisch untersucht.

Hierfür wird ein Versuchsaufbau entwickelt, mit dem die Wärmekopplung zwischen MOSFETs und Kühlkörpern untersucht werden kann. Anschließend werden verschiedene Einflussfaktoren herausgearbeitet und deren Auswirkungen auf die Wärmekopplung mithilfe statistischer Versuche analysiert.

Aufgabenstellung:

• Recherche bestehender Lösungen zur Ermittlung von Wärmewiderständen
• Konzeptionierung und Aufbau eines Versuchsaufbaus
• Systematische Versuche mit DoE durchführen
• Optional: Aufbau einer Simulation und Rückführung der Messergebnisse
• Dokumentation der Ergebnisse

Anforderungen:

• Studium im Bereich Maschinenbau / IPEM / WING / Mechatronik / Elektrotechnik o.Ä.
• Technisches Geschick und Bereitschaft, sich in neue Technologien einzuarbeiten
• Hohe Motivation, Neugierde sowie eine selbständige und strukturierte Arbeitsweise
• Deutsch in Wort und Schrift

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Die ausgeschriebene Arbeit stellt ein umfassendes Gesamtprojekt dar, aus dem sich individuelle Arbeitspakete ableiten lassen. Beispielsweise kann eine Projektarbeit als Einstieg dienen und anschließend in einer Abschlussarbeit weitergeführt und vertieft werden.

 

Hintergrund: In der industriellen Automatisierung ist die Handhabung biegeschlaffer Bauteile, wie Drähte, eine besondere Herausforderung. Die präzise Vereinzelung und geordnete Zuführung dieser Komponenten an eine Roboterplattform ist essenziell für eine effiziente Prozessautomatisierung. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Konzept zu entwickeln, das die Vereinzelung von Drähten ermöglicht und diese in einer bestimmten Sequenz einer Roboterplattform zuführt.

Ziel der Arbeit: Das Ziel dieser Arbeit ist die Analyse bestehender Lösungen zur Vereinzelung biegeschlaffer Bauteile und die Entwicklung eines geeigneten Konzepts für die automatisierte Handhabung von Drähten. Dazu sollen verschiedene Methoden untersucht, bewertet und in einer praktischen Konzeptstudie erprobt werden.

Aufgabenstellung

Literaturrecherche:

• Identifikation und Beschreibung bestehender Methoden zur Vereinzelung von biegeschlaffen Bauteilen
• Analyse der Anforderungen an die Zuführung von Drähten für eine Roboterplattform

Kriterienentwicklung:

• Entwicklung von Kriterien zur Bewertung verschiedener Vereinzelungsmethoden
• Definition der Anforderungen an eine zuverlässige Zuführung in einer vorgegebenen Sequenz

Konzepterstellung:

• Entwicklung eines geeigneten technischen Konzepts zur Vereinzelung von Drähten
• Simulation und Modellierung möglicher Lösungen zur Überprüfung der Machbarkeit

Prototypenbau (optional):

• Konstruktion eines ersten Prototyps zur praktischen Evaluierung der entwickelten Lösung
• Durchführung von Tests zur Optimierung der Vereinzelung und Sequenzierung

Ergebnisdarstellung:

• Analyse der gewonnenen Erkenntnisse und Vergleich mit bestehenden Lösungen
• Ableitung von Handlungsempfehlungen für die industrielle Umsetzung

Anforderungen:

• Studium im Bereich Maschinenbau, Mechatronik, Automatisierungstechnik oder einem verwandten Fachgebiet
• Interesse an industrieller Fertigung und Robotik
• Kenntnisse in 3D-CAD und Simulationstools von Vorteil
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise

Weitere Hinweise:

• Startdatum: Ab sofort möglich
• Homeoffice: Nach Absprache möglich
• Arbeitsumfang: Kann individuell nach Interessen und Art der studentischen Arbeit gestaltet werden

Bewerbung:

Bitte senden Sie Ihre Bewerbung mit aktuellem Notenspiegel und Lebenslauf per E-Mail

Die ausgeschriebene Arbeit stellt ein umfassendes Gesamtprojekt dar, aus dem sich individuelle Arbeitspakete ableiten lassen. Beispielsweise kann eine Projektarbeit als Einstieg dienen und anschließend in einer Abschlussarbeit weitergeführt und vertieft werden.

 

Hintergrund: Die Automatisierung im Schaltschrankbau erfordert flexible und rekonfigurierbare Lösungen, um den unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden. Eine rekonfigurierbare Roboterplattform bietet die Möglichkeit, verschiedene Aufgaben effizient zu bewältigen und sich schnell an neue Bedingungen anzupassen. Die Evaluation des Potentials solcher Plattformen ist entscheidend, um ihre Vorteile und Einsatzmöglichkeiten zu verstehen.

Ziel der Arbeit: Ziel dieser Arbeit ist es, das Potential einer rekonfigurierbaren Roboterplattform zu evaluieren. Dabei sollen die einzelnen Kriterien der Rekonfigurierbarkeit beachtet und Experteninterviews sowie eine Umfrage unter Schaltschrankbauern durchgeführt werden. Die Ergebnisse sollen statistisch ausgewertet und ein Konzept zur erfolgreichen Rekonfigurierbarkeit entwickelt werden.

Aufgabenstellung:

Literaturrecherche:

• Identifikation und Beschreibung der bestehenden Kriterien der Rekonfigurierbarkeit von Roboterplattformen
• Analyse der Forschung zur Anwendung rekonfigurierbarer Roboterplattformen im Schaltschrankbau

Kriterienentwicklung:

• Entwicklung von Kriterien zur Bewertung der Rekonfigurierbarkeit
• Definition der Anforderungen an rekonfigurierbare Roboterplattformen im Schaltschrankbau

Experteninterviews:

• Planung und Durchführung qualitativer Experteninterviews mit Fachleuten aus der Industrie
• Entwicklung eines Interviewleitfadens und Durchführung der Interviews

Fragebogenerstellung und -verteilung:

• Erstellung eines Fragebogens zur Erhebung von Daten bei Schaltschrankbauern
• Verteilung des Fragebogens und Sammlung der Antworten

Statistische Auswertung:

• Statistische Auswertung der Daten aus den Experteninterviews und Fragebögen
• Analyse der Ergebnisse zur Identifikation von Trends und Mustern

Konzeptentwicklung:

• Entwicklung eines Konzepts zur erfolgreichen Rekonfigurierbarkeit von Roboterplattformen basierend auf den gewonnenen Daten
• Darstellung der Ergebnisse und Ableitung von Handlungsempfehlungen

Anforderungen:

• Studium im Bereich Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Mechatronik oder einem verwandten Fachgebiet.
• Interesse an industrieller Fertigung und Automatisierung.
• Kenntnisse in der Durchführung und Auswertung von Umfragen und Interviews.
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise.

Weitere Hinweise:

• Startdatum ab sofort möglich
• Homeoffice möglich
• Arbeitsumfang kann individuell nach Interessen und Art der studentischen Arbeit gestaltet werden

Bitte bewerben Sie sich per Mail mit einem aktuellen Notenspiegel und Lebenslauf.

Die ausgeschriebene Arbeit stellt ein umfassendes Gesamtprojekt dar, aus dem sich individuelle Arbeitspakete ableiten lassen. Beispielsweise kann eine Projektarbeit als Einstieg dienen und anschließend in einer Abschlussarbeit weitergeführt und vertieft werden.

 

Hintergrund: In der modernen Werkstattfertigung ist die Fähigkeit, Aufträge dynamisch einzuplanen und die Produktion flexibel anzupassen, entscheidend für die Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit. Die Re-Konfigurierbarkeit von Maschinen und der Einsatz von Robotern spielen dabei eine zentrale Rolle. Insbesondere im Schaltschrankbau, wo unterschiedliche Aufträge und Varianten häufig vorkommen, ist es wichtig zu verstehen, wie dynamisches Line Balancing und Re-Konfigurierbarkeit optimal genutzt werden können.

Ziel der Arbeit: Ziel dieser Arbeit ist es, Methoden zur dynamischen Einsteuerung von Aufträgen in der Werkstattfertigung zu entwickeln und zu untersuchen, wie die Re-Konfigurierbarkeit von Maschinen und der Einsatz von Robotern dabei unterstützen können. Zudem soll untersucht werden, ob Roboter eingespart oder wieder abgebaut werden können, wenn sie nicht mehr ausgelastet sind. Diese Untersuchung soll am Beispiel des Schaltschrankbaus durchgeführt werden.

Aufgabenstellung:

Literaturrecherche:

• Identifikation und Beschreibung der bestehenden Methoden des dynamischen Line Balancing.
• Analyse der Forschung zur Re-Konfigurierbarkeit von Maschinen und Robotern in der Werkstattfertigung.

Kriterienentwicklung:

• Entwicklung von Kriterien zur dynamischen Einsteuerung von Aufträgen.
• Bewertung der Re-Konfigurierbarkeit von Maschinen und Robotern.
• Definition von Kriterien zur Entscheidung, wann Roboter eingespart oder wieder abgebaut werden können.

Fallstudie Schaltschrankbau:

• Analyse des aktuellen Stands der Technik im Schaltschrankbau.
• Anwendung der entwickelten Kriterien auf den Schaltschrankbau zur Bewertung der dynamischen Einsteuerung und Re-Konfigurierbarkeit.
• Wirtschaftlichkeitsanalyse zur Entscheidung zwischen dem Einsatz und der Einsparung von Robotern.

Materialflusssimulation:

• Erstellung einer Materialflusssimulation zur Darstellung der verschiedenen Optionen des dynamischen Line Balancing und der Re-Konfigurierbarkeit.
• Analyse der Simulationsergebnisse zur Unterstützung der Entscheidungsfindung.

Ergebnisdarstellung:

• Darstellung der Ergebnisse und Ableitung von Handlungsempfehlungen.
• Erstellung eines Leitfadens für die dynamische Einsteuerung von Aufträgen und die Nutzung der Re-Konfigurierbarkeit im Schaltschrankbau.

Anforderungen:

• Studium im Bereich Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen oder einem verwandten Fachgebiet.
• Interesse an industrieller Fertigung und Automatisierung.
• Analytische Fähigkeiten und Erfahrung in der Datenanalyse.
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise.

Weitere Hinweise:

• Startdatum ab sofort möglich
• Homeoffice möglich
• Arbeitsumfang kann individuell nach Interessen und Art der studentischen Arbeit gestaltet werden

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Die ausgeschriebene Arbeit stellt ein umfassendes Gesamtprojekt dar, aus dem sich individuelle Arbeitspakete ableiten lassen. Beispielsweise kann eine Projektarbeit als Einstieg dienen und anschließend in einer Abschlussarbeit weitergeführt und vertieft werden.

Hintergrund: Die Skalierbarkeit in der industriellen Fertigung ist ein entscheidender Faktor für die Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens. Insbesondere im Schaltschrankbau, einem zentralen Bereich der industriellen Automatisierung, ist es wichtig zu verstehen, welche Formen der Skalierung existieren und wie diese bewertet werden können. Zudem stellt sich die Frage, ab wann es wirtschaftlich sinnvoll ist, eine größere Maschine anzuschaffen oder die bestehende Maschine durch Optimierungen zu skalieren.

Ziel der Arbeit: Ziel dieser Arbeit ist es, die verschiedenen Formen der Skalierung im Fertigungsbetrieb zu identifizieren und anhand spezifischer Kriterien zu bewerten. Darüber hinaus soll die Arbeit untersuchen, ab wann es sich rentiert, eine größere Maschine anzuschaffen, und wann es sinnvoller ist, die bestehende Maschine zu optimieren. Diese Untersuchung soll am Beispiel des Schaltschrankbaus durchgeführt werden.

Aufgabenstellung:

Literaturrecherche:

• Identifikation und Beschreibung der verschiedenen Formen der Skalierung in der Fertigung.
• Analyse der bestehenden Forschung zur Bewertung von Skalierungsstufen.

Kriterienentwicklung:

• Entwicklung von Kriterien zur Bewertung der Skalierungsstufen in der Fertigung.
• Definition von Schwellenwerten, ab wann eine größere Maschine angeschafft werden sollte und wann eine Optimierung der bestehenden Maschine sinnvoll ist.

Fallstudie Schaltschrankbau:

• Analyse des aktuellen Stands der Technik im Schaltschrankbau.
• Anwendung der entwickelten Kriterien auf den Schaltschrankbau zur Bewertung der Skalierungsstufen.
• Wirtschaftlichkeitsanalyse zur Entscheidung zwischen der Anschaffung einer größeren Maschine und der Optimierung der bestehenden Maschine.

Empirische Untersuchung:

• Durchführung von Interviews mit Experten aus der Industrie.
• Sammlung und Auswertung von Daten aus realen Fertigungsbetrieben.

Materialflusssimulation:

• Erstellung einer Materialflusssimulation zur Darstellung der verschiedenen Skalierungsoptionen.
• Analyse der Simulationsergebnisse zur Unterstützung der Entscheidungsfindung.

Ergebnisdarstellung:

• Darstellung der Ergebnisse und Ableitung von Handlungsempfehlungen.
• Erstellung eines Leitfadens für die Entscheidung zwischen Maschinenanschaffung und -optimierung im Schaltschrankbau.

Anforderungen:

• Studium im Bereich Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen oder einem verwandten Fachgebiet.
• Interesse an industrieller Fertigung und Automatisierung.
• Analytische Fähigkeiten und Erfahrung in der Datenanalyse.
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise.

Weitere Hinweise:

• Startdatum ab sofort möglich
• Homeoffice möglich
• Arbeitsumfang kann individuell nach Interessen und Art der studentischen Arbeit gestaltet werden

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Die ausgeschriebene Arbeit stellt ein umfassendes Gesamtprojekt dar, aus dem sich individuelle Arbeitspakete ableiten lassen. Beispielsweise kann eine Projektarbeit als Einstieg dienen und anschließend in einer Abschlussarbeit weitergeführt und vertieft werden.

Hintergrund: Die Bauteilbereitstellung von Elektrokomponenten ist ein entscheidender Schritt in der Automatisierung von Produktionsprozessen. Eine rekonfigurierbare Roboterplattform muss in der Lage sein, auf diese Bauteile effizient und flexibel zuzugreifen, um ihre Aufgaben zu erfüllen. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Lösung zu entwickeln, die eine einfache, automatisierte Bereitstellung der Komponenten ermöglicht, damit die Roboterplattform diese für weiterführende Arbeitsschritte nutzen kann.

Zielsetzung: Die Arbeit soll ein funktionales Konzept für die Bereitstellung und den Zugriff auf Elektrokomponenten liefern. Dabei wird besonderes Augenmerk auf die nahtlose Integration der Komponenten in die rekonfigurierbare Roboterplattform gelegt. Das System soll eine hohe Flexibilität und Effizienz bieten, sodass die Roboterplattform schnell auf die benötigten Teile zugreifen und diese in ihren Arbeitsprozess einbinden kann.

Aufgabenstellung:

Analyse der Anforderungen an die Bauteilbereitstellung:

• Untersuchung der Roboterplattform und ihrer spezifischen Anforderungen hinsichtlich des Zugriffs auf Elektrokomponenten. (z.B. Klemmen)
• Bestimmung der relevanten Parameter wie Größe, Gewicht und Lagerung der Bauteile, um diese optimal für die Roboternutzung vorzubereiten.
• Definition der benötigten Schnittstellen zwischen den Bauteilen und der Roboterplattform (z.B. mechanische, elektrische, kommunikative Anforderungen).

Entwicklung eines Konzeptes zur Bauteilbereitstellung:

• Entwicklung eines Systems zur Lagerung und Bereitstellung der Bauteile, das den Zugriff der Roboterplattform erleichtert.
• Auswahl geeigneter Technologien für die automatisierte Bauteilbereitstellung (z.B. Regalsysteme, Förderbänder, RFID-gestützte Identifikation).
• Sicherstellung einer flexiblen Handhabung der Bauteile für verschiedene Roboterplattformen und Automatisierungssysteme.

Entwicklung einer Schnittstelle zur Roboterplattform:

• Konzeption und Implementierung einer Schnittstelle, die es der Roboterplattform ermöglicht, auf die bereitgestellten Bauteile zuzugreifen.
• Optimierung der Kommunikation zwischen dem Bauteilbereitstellungssystem und der Robotersteuerung.
• Integration von Sensorik und Steuerungstechnik, um die Genauigkeit und Effizienz des Bauteilzugriffs zu maximieren.

Test und Verifikation:

• Durchführung von Tests zur Sicherstellung der Funktionalität des Bauteilbereitstellungssystems.
• Verifikation der Interoperabilität zwischen den Komponenten und der Roboterplattform.
• Analyse der Performance und gegebenenfalls Optimierung der Bauteilbereitstellung hinsichtlich Geschwindigkeit und Präzision.

Optimierung und Dokumentation:

• Auswertung der Testergebnisse und kontinuierliche Verbesserung des Systems.
• Detaillierte Dokumentation der entwickelten Lösung, inklusive Design, Tests und möglichen Verbesserungsvorschlägen.
• Präsentation der Ergebnisse und möglicher Weiterentwicklungen für zukünftige Anwendungen.

Voraussetzungen:

• Studium im Bereich Elektrotechnik, Mechatronik, Automatisierungstechnik, Robotik oder verwandten Disziplinen.
• Grundkenntnisse in Robotik, Automatisierungssystemen und Bauteilhandhabung.
• Interesse an der Entwicklung innovativer Lösungen zur Automatisierung von Produktionsprozessen.

Weitere Hinweise:

• Startdatum ab sofort möglich
• Homeoffice möglich
• Arbeitsumfang kann individuell nach Interessen und Art der studentischen Arbeit gestaltet werden

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Die ausgeschriebene Arbeit stellt ein umfassendes Gesamtprojekt dar, aus dem sich individuelle Arbeitspakete ableiten lassen. Beispielsweise kann eine Projektarbeit als Einstieg dienen und anschließend in einer Abschlussarbeit weitergeführt und vertieft werden.

 

Hintergrund: Im Rahmen des automatisierten Schaltschrankbaus ist die präzise und effiziente Bestückung von Bauteilen eine zentrale Herausforderung. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Greifersystems, das in der Lage ist, diverse elektronische Bauteile (wie z.B. Relais, Schalter, Kabel und Steckverbinder) in einem Schaltschrank zu platzieren. Dabei sollen sowohl mechanische als auch strategische Aspekte berücksichtigt werden, um die Handhabung, Positionierung und Montage der Bauteile zu optimieren.

Zielsetzung: Die Arbeit soll ein vollständiges Konzept für einen Greifer und eine dazugehörige Griffstrategie liefern, die sowohl in der Theorie als auch durch Prototypen getestet und validiert sind. Ziel ist eine Lösung, die die Rekonfigurierbarkeit einer Roboterplattform ermöglicht und eine Basis für die Weiterentwicklung des automatisierten Bestückungsprozesses im Schaltschrankbau bietet.

Aufgabenstellung:

Analyse der Anforderungen an den Greifer:

• Identifikation der relevanten Bauteile im Schaltschrankbau.
• Bestimmung der mechanischen Anforderungen an den Greifer (z.B. Greifkraft, Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Bauteile, Materialkompatibilität).
• Identifikation von Merkmalen, die den Greifer auch universell für andere Tätigkeiten einsetzbar machen
• Ermittlung der Kompatibilität des Greifers mit einer rekonfigurierbaren Roboterplattform.

Entwicklung des Greifmechanismus:

• Entwurf eines Greifers, der flexibel auf verschiedene Bauteiltypen reagiert und eine präzise Handhabung ermöglicht.
• Auswahl geeigneter Greiftechnologien.

Entwicklung einer Griffstrategie:

• Definition von Strategien zur optimalen Platzierung der Bauteile in einem Schaltschrank.
• Untersuchung der besten Ansätze zur Integration des Greifers in den automatisierten Montageprozess.

Simulation und Prototyping:

• Simulation der Greif- und Bestückungsprozesse mit der entwickelten Strategie.
• Entwicklung eines funktionalen Prototyps und Durchführung von Tests zur Validierung der Griffstrategie und des Greifers.

Dokumentation und Ergebnispräsentation:

• Erstellung einer ausführlichen Dokumentation der Arbeitsschritte und der Ergebnisse,
• Abschließende Präsentation der Ergebnisse.

Voraussetzungen:

• Studium im Bereich Maschinenbau, Mechatronik, Automatisierungstechnik oder verwandten Disziplinen.
• Grundkenntnisse in Robotik, Mechanik und Automatisierung.
• Kenntnisse im Bereich CAD-Modellierung (z.B. Creo / Siemens NX) oder Simulationssoftware (Plant Simulation)
• Interesse an praktischer Problemlösung und Entwicklung innovativer Systeme.

Weitere Hinweise:

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• Homeoffice möglich
• Arbeitsumfang kann individuell nach Interessen und Art der studentischen Arbeit gestaltet werden

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Die ausgeschriebene Arbeit stellt ein umfassendes Gesamtprojekt dar, aus dem sich individuelle Arbeitspakete ableiten lassen. Beispielsweise kann eine Projektarbeit als Einstieg dienen und anschließend in einer Abschlussarbeit weitergeführt und vertieft werden.

 

Hintergrund: Der Automatisierungsgrad im Schaltschrankbau ist derzeit sehr gering, soll aber stetig ausgebaut werden, um dem in diesem Bereich vorherrschenden Fachkräftemangel entgegenzuwirken. Um den Einstieg in die Fertigungsautomatisierung zu ermöglichen, wird auf die Rekonfigurierbarkeit von Fertigungssystemen zurückgegriffen. Ein wichtiger Teil dieser Systeme ist die Integrierbarkeit in bestehende Fertigungssysteme. Um eine Roboterplattform gewinnbringend in die bestehende Fertigung zu integrieren, sind der Platzbedarf und die Anordnung verschiedener Hilfsmittel und zu verbauender Bauteile von vorrangiger Bedeutung.

Ziel der Arbeit: Ziel dieser Arbeit ist es, ein Layout für eine Roboterplattform zu erstellen, das die Kernpunkte der Rekonfigurierbarkeit – Modularität, Integrierbarkeit, Anpassbarkeit, Skalierbarkeit, Konvertierbarkeit und Diagnostizierbarkeit – abdeckt. Des Weiteren sollen Schnittstellen definiert werden, an denen zwischen definierten Modulen sowie mit der Umwelt interagiert werden kann. Gleichzeitig soll der Mindestplatzbedarf definiert werden, den es braucht, um eine Roboterplattform nahtlos in den aktuellen Fertigungsbetrieb einzubinden.

Aufgabenstellung:

Literaturrecherche:

• Identifikation und Beschreibung bestehender Lösungen für rekonfigurierbare Roboterplattformen
• Analyse der Anforderungen und Kriterien für die Rekonfigurierbarkeit von Roboterplattformen

Kriterienentwicklung:

• Entwicklung von Kriterien für die Modularität, Integrierbarkeit, Anpassbarkeit, Skalierbarkeit, Konvertierbarkeit und Diagnostizierbarkeit
• Definition der Schnittstellen zwischen den Modulen und zur Umwelt

Layoutgestaltung:

• Erstellung eines Layouts für die Roboterplattform, das die entwickelten Kriterien erfüllt
• Definition des Mindestplatzbedarfs für die nahtlose Integration in den aktuellen Fertigungsbetrieb

Prozessanalyse:

• Untersuchung der Fertigungsprozesse im Schaltschrankbau, die durch die Roboterplattform unterstützt werden sollen.
• Bewertung der Eignung dieser Prozesse für die Integration der Roboterplattform.

Ergebnisdarstellung:

• Darstellung der Ergebnisse und Ableitung von Handlungsempfehlungen.
• Erstellung einer Dokumentation des Layouts und der definierten Schnittstellen.

Anforderungen:

• Studium im Bereich Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Mechatronik oder einem verwandten Fachgebiet.
• Interesse an industrieller Fertigung und Automatisierung.
• Kenntnisse in der Layoutgestaltung und Prozessanalyse.
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise.

Weitere Hinweise:

• Startdatum ab sofort möglich
• Homeoffice möglich
• Arbeitsumfang kann individuell nach Interessen und Art der studentischen Arbeit gestaltet werden

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