Entwicklung und Optimierung von Handhabungs- und Montageprozessen

• Bauteilschonende und anpassungsfähige Demontage

  Eine „bauteilschonende und anpassungsfähige Demontage“ ist Bestandteil des DFG-geförderten Sonderforschungsbereiches 871 „Regeneration komplexer Investitionsgüter“. Dabei leitet die Demontage den Regenerationsprozess eines Flugzeugtriebwerks ein. Durch eine Automatisierung der Demontageprozesse und die Identifizierung der Prozessgrößen wird eine bauteilschonende Demontage trotz charakteristischer Unsicherheiten der Demontage ermöglicht.

  Team: Dipl.-Ing. Richard Blümel

  Jahr: 2018

  Förderung: DFG

  Laufzeit: 2018-2022
• Präzisionsmontage

  Egal ob Sensoren, Herzschrittmacher oder Uhrwerke: Überall wo Teile sehr genau montiert werden müssen, stoßen herkömmliche Roboter an ihre Grenzen. Das match forscht in diesem Bereich an neuen Konzepten und Strategien, um präzise und wirtschaftliche Montageprozesse umzusetzen.

  Team: Christoph Schumann, Martin Stucki

  Jahr: 2018

  Förderung: Grundfinanzierung

  Laufzeit: fortlaufend
• Formvariable Handhabung schmiedewarmer Hybridbauteile im Rahmen des Tailored Forming

  Der Sonderforschungsbereich (SFB) 1153 „Tailored Forming“ setzt sich zum Ziel die Potentiale für hybride Massivbauteile auf Basis einer neuartigen Prozesskette zu erschließen und die dafür notwendigen fertigungstechnischen Verfahren zu entwickeln. Der Fokus des Teilprojekts C7 innerhalb des SFB liegt darauf, Funktionsmodule für die formvariable und gleichzeitig präzise Handhabung von Bauteilen mit Temperaturen von bis zu 1250 °C unter Berücksichtigung von zusätzlichen Prozessanforderung (z.B. Kühlung der Bauteile im Greifer) bereitzustellen. Greifer, die hohen Anforderungen an Bauteilvariabilität, Bauteiltemperatur und Positioniergenauigkeit gleichzeitig erfüllen, existieren bisher nicht.

  Team: Caner Ince

  Jahr: 2019

  Förderung: DFG

  Laufzeit: 4 Jahre
• Self-Assembly

  Der Forschungsbereich Self-Assembly befasst sich mit der Gestaltung von selbst montierenden Systemen. Das Positionieren wird dabei durch Kräfte hervorgerufen, die durch physikalische Effekte zwischen den Bauteilen entstehen. Eine Handhabung der einzelnen Komponenten ist somit nicht mehr zwingend erforderlich, was neue Anwendungsfälle, wie z.B. berührungslose Montage, ermöglicht.

  Team: Christoph Schumann

  Jahr: 2019

  Förderung: PhoenixD, DFG

  Laufzeit: 7 Jahre
• PhoenixD

  PhoenixD ist eine breit angelegte Initiative, um Design und Herstellung von Präzisionsoptik neu zu definieren. Sie beruht auf dem Verweben von Optikdesign, Optiksimulation und modernen Produktionsmethoden zu einer einzigen integrierten Plattform. Das match übernimmt in diesem Projekt die allgemeine Montage der Optik-Module und befasst sich intensiver mit der voll prozessintegrierten Bauteilausrichtung via Self-Assembly und der Modellierung von UV-Klebeprozessen.

  Team: Martin Stucki, Christoph Schumann

  Jahr: 2019

  Förderung: DFG

  Laufzeit: 7 Jahre
• SFB 1368: Klebstoffbasierte Montageprozesse in XHV-adäquater Atmosphäre

  Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1368 „Sauerstofffreie Produktion“ werden Prozesse der Fertigungs-, Montage- Handhabungstechnik unter technisch vollständigem Ausschluss von Sauerstoff untersucht. Die Fügetechnologie des Klebens nimmt in der Montagetechnik eine wichtige Rolle ein, weshalb sich das Teilprojekt B04 mit klebstoffbasierten Montageprozessen in sauerstofffreier Atmosphäre befasst. Das Ziel des Teilprojekts ist ein Erkenntnisgewinn über technische Eigenschaften von Klebverbindungen, die in sauerstofffreier Atmosphäre und mit desoxidierten Fügepartnern hergestellt wurden.

  Leitung: Prof. Annika Raatz, Prof. Wolfgang Maus-Friedrichs

  Team: Sandra Gerland, Rolf Wiemann

  Jahr: 2020

  Förderung: DFG

  Laufzeit: 4 Jahre

Maschinenkonzepte und Systemintegration

• iAero

  In Zusammenarbeit mit dem IFA (Institut für Fabrikanlagen und Logistik) soll in diesem Projekt eine aerodynamische Zuführanlage weiterentwickelt werden, damit Bauteile flexibel und mit hoher Stückzahl einem Folgeprozess zugeführt werden können. Basierend auf den Geometriedaten der Bauteile und einem Simulationsmodell des Orientierungsprozesses, soll die Anlage selbstständig die optimalen Einstellparameter identifizieren, einstellen und anwenden.

  Leitung: Prof. Annika Raatz, Prof. Peter Nyhuis

  Team: Torge Kolditz

  Jahr: 2017

  Förderung: DFG

  Laufzeit: 2017-2020
• Unteraktuierte Handhabungssysteme

  Im Bereich „Unteraktuierte mechatronische Systeme“ werden Montagesysteme erforscht, die weniger Stellantriebe als Bewegungsfreiheiten besitzen. Der grundlegende Gedanke ist, u.a. den konstruktiven Aufwand sowie die Kosten einer konventionellen vollständigen Aktuierung gleichwertiger Systeme zu umgehen. Zwei grundlegende Themen sind hierbei die strukturellen Anforderungen an die Unteraktuierung sowie die Regelung des typischerweise stark nichtlinearen Systemverhaltens.

  Team: Tobias Recker

  Jahr: 2017

Robotergestützte Montage- und Handhabungsvorgänge

• Kollaborative Montage von Mensch und Maschine

  Die Montage stellt in der Prozesskette den letzten Schritt der Wertschöpfung dar und spielt somit eine wesentliche Rolle in der Wertschöpfungskette von Unternehmen. Die hohen Kosten- und Zeitanteile der Montage an der gesamten Produktion lassen ein erhebliches Rationalisierungspotenzial von der Montageplanung und -vorbereitung bis zur Ausführung der Montage erkennen. Des Weiteren suchen Unternehmen nach Lösungen um Problemen, die aus einer älter werdenden Belegschaft sowie einem zunehmenden Fachkräftemangel resultieren, entgegenzuwirken. Aus diesem Grund entwickelt das match kollaborative Montagesysteme und -prozesse.

  Leitung: Prof. Annika Raatz

  Team: Sebastian Blankemeyer

  Jahr: 2015
• Robotergestützte kooperative Handhabung und Montage

  Die Handhabung und Montage von nachgiebigen und großskaligen Bauteilen ist gerade mit Blick auf die Faserverbundwerkstoffproduktion ein wichtiger Schritt in der Prozesskette. Die Probleme, die beim Handhaben von flexiblen Bauteilen auftreten können, sind ihre Formveränderung, die zu einer undefinierten Ablageposition führen können. Des Weiteren ist oftmals ein Greifen mit herkömmlichen Greifern nicht möglich.

  Team: Sebastian Blankemeyer

  Jahr: 2015
• KryoPKM

  Im Rahmen des von der DFG geförderten Projektes „Methoden zur Automatisierung von Handhabungsprozessen unter kryogenen Umgebungsbedingungen“ werden am match in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (IBMT, Sulzbach/Saar) Ansätze zur Automatisierung der Handhabungsprozesse in Biobanken für die Kryokonservierung im Temperaturbereich unterhalb von -130°C erforscht.

  Leitung: Annika Raatz

  Team: Philipp Jahn

  Jahr: 2017

  Förderung: DFG

  Laufzeit: 2017-2021
• Autonome mobile Robotik

  Bei der Montage und Fertigung von großformatigen Produkten und Anlagen kommen aktuell sehr große und aufwendige Handhabungs- und Montagegeräte zum Einsatz, welche aufgrund ihrer Größe und Komplexität an nur einem zentralen Produktionsstandort aufgebaut und betrieben werden können. Die entstehenden Produkte und Anlagen müssen aufwendig an ihren Bestimmungsort gebracht und dort demontiert werden. In Zukunft sollen autonome mobile Roboter dazu eingesetzt werden, diese großformatigen Maschinen direkt am Bestimmungsort zu montieren bzw. zu fertigen. Hierzu ist die Zusammenarbeit mehrerer unterschiedlicher mobiler Robotereinheiten in verschiedenen Größen erforderlich.

  Team: Tobias Recker

  Jahr: 2018
• TRR 277 Additive Manufacturing in Construction

  Während die Produktivität in der Fertigungsindustrie in den meisten Bereichen einen linearen Zuwachs verweisen kann, stagniert dieser Wert im Bauwesen seit etwa 50 Jahren. Dabei liegt die Ursache im hohen manuellen Aufwand zur Erzeugung komplexer Schalungselemente. Ziel des TRR 277 ist es, dies durch den Einsatz additiver Fertigungsverfahren zu vermeiden. Dabei wird ein fachübergreifender Ansatz unter Berücksichtigung von Planung, Fertigung und Montage verfolgt, um zukünftig anforderungsgerechte Betonelemente schalungsfrei, sowie energie- und ressourcenschonend bereitzustellen.

  Team: Lukas Lachmayer

  Jahr: 2020

  Förderung: DFG

  Laufzeit: 4 Jahre

Soft Material Robotic Systems

• Soft Material Robotic Systems

  Im Forschungsbereich Soft Material Robotic Systems (SMRS) beschäftigen wir uns mit Roboterstrukturen aus weichen und nachgiebigen Materialien, die - im Gegensatz zu ihren Pendants aus harten Materialien wie Stahl oder Aluminium - inhärente Sicherheit im direkten Kontakt mit dem Menschen aufweisen. Diese Sicherheit prädestiniert SMRS beispielsweise für den Einsatz in kollaborativen Montagearbeitsplätzen, wo sich Mensch und Roboter im selben Arbeitsraum bewegen und interagieren.

  Team: Ditzia Susana Garcia Morales, Serhat Ibrahim, Mats Wiese, Jan Peters

  Jahr: 2019

  Förderung: DFG Schwerpunktprogramm

  Laufzeit: 6 Jahre