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  • Kühlkonzepte auf Basis elektrokalorischer Materialien
    Elektrokalorische Materialien gehören neben magneto-, elasto- und barokalorischen Materialen zur Gruppe der aktiven Materialien und besitzen die Fähigkeit, sich unter Einwirkung eines elektrischen Feldes zu erwärmen bzw. abzukühlen. Das Ziel ist es hierbei, möglichst effiziente Systeme bei möglichst kompakter Bauweise und geringem Gewicht zu realisieren.
    Jahr: 2012
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 4 Jahre
  • 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.
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2018-2022
  • 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.
    Jahr: 2015
  • ProVorPlus (Funktionsintegrierte Prozesstechnologie zur Vorkonfektionierung und Bauteilherstellung von FVK-Metall-Hybriden)
    Um das wirtschaftliche Potenzial des FVK-basierten Leichtbaus zu steigern, wird die Herstellung von Komponenten mit einer bauteilintegrierten Hybridisierung angestrebt. Hierbei werden unterschiedliche Materialien mit verschiedenen Eigenschaften zu einem Bauteil kombiniert, wodurch eine Funktionalisierung (mechanisch, thermisch und elektrisch) der einzelnen Werkstoffe ermöglicht wird.
    Jahr: 2015
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 2015 - 2018
  • 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.
    Jahr: 2015
  • Generative Fertigung im Bauwesen
    Die Fertigung von Betonbauteilen im Bauwesen folgt seit jeher dem traditionellen manuellen Prozess, bei dem Gebäude „Stein auf Stein“ errichtet und die verwendeten Betonelemente durch eine aufwendige Holzschalung hergestellt werden müssen. Zwar verfügt das Bauwesen über leistungsstarke Berechnungssoftware und Hochleistungsbetone, der Herstellungsprozess jedoch ist aufwendig und nicht automatisiert. An dieser Stelle setzt das oben genannte Projekt an. Das Ziel ist es eine vollautomatisierte Fertigungszelle auf Roboterbasis zu nutzen, um generativ frei geformte Betonbauteile für den Hochbau herzustellen.
    Jahr: 2016
    Förderung: MWK
    Laufzeit: 2016 - 2018
  • Orientierungseinheiten mit Seilzugaktorik
    Parallelroboter sind aufgrund ihrer hohen Taktraten sowie ihrer Positioniergenauigkeiten vor allem für Pick&Place-Operationen geeignet. Jedoch haben die parallel-kinematischen Strukturen einen entscheidenden Nachteil: Sie können Objekte exakt positionieren, aber nur eingeschränkt im Raum orientieren. Bestehende Montagezellen werden hierdurch unflexibel und lassen sich nur schwer an neue Prozesse anpassen. Am match entwickeln wir strukturelle Erweiterungen für Parallelroboter, mit denen Objekte beliebig im dreidimensionalen Raum orientiert werden können.
    Jahr: 2016
    Laufzeit: 3 Jahre
  • 3C-PKM
    Das Ziel des Projekts "Entwicklung einer parallelkinematischen Struktur für den 3C Anwendungsbereich" ist die Analyse und Weiterentwicklung der Kinematik eines Parallelroboters mit Delta-Struktur, um den Anforderungen der Handhabungs- und Montageaufgaben in der Elektronikmontage gerecht zu werden. Hierzu wird der Workflow eines möglichen Entwicklungsprozesses erarbeitet und relevante Randbedingungen sowie Zielparameter identifiziert.
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG Erkenntnistransfer
    Laufzeit: 1,5 Jahre
  • Aktive Werkzeugaufnahme
    Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Steigerung der Produktivität von Werkzeugmaschinen mit rotierender Werkzeugaufnahme durch aktives Beeinflussen der Maschinenstruktur. Der begrenzende Faktor für die Leistung einer Werkzeugmaschine ist das dynamische und statische Verhalten. Werden Werkzeugmaschinen in den Grenzbereichen betrieben, kann es zu nicht gewollten Maschinenschwingungen kommen. Diese führen dazu, dass entweder die Bearbeitung der Werkstücke nicht beendet werden kann oder es werden Parameterwerte (Vorschub, Geschwindigkeit etc.) gewählt, die nicht die volle Maschinenleistung ausreizen.
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 3 Jahre
  • Handhabung von Solarzellen
    Ziel des Projektes ist die anwendungsorientierte Untersuchung von Parallelrobotern zur hochdynamischen und schonenden Handhabung von Solarzellen. Dabei sollen alternative parallelkinematische Strukturen zur Handhabung von Solarzellen konzipiert und die Funktionsmuster des SFB 562 für diese industrielle Aufgabe bezüglich ihrer Einsatzfähigkeit untersucht werden.
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG Erkenntnistransfer
    Laufzeit: 1,5 Jahre
  • SafeMate
    Ziel des Forschungsvorhabens SafeMate ist es, kollaborative Montagesysteme in branchenübergreifenden Anwendungsfällen umzusetzen und hierauf aufbauend allgemeingültige Strategien und Konzepte für die Einführung und Gestaltung solcher Systeme zu entwickeln. Diese generellen Strategien sollen in einem Leitfaden zusammengefasst werden, der Unternehmen Orientierungshilfen im Sinne von Handlungs- und Entscheidungskorridoren bei der Gestaltung von kollaborativen Montagesystemen geben soll.
    Jahr: 2017
    Förderung: BMBF
    Laufzeit: 3 Jahre
  • 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.
    Jahr: 2017
  • 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

Entwicklung und Optimierung von Handhabungs- und Montageprozessen

  • 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 selbstmontierenden Systemen. Die 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 der Verwebung 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

Maschinenkonzepte und Systemintegration

  • iAero
    In Zusammenarbeit mit dem IFA 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

Robotergestützte Montage- und Handhabungsvorgänge

  • 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.
    Team: Philipp Jahn
    Jahr: 2017
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 4 Jahre
  • 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 endmontiert 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
  • Wirtschaftliche Fertigung belastungsgerechter FVK/Metall-Verbunde
    In Zusammenarbeit mit dem IFUM soll in diesem Projekt eine wirtschaftliche Fertigung belastungsgerechter FVK/Metall-Verbunde entwickelt und optimiert werden. Dabei sollen lokale FVK-Häufungen zwischen zwei Stahlblechen angeordnet und fixiert werden. Anschließend wird der Lagenaufbau in eine zweistufige Presse zur Imprägnierung und Umformung übergeben.
    Team: Christoph Schumann
    Jahr: 2018
    Förderung: EFB/AiF
    Laufzeit: 2018-2020

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
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG Schwerpunktprogramm
    Laufzeit: 3 Jahre