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Institut für Montagetechnik und Industrierobotik
 
Institut für Montagetechnik und Industrierobotik Institut Team Annika Raatz
Forschungsprojekte

Forschungsprojekte

Montage- und Handhabungstechnik

  • 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. 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. Aus diesem Grund entwickelt das match kollaborative Montagesysteme und -prozesse.
    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
  • Methoden zur Automatisierung von Handhabungsprozessen unter kryogenen Umgebungsbedingungen
    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
  • 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
  • Formvariable Handhabung schmiedewarmer Hybridbauteile im Rahmen des Tailored Forming
    Der 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. Das match fokussiert sich dabei auf die Bereitstellung von Funktionsmodulen zur formvariablen und funktionsintegrierten Handhabung von Bauteilen mit Temperaturen von bis zu 1250 °C.
    Team: Caner Ince
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
  • SFB 1368: Klebstoffbasierte Montageprozesse in XHV-adäquater Atmosphäre
    Das match befasst sich im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 1368 „Sauerstofffreie Produktion“ mit der klebstoffbasierten Montagetechnik in technisch sauerstofffreier Atmosphäre. Das Ziel des Teilprojekts ist ein Erkenntnisgewinn über technische Eigenschaften von Klebverbindungen, die in sauerstofffreier Atmosphäre und mit desoxidierten Fügepartnern hergestellt wurden.
    Team: Sandra Gerland, Rolf Wiemann
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
  • Strategien für die piezoaktorisch unterstützte Demontage von Schraubverbindungen
    Der Sonderforschungsbereich (SFB) 871 „Regeneration komplexer Investitionsgüter“ erforscht seit 2010 am Beispiel von zivilen Flugzeugtriebwerken die wissenschaftlichen Grundlagen der Regeneration. Die Motivation ist dabei, wie komplexe Bauteile effizient und ressourcenschonend erhalten und repariert werden können. Das match fokussiert und entwickelt im Transferprojekt T16 neuartige Strategien zur schonenden Demontage am Beispiel von Schraubverbindungen.
    Team: Richard Blümel
    Jahr: 2023
    Förderung: DFG
  • SFB 1153: Flexible Prozesskette zur ressourceneffizienten Fertigung von Tailored-Forming-Bauteilen
    Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1153 wurden neuartige Auslegungs-, Füge-, Umform-, Nachbearbeitungs- und Prüfverfahren für die Herstellung hybrider massiver Hochleistungsbauteile entwickelt und realisiert. Diese Einzelprozesse gilt es in diesem Teilprojekt zu einem automatisierten Gesamtprozess zu verketten, um die Funktionalität der Prozesse in einer durchgehenden Prozesskette zu validieren sowie reproduzierbare Proben herzustellen.
    Team: Sebastian Blankemeyer
    Jahr: 2023
    Förderung: DFG
  • Aktive bildbasierte Zuführung von Kleinteilen mithilfe aerodynamischer Schikanen
    Ein entscheidender Baustein der automatisierten Montage ist die Zuführeinrichtung, welche dem Handhabungsgerät (z.B. Industrieroboter) die zu montierenden Bauteile in einer definierten Position und Orientierung zur Verfügung stellt. In diesem Projekt werden Methoden zur flexiblen und effizienten Zuführung von Bauteilen mithilfe von Bildverarbeitung, KI-Methoden und aerodynamischen Orientierungsmodulen erforscht.
    Team: Torge Kolditz
    Jahr: 2024
    Förderung: DFG
  • Zukunftslabor: Digitalisierung in der Circular Economy
    Das match wird in diesem Forschungsverbund an der automatisierten Demontage forschen, damit die nachfolgenden Prozessschritte wie Remanufacturing oder Recycling optimal vorbereitet werden können. Dafür müssen neben den benötigten Komponenten für die Demontageanlage auch Verfahren für die Zustandserfassung der Produkte sowie Verfahren zur darauf basierenden Demontageplanung entwickelt werden. Die demontierten Komponenten werden anschließend Projektpartnern für das die Überarbeitung oder Reparatur zugeführt, sodass diese in neue Produkte integriert werden können.
    Team: Max Westermann, Sebastian Blankemeyer
    Jahr: 2024
    Förderung: MW und VolkswagenStiftung

Präzisionsmontage

  • Methoden zur Automatisierung von Handhabungsprozessen unter kryogenen Umgebungsbedingungen
    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
  • Präzisionsmontage
    Egal ob Sensoren, Herzschrittmacher oder Uhrwerke: Überall wo Teile sehr genau montiert werden müssen, stoßen konventionelle Roboter und entsprechende Peripherie an ihre Grenzen. Das match forscht in diesem Bereich an neuen Lösungen und Strategien, um zuverlässige und wirtschaftliche Präzisionsmontageprozesse umzusetzen.
    Team: Martin Stucki, Rolf Wiemann, Niklas Terei, Lars Binnemann
    Jahr: 2018
    Förderung: Grundfinanzierung
  • Self-Assembly
    Der Forschungsbereich Self-Assembly befasst sich mit der Entwicklung von selbst montierenden bzw. selbst positionierenden Systemen. Durch das spezifische Design entsteht ein energetisches Potentialfeld, das auf die Bauteile einwirkt und an die Montageposition zieht. Eine Handhabung der einzelnen Komponenten ist nicht mehr zwingend erforderlich, was neue Anwendungsfälle, wie z.B. berührungslose Montage, ermöglicht.
    Team: Martin Stucki
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG (PhoenixD)
    Self-Assembly_Chip Self-Assembly_Chip
  • PhoenixD
    Das Exzellenzcluster PhoenixD vereint verschiedene Fachbereiche aus Optikdesign, Optiksimulation und der Optikfertigung, mit dem Ziel, intelligente, kompakte und adaptive optische Systeme zu entwickelt. Das match übernimmt in diesem Zusammenhang Präzisionsmontageaufgaben und befasst sich intensiver mit der voll prozessintegrierten Bauteilausrichtung via Self-Assembly sowie der Entwicklung neuartiger Montagekonzepte.
    Team: Martin Stucki, Rolf Wiemann, Niklas Terei, Lars Binnemann
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
  • Montage photonisch integrierter Systeme
    Der Forschungszusammenschluss des Exzellenzclusters PhoenixD verfolgt das Ziel, konventionelle und komplexe Hochleistungsoptiken in intelligenten, miniaturisierten und adaptiven optischen Systemen zu integrieren. Hierbei forscht das match an neuartigen Konzepten und Prozessen zur Präzisionsmontage von optischen Systemen.
    Team: Niklas Terei
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG (PhoenixD)
  • Montagestation auf Basis eines magnetischen Levitationssystems
    Um eine kosteneffiziente Fertigung optischer Komponenten bzw. integrierter optischer Systeme zu ermöglichen, verfolgt PhoenixD den Ansatz eine Produktionsmatrix auf Basis eines Levitations-Transportsystems umzusetzen. Ziel ist es, die Mover neben dem Transport zwischen den Fertigungsstationen ebenfalls als funktionale Einheit innerhalb der Stationen zu nutzen. Das match erforscht und entwickelt hierfür eine integrierte Montagestation.
    Team: Lars Binnemann
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG (PhoenixD)

Additive Fertigung

  • TRR 375 HyPo - Multifunktionale Hochleistungskomponenten aus hybriden porösen Werkstoffen
    Der Sonderforschungsbereich TRR 375 erforscht die additive Fertigung hybrider poröser Materialien (HyPo). Diese Metallschäume kombinieren geringe Dichte mit hoher Festigkeit und eignen sich für Anwendungen wie Schwingungsdämpfung und Werkzeugaufnahmen. Das match erforscht adaptive Druckpfadplanung und Prozessregelung für WAAM und L-DED. Ziel ist ein effizienter, anpassungsfähiger Fertigungsprozess.
    Team: Simon Kleinschmidt
    Jahr: 2024
    Förderung: DFG

Mobile Robotik und robotergestützte Prozesse

  • 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
  • Methoden zur Automatisierung von Handhabungsprozessen unter kryogenen Umgebungsbedingungen
    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
  • 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
  • Formvariable Handhabung schmiedewarmer Hybridbauteile im Rahmen des Tailored Forming
    Der 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. Das match fokussiert sich dabei auf die Bereitstellung von Funktionsmodulen zur formvariablen und funktionsintegrierten Handhabung von Bauteilen mit Temperaturen von bis zu 1250 °C.
    Team: Caner Ince
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
  • 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. Die Ursache liegt 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 übergreifender Ansatz unter Berücksichtigung von Planung, Fertigung und Montage verfolgt.
    Team: Lukas Lachmayer, Hauke Heeren
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
  • Montagestation auf Basis eines magnetischen Levitationssystems
    Um eine kosteneffiziente Fertigung optischer Komponenten bzw. integrierter optischer Systeme zu ermöglichen, verfolgt PhoenixD den Ansatz eine Produktionsmatrix auf Basis eines Levitations-Transportsystems umzusetzen. Ziel ist es, die Mover neben dem Transport zwischen den Fertigungsstationen ebenfalls als funktionale Einheit innerhalb der Stationen zu nutzen. Das match erforscht und entwickelt hierfür eine integrierte Montagestation.
    Team: Lars Binnemann
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG (PhoenixD)
  • Aktive softrobotische Saugvorrichtung für den Tiefseeeinsatz
    Das match forscht in einer Kollaboration mit dem GEOMAR (Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel) an der Entwicklung eines softrobotischen Systems, das in der Tiefsee zur Entnahme von Sedimentproben zum Einsatz kommt. Um den aktuell verwendeten, hydraulisch aktuierten, Manipulator aus Titan zu ersetzten, soll ein möglichst leichgewichtiges, kostengünstiges und druckneutrales Aktuierungssystem entwickelt werden.
    Team: Jan Peters, Cora Maria Sourkounis
    Jahr: 2022
    Förderung: DFG
  • Digitale Planung und automatisierte Produktion von gebäudeintegrierter Photovoltaik (DIGI-PV)
    Das Ziel des Projektes DIGI-PV ist die Reduktion von Hemmnissen für einen großflächigen Einsatz der PV-Technologie zur Erschließung von deutlich mehr Fassadenflächen für die energetische Nutzung. Hierfür werden automatisierte Prozesse und Werkzeuge entwickelt, die Planende, Produzierende und Nutzende befähigen, effiziente und kostengünstige Prozesse umzusetzen und entlang mehrerer Phasen der Produktlebensdauer zu unterstützen.
    Team: Sebastian Blankemeyer, Jessica Schönburg
    Jahr: 2023
    Förderung: BMWK
  • SPP 2433: Luftgestütztes Messsystem mit großem Arbeitsbereich
    In diesem Projekt wird ein drohnengestütztes Messsystem zur Digitalisierung von Infrastruktur oder großskaliger Industrieprodukte entwickelt. Das an der Drohne befestigte Messsystem besteht aus einer Kinematik zur Stabilisierung und einem Streifenlichtprojektionssystem zur Oberflächenvermessung im Submillimeterbereich. Die Lokalisierung und somit Kombination der Einzelmessungen werden durch ein Laser Tracking System ermöglicht, das durch mobile Roboter verfahren werden kann und den Arbeitsraum erheblich erweitert.
    Team: Henrik Lurz
    Jahr: 2024
    Förderung: DFG
  • TRR 375 HyPo - Multifunktionale Hochleistungskomponenten aus hybriden porösen Werkstoffen
    Der Sonderforschungsbereich TRR 375 erforscht die additive Fertigung hybrider poröser Materialien (HyPo). Diese Metallschäume kombinieren geringe Dichte mit hoher Festigkeit und eignen sich für Anwendungen wie Schwingungsdämpfung und Werkzeugaufnahmen. Das match erforscht adaptive Druckpfadplanung und Prozessregelung für WAAM und L-DED. Ziel ist ein effizienter, anpassungsfähiger Fertigungsprozess.
    Team: Simon Kleinschmidt
    Jahr: 2024
    Förderung: DFG

Soft Robotics

  • Kohärente Methodologie zur Modellierung und zum Entwurf weicher Roboter – Die Soft Material Robotics Toolbox (SMaRT)
    Roboter aus weichen Materialien bieten eine hohe Flexibilität. Die Nachgiebigkeit des Materials führt zu einer hohen Anpassungsfähigkeit, die klassische Robotersysteme nicht bieten. Im Projekt SMaRT („Soft Material Robotics Toolbox“) forscht das match zusammen mit dem Institut für mechatronische Systeme (imes) und dem Institut für Dynamik und Schwingungen (IDS) an einer kohärenten Methodologie zur Modellierung und zum Entwurf weicher Roboter.
    Team: Mats Wiese
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
  • Origami-Inspired Soft Pneumatic Actuators for Soft Robotics
    Soft Robots explore compliant materials and innovative design approaches to address intricate challenges across diverse fields. Typically fabricated from supple and resilient materials such as silicon, these robots can bend, adjust, and interact with their surroundings in ways that traditional robots cannot. Building on the inherent advantages of soft robots, this project aims to address a critical aspect of their design and functionality: the actuation components. This project specifically focuses on advancing the actuation components of soft robots, which are responsible for generating and controlling their movements. By developing soft pneumatic actuators inspired by origami patterns.
    Team: Ditzia Susana García Morales, Karina Guadalupe Velazquez Flores
    Jahr: 2019
  • Soft Material Robotic Systems
    Soft Material Robotic Systems sind flexible Roboter aus weichen Materialien wie Silikon oder Elastomeren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern können sie sich an komplexe Umgebungen anpassen und nutzen pneumatische, hydraulische oder chemische Aktuatoren für Bewegungen. Sie finden Anwendung in Bereichen wie medizinischer Rehabilitation, Lebensmittelproduktion und Unterwasserforschung.
    Team: Ditzia Susana Garcia Morales, Mats Wiese, Jan Peters, Cora Maria Sourkounis
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG Schwerpunktprogramm
  • Taktiler Fahrersitz für kommende Generationen automatisierter Fahrzeuge
    In Zusammenarbeit mit dem University College London forscht das match an einem haptischen Fahrersitz für teilautomatisierte Fahrzeuge. Dieser soll die fahrende Person über anstehende Kontrollübergaben vorbereiten und so das Situationsbewusstsein steigern. Softe Aktoren sollen dabei für eine besonders angenehme und intuive Kommunikation zwischen Fahrzeug und Mensch dienen.
    Team: Jan Peters
    Jahr: 2020
    Förderung: Engineering and Physical Sciences Research Council
  • Untersuchung Schaltbarer steifigkeitsvariabler Mechanismen für die Soft Robotics
    Soft Roboter zeichnen sich durch ihre Weichheit und damit einhergehende Vorteile wie Anpassungsfähigkeit und inhärente Sicherheit aus. In realen Anwendungsfällen braucht es darüber hinaus jedoch oft auch Präzision und das Aufnehmen von externen Kräften. Am match erforschen wir daher Möglichkeiten die Steifigkeit softer Roboter mittels verschiedener Mechanismen gezielt zu ändern.
    Team: Jan Peters
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Aktive softrobotische Saugvorrichtung für den Tiefseeeinsatz
    Das match forscht in einer Kollaboration mit dem GEOMAR (Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel) an der Entwicklung eines softrobotischen Systems, das in der Tiefsee zur Entnahme von Sedimentproben zum Einsatz kommt. Um den aktuell verwendeten, hydraulisch aktuierten, Manipulator aus Titan zu ersetzten, soll ein möglichst leichgewichtiges, kostengünstiges und druckneutrales Aktuierungssystem entwickelt werden.
    Team: Jan Peters, Cora Maria Sourkounis
    Jahr: 2022
    Förderung: DFG
  • Tumorbiopsie und Ablation der Leber im MRT mithilfe von Soft Robotics
    In Zusammenarbeit mit der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) forscht das match an einem soften Roboter zur Unterstützung bei minimalinvasiven Eingriffen unter Magnetresonanzbildgebung. Dieser soll das medizinische Personal in ihrem täglichen Arbeitsleben unterstützen. Softe Aktoren eignen sich aufgrund ihrer MRT-kompatiblen Materialien und der Aktuierung mittels Druckluft besonders gut für den Einsatz im MRT.
    Team: Mats Wiese, Karina Guadalupe Velazquez Flores, Jan Peters
    Jahr: 2022

Digitale Produktion und autonome Systeme

  • PhoenixD
    Das Exzellenzcluster PhoenixD vereint verschiedene Fachbereiche aus Optikdesign, Optiksimulation und der Optikfertigung, mit dem Ziel, intelligente, kompakte und adaptive optische Systeme zu entwickelt. Das match übernimmt in diesem Zusammenhang Präzisionsmontageaufgaben und befasst sich intensiver mit der voll prozessintegrierten Bauteilausrichtung via Self-Assembly sowie der Entwicklung neuartiger Montagekonzepte.
    Team: Martin Stucki, Rolf Wiemann, Niklas Terei, Lars Binnemann
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
  • 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. Die Ursache liegt 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 übergreifender Ansatz unter Berücksichtigung von Planung, Fertigung und Montage verfolgt.
    Team: Lukas Lachmayer, Hauke Heeren
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
  • Montage photonisch integrierter Systeme
    Der Forschungszusammenschluss des Exzellenzclusters PhoenixD verfolgt das Ziel, konventionelle und komplexe Hochleistungsoptiken in intelligenten, miniaturisierten und adaptiven optischen Systemen zu integrieren. Hierbei forscht das match an neuartigen Konzepten und Prozessen zur Präzisionsmontage von optischen Systemen.
    Team: Niklas Terei
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG (PhoenixD)
  • IT-Security beim Einsatz von 5G im Ökosystem Produktion (5GProSec)
    Ziel des Forschungsprojekts ist die systematische Erfassung und Beseitigung von möglichen Angriffsvektoren und unbeabsichtigten Störungen beim Einsatz von 5G speziell in der Produktion. Im Fokus stehen dabei sowohl die technischen als auch die nicht-technischen Aspekte von Angriffsvektoren. Die entwickelten Methoden sollen Hürden für den Einsatz von 5G in Unternehmen senken und Sicherheitsbedenken ausräumen.
    Team: Henrik Lurz
    Jahr: 2023
    Förderung: BSI
  • Digitale Planung und automatisierte Produktion von gebäudeintegrierter Photovoltaik (DIGI-PV)
    Das Ziel des Projektes DIGI-PV ist die Reduktion von Hemmnissen für einen großflächigen Einsatz der PV-Technologie zur Erschließung von deutlich mehr Fassadenflächen für die energetische Nutzung. Hierfür werden automatisierte Prozesse und Werkzeuge entwickelt, die Planende, Produzierende und Nutzende befähigen, effiziente und kostengünstige Prozesse umzusetzen und entlang mehrerer Phasen der Produktlebensdauer zu unterstützen.
    Team: Sebastian Blankemeyer, Jessica Schönburg
    Jahr: 2023
    Förderung: BMWK
  • SFB 1153: Flexible Prozesskette zur ressourceneffizienten Fertigung von Tailored-Forming-Bauteilen
    Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1153 wurden neuartige Auslegungs-, Füge-, Umform-, Nachbearbeitungs- und Prüfverfahren für die Herstellung hybrider massiver Hochleistungsbauteile entwickelt und realisiert. Diese Einzelprozesse gilt es in diesem Teilprojekt zu einem automatisierten Gesamtprozess zu verketten, um die Funktionalität der Prozesse in einer durchgehenden Prozesskette zu validieren sowie reproduzierbare Proben herzustellen.
    Team: Sebastian Blankemeyer
    Jahr: 2023
    Förderung: DFG
  • SPP 2433: Luftgestütztes Messsystem mit großem Arbeitsbereich
    In diesem Projekt wird ein drohnengestütztes Messsystem zur Digitalisierung von Infrastruktur oder großskaliger Industrieprodukte entwickelt. Das an der Drohne befestigte Messsystem besteht aus einer Kinematik zur Stabilisierung und einem Streifenlichtprojektionssystem zur Oberflächenvermessung im Submillimeterbereich. Die Lokalisierung und somit Kombination der Einzelmessungen werden durch ein Laser Tracking System ermöglicht, das durch mobile Roboter verfahren werden kann und den Arbeitsraum erheblich erweitert.
    Team: Henrik Lurz
    Jahr: 2024
    Förderung: DFG
  • TRR 375 HyPo - Multifunktionale Hochleistungskomponenten aus hybriden porösen Werkstoffen
    Der Sonderforschungsbereich TRR 375 erforscht die additive Fertigung hybrider poröser Materialien (HyPo). Diese Metallschäume kombinieren geringe Dichte mit hoher Festigkeit und eignen sich für Anwendungen wie Schwingungsdämpfung und Werkzeugaufnahmen. Das match erforscht adaptive Druckpfadplanung und Prozessregelung für WAAM und L-DED. Ziel ist ein effizienter, anpassungsfähiger Fertigungsprozess.
    Team: Simon Kleinschmidt
    Jahr: 2024
    Förderung: DFG

Optische Technologien

  • Self-Assembly
    Der Forschungsbereich Self-Assembly befasst sich mit der Entwicklung von selbst montierenden bzw. selbst positionierenden Systemen. Durch das spezifische Design entsteht ein energetisches Potentialfeld, das auf die Bauteile einwirkt und an die Montageposition zieht. Eine Handhabung der einzelnen Komponenten ist nicht mehr zwingend erforderlich, was neue Anwendungsfälle, wie z.B. berührungslose Montage, ermöglicht.
    Team: Martin Stucki
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG (PhoenixD)
    Self-Assembly_Chip Self-Assembly_Chip
  • Montage photonisch integrierter Systeme
    Der Forschungszusammenschluss des Exzellenzclusters PhoenixD verfolgt das Ziel, konventionelle und komplexe Hochleistungsoptiken in intelligenten, miniaturisierten und adaptiven optischen Systemen zu integrieren. Hierbei forscht das match an neuartigen Konzepten und Prozessen zur Präzisionsmontage von optischen Systemen.
    Team: Niklas Terei
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG (PhoenixD)

Robotik & Automatisierung

  • SPP 2433: Luftgestütztes Messsystem mit großem Arbeitsbereich
    In diesem Projekt wird ein drohnengestütztes Messsystem zur Digitalisierung von Infrastruktur oder großskaliger Industrieprodukte entwickelt. Das an der Drohne befestigte Messsystem besteht aus einer Kinematik zur Stabilisierung und einem Streifenlichtprojektionssystem zur Oberflächenvermessung im Submillimeterbereich. Die Lokalisierung und somit Kombination der Einzelmessungen werden durch ein Laser Tracking System ermöglicht, das durch mobile Roboter verfahren werden kann und den Arbeitsraum erheblich erweitert.
    Team: Henrik Lurz
    Jahr: 2024
    Förderung: DFG

SFB Regeneration

  • Strategien für die piezoaktorisch unterstützte Demontage von Schraubverbindungen
    Der Sonderforschungsbereich (SFB) 871 „Regeneration komplexer Investitionsgüter“ erforscht seit 2010 am Beispiel von zivilen Flugzeugtriebwerken die wissenschaftlichen Grundlagen der Regeneration. Die Motivation ist dabei, wie komplexe Bauteile effizient und ressourcenschonend erhalten und repariert werden können. Das match fokussiert und entwickelt im Transferprojekt T16 neuartige Strategien zur schonenden Demontage am Beispiel von Schraubverbindungen.
    Team: Richard Blümel
    Jahr: 2023
    Förderung: DFG

Entwicklung und Optimierung von Handhabungs- und Montageprozess (bis 2024)

  • 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. 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. Aus diesem Grund entwickelt das match kollaborative Montagesysteme und -prozesse.
    Team: Sebastian Blankemeyer
    Jahr: 2015
  • Präzisionsmontage
    Egal ob Sensoren, Herzschrittmacher oder Uhrwerke: Überall wo Teile sehr genau montiert werden müssen, stoßen konventionelle Roboter und entsprechende Peripherie an ihre Grenzen. Das match forscht in diesem Bereich an neuen Lösungen und Strategien, um zuverlässige und wirtschaftliche Präzisionsmontageprozesse umzusetzen.
    Team: Martin Stucki, Rolf Wiemann, Niklas Terei, Lars Binnemann
    Jahr: 2018
    Förderung: Grundfinanzierung
  • Formvariable Handhabung schmiedewarmer Hybridbauteile im Rahmen des Tailored Forming
    Der 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. Das match fokussiert sich dabei auf die Bereitstellung von Funktionsmodulen zur formvariablen und funktionsintegrierten Handhabung von Bauteilen mit Temperaturen von bis zu 1250 °C.
    Team: Caner Ince
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
  • Self-Assembly
    Der Forschungsbereich Self-Assembly befasst sich mit der Entwicklung von selbst montierenden bzw. selbst positionierenden Systemen. Durch das spezifische Design entsteht ein energetisches Potentialfeld, das auf die Bauteile einwirkt und an die Montageposition zieht. Eine Handhabung der einzelnen Komponenten ist nicht mehr zwingend erforderlich, was neue Anwendungsfälle, wie z.B. berührungslose Montage, ermöglicht.
    Team: Martin Stucki
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG (PhoenixD)
    Self-Assembly_Chip Self-Assembly_Chip
  • PhoenixD
    Das Exzellenzcluster PhoenixD vereint verschiedene Fachbereiche aus Optikdesign, Optiksimulation und der Optikfertigung, mit dem Ziel, intelligente, kompakte und adaptive optische Systeme zu entwickelt. Das match übernimmt in diesem Zusammenhang Präzisionsmontageaufgaben und befasst sich intensiver mit der voll prozessintegrierten Bauteilausrichtung via Self-Assembly sowie der Entwicklung neuartiger Montagekonzepte.
    Team: Martin Stucki, Rolf Wiemann, Niklas Terei, Lars Binnemann
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
  • SFB 1368: Klebstoffbasierte Montageprozesse in XHV-adäquater Atmosphäre
    Das match befasst sich im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 1368 „Sauerstofffreie Produktion“ mit der klebstoffbasierten Montagetechnik in technisch sauerstofffreier Atmosphäre. Das Ziel des Teilprojekts ist ein Erkenntnisgewinn über technische Eigenschaften von Klebverbindungen, die in sauerstofffreier Atmosphäre und mit desoxidierten Fügepartnern hergestellt wurden.
    Team: Sandra Gerland, Rolf Wiemann
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
  • Montage photonisch integrierter Systeme
    Der Forschungszusammenschluss des Exzellenzclusters PhoenixD verfolgt das Ziel, konventionelle und komplexe Hochleistungsoptiken in intelligenten, miniaturisierten und adaptiven optischen Systemen zu integrieren. Hierbei forscht das match an neuartigen Konzepten und Prozessen zur Präzisionsmontage von optischen Systemen.
    Team: Niklas Terei
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG (PhoenixD)
  • Montagestation auf Basis eines magnetischen Levitationssystems
    Um eine kosteneffiziente Fertigung optischer Komponenten bzw. integrierter optischer Systeme zu ermöglichen, verfolgt PhoenixD den Ansatz eine Produktionsmatrix auf Basis eines Levitations-Transportsystems umzusetzen. Ziel ist es, die Mover neben dem Transport zwischen den Fertigungsstationen ebenfalls als funktionale Einheit innerhalb der Stationen zu nutzen. Das match erforscht und entwickelt hierfür eine integrierte Montagestation.
    Team: Lars Binnemann
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG (PhoenixD)
  • Strategien für die piezoaktorisch unterstützte Demontage von Schraubverbindungen
    Der Sonderforschungsbereich (SFB) 871 „Regeneration komplexer Investitionsgüter“ erforscht seit 2010 am Beispiel von zivilen Flugzeugtriebwerken die wissenschaftlichen Grundlagen der Regeneration. Die Motivation ist dabei, wie komplexe Bauteile effizient und ressourcenschonend erhalten und repariert werden können. Das match fokussiert und entwickelt im Transferprojekt T16 neuartige Strategien zur schonenden Demontage am Beispiel von Schraubverbindungen.
    Team: Richard Blümel
    Jahr: 2023
    Förderung: DFG

Maschinenkonzepte und Systemintegration (bis 2024)

  • 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
  • IT-Security beim Einsatz von 5G im Ökosystem Produktion (5GProSec)
    Ziel des Forschungsprojekts ist die systematische Erfassung und Beseitigung von möglichen Angriffsvektoren und unbeabsichtigten Störungen beim Einsatz von 5G speziell in der Produktion. Im Fokus stehen dabei sowohl die technischen als auch die nicht-technischen Aspekte von Angriffsvektoren. Die entwickelten Methoden sollen Hürden für den Einsatz von 5G in Unternehmen senken und Sicherheitsbedenken ausräumen.
    Team: Henrik Lurz
    Jahr: 2023
    Förderung: BSI
  • SFB 1153: Flexible Prozesskette zur ressourceneffizienten Fertigung von Tailored-Forming-Bauteilen
    Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1153 wurden neuartige Auslegungs-, Füge-, Umform-, Nachbearbeitungs- und Prüfverfahren für die Herstellung hybrider massiver Hochleistungsbauteile entwickelt und realisiert. Diese Einzelprozesse gilt es in diesem Teilprojekt zu einem automatisierten Gesamtprozess zu verketten, um die Funktionalität der Prozesse in einer durchgehenden Prozesskette zu validieren sowie reproduzierbare Proben herzustellen.
    Team: Sebastian Blankemeyer
    Jahr: 2023
    Förderung: DFG
  • Aktive bildbasierte Zuführung von Kleinteilen mithilfe aerodynamischer Schikanen
    Ein entscheidender Baustein der automatisierten Montage ist die Zuführeinrichtung, welche dem Handhabungsgerät (z.B. Industrieroboter) die zu montierenden Bauteile in einer definierten Position und Orientierung zur Verfügung stellt. In diesem Projekt werden Methoden zur flexiblen und effizienten Zuführung von Bauteilen mithilfe von Bildverarbeitung, KI-Methoden und aerodynamischen Orientierungsmodulen erforscht.
    Team: Torge Kolditz
    Jahr: 2024
    Förderung: DFG

Robotergestützte Montage- und Handhabungsvorgänge (bis 2024)

  • 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
  • Methoden zur Automatisierung von Handhabungsprozessen unter kryogenen Umgebungsbedingungen
    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
  • 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. Die Ursache liegt 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 übergreifender Ansatz unter Berücksichtigung von Planung, Fertigung und Montage verfolgt.
    Team: Lukas Lachmayer, Hauke Heeren
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
  • Digitale Planung und automatisierte Produktion von gebäudeintegrierter Photovoltaik (DIGI-PV)
    Das Ziel des Projektes DIGI-PV ist die Reduktion von Hemmnissen für einen großflächigen Einsatz der PV-Technologie zur Erschließung von deutlich mehr Fassadenflächen für die energetische Nutzung. Hierfür werden automatisierte Prozesse und Werkzeuge entwickelt, die Planende, Produzierende und Nutzende befähigen, effiziente und kostengünstige Prozesse umzusetzen und entlang mehrerer Phasen der Produktlebensdauer zu unterstützen.
    Team: Sebastian Blankemeyer, Jessica Schönburg
    Jahr: 2023
    Förderung: BMWK

Soft Material Robotic Systems (bis 2024)

  • Kohärente Methodologie zur Modellierung und zum Entwurf weicher Roboter – Die Soft Material Robotics Toolbox (SMaRT)
    Roboter aus weichen Materialien bieten eine hohe Flexibilität. Die Nachgiebigkeit des Materials führt zu einer hohen Anpassungsfähigkeit, die klassische Robotersysteme nicht bieten. Im Projekt SMaRT („Soft Material Robotics Toolbox“) forscht das match zusammen mit dem Institut für mechatronische Systeme (imes) und dem Institut für Dynamik und Schwingungen (IDS) an einer kohärenten Methodologie zur Modellierung und zum Entwurf weicher Roboter.
    Team: Mats Wiese
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
  • Origami-Inspired Soft Pneumatic Actuators for Soft Robotics
    Soft Robots explore compliant materials and innovative design approaches to address intricate challenges across diverse fields. Typically fabricated from supple and resilient materials such as silicon, these robots can bend, adjust, and interact with their surroundings in ways that traditional robots cannot. Building on the inherent advantages of soft robots, this project aims to address a critical aspect of their design and functionality: the actuation components. This project specifically focuses on advancing the actuation components of soft robots, which are responsible for generating and controlling their movements. By developing soft pneumatic actuators inspired by origami patterns.
    Team: Ditzia Susana García Morales, Karina Guadalupe Velazquez Flores
    Jahr: 2019
  • Soft Material Robotic Systems
    Soft Material Robotic Systems sind flexible Roboter aus weichen Materialien wie Silikon oder Elastomeren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern können sie sich an komplexe Umgebungen anpassen und nutzen pneumatische, hydraulische oder chemische Aktuatoren für Bewegungen. Sie finden Anwendung in Bereichen wie medizinischer Rehabilitation, Lebensmittelproduktion und Unterwasserforschung.
    Team: Ditzia Susana Garcia Morales, Mats Wiese, Jan Peters, Cora Maria Sourkounis
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG Schwerpunktprogramm
  • Aktive softrobotische Saugvorrichtung für den Tiefseeeinsatz
    Das match forscht in einer Kollaboration mit dem GEOMAR (Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel) an der Entwicklung eines softrobotischen Systems, das in der Tiefsee zur Entnahme von Sedimentproben zum Einsatz kommt. Um den aktuell verwendeten, hydraulisch aktuierten, Manipulator aus Titan zu ersetzten, soll ein möglichst leichgewichtiges, kostengünstiges und druckneutrales Aktuierungssystem entwickelt werden.
    Team: Jan Peters, Cora Maria Sourkounis
    Jahr: 2022
    Förderung: DFG

Letzte Änderung: 19.03.24 Druckversion

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