Labor für Intelligente Produktionssysteme

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Das Labor für Intelligente Produktionssysteme bildet einen thematischen Querschnitt zwischen den Lehrgebieten Fertigungstechnik, Mechatronische Produktionssysteme, Werkzeugmaschinen und Montagetechnik, wobei auch Aspekte der qualitätssichernden Prozessüberwachung, der Produktionsplanung und nicht zuletzt der betriebsinternen Logistik adressiert werden sollen. Damit ist das Labor ein Abbild der wichtigsten Bausteine einer modernen, industriellen Wertschöpfungskette und stellt die Anwendung einer rechnerintegrierten Produktion im Sinne von Industrie 4.0 dar.

Interaktiver Montageprozess

Exemplarisch wurde ein interaktiver Montageprozeß aufgebaut, der zu Lehr- und Forschungszwecken unterschiedlich konfiguriert werden kann und optional mit Komponenten aus den anderen Laborbereichen versorgt wird.

Ziel ist es, kleine Produkte zu montieren und dabei neben technologischen Fragestellungen auch den Einsatz von Identifikationstechnologien (Smart Glasses, Barcode und RFID) sowie in einer nächsten Ausbaustufe die Anbindung an einen Industrieroboter zu studieren.

Parallel dazu setzen wir als Montageassistenzsystem ein Augmented-Reality-System in Form einer Microsoft Hololens2 ein.

Laboraufbau

Der Laboraufbau soll die Studierenden in optimaler Weise auf eine spätere Berufstätigkeit in Industriebereichen vorbereiten, in denen komplexe technische Produkte wirtschaftlich hergestellt werden. Ausgehend von einer konkreten Baugruppe sollen die Studierenden den dafür notwendigen Montageprozeß zusammen mit den ggf. erforderlichen Vorrichtungen definieren und auch geeignete Werkzeuge auswählen. Idealerweise haben die Studierenden die betrachtete Baugruppe vorher im Rahmen einer anderen Lehrveranstaltung (Konstruktion, Leichtbau, Produktdesign etc.) kreiert.

Bestandteil der Prozeßdefinition soll auch eine Betrachtung unter wirtschaftlichen und ergonomischen Gesichtspunkten sein, welche Arbeitsschritte durch den Menschen und welche durch einen kooperierenden Roboter ausgeführt werden.

Abgerundet wird eine solche Aufgabe durch die Festlegung von Überwachungskriterien und die Auswahl geeigneter Sensoren. Anschließend ist der Prozeß als Workflow im Montageassistenzsystem zu definieren und auch der Aufbau als Hardware umzusetzen.

Projekte

Ein Schwerpunkt der Arbeiten in unserem Labor stellen die verschiedenen Projekte und Abschlussarbeiten unserer Studierenden dar.

CNC-gesteuerte Fräsmaschine

Beispielhaft sei hier die Konstruktion und der Bau einer CNC-gesteuerten Fräsmaschine erwähnt, die speziell für die Fertigung von sogenannten Shadow-Boards (Schubladeneinlagen aus Schaumstoff) entwickelt wurde.

Die Fräsmaschine wurde im Rahmen einer Bachelor-Arbeit konstruiert, gebaut und in Betrieb genommen. Zur Zeit laufen weitere Arbeiten zur Einhausung der Fräsmaschine.

Shadowboards - Toolchain

Platzieren der Werkzeuge auf einer Lichtplatte

Über der Lichtplatte ist eine Kamera installiert

Foto - Übernahme in ein Programm zur Weiterverarbeitung

Konturen extrahieren und speichern

Datenaufbereitung

NC-Daten bereit stellen

Fräsen auf der CNC-Fräsmaschine

Fertig gestelltes Shadow-Board

Liste der im Labor erstellten Abschlussarbeiten

Bachelorarbeiten

[Oltrop 2021] Oltrop, D.: Definition eines industriegeeigneten Montageablaufs und Implementierung mit Hilfe eines Montageassistenzsystems. Unveröffentl. Bachelorarbeit, Labor für Intelligente Produktionssysteme, Hochschule Emden/Leer, Emden (2021) - Auszug (Kurzfassung und Inhaltsverzeichnis)
[Timmerevers 2021] Timmerevers, C.: Inbetriebnahme und Konfiguration eines Montageassistenzsystems sowie Erstellung einer Testanwendung. Unveröffentl. Bachelorarbeit, Labor für Intelligente Produktionssysteme, Hochschule Emden/Leer, Emden (2021) - Auszug (Kurzfassung und Inhaltsverzeichnis)
[Kaffka 2021] Kaffka, J.: Lehrkonzept für eine Laborübung zum Modul Montagetechnik, Unveröffentl. Bachelorarbeit, Labor für Intelligente Produktionssysteme, Hochschule Emden/Leer, Emden (2021) - Auszug (Kurzfassung und Inhaltsverzeichnis)