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Ausgabe Januar 2011 Seite 1 von 8 Informationen des Clusters Mechatronik & Automation e.V. Herzlich willkommen. Liebe Leserinnen und Leser, das Neue Jahr hat mit einer guten Nach- richt begonnen. 3,6 Prozent ist die stolze Wachstumszahl für das Jahr 2010, die das Statistische Bundesamt vor wenigen Tagen verkündete. Dieser fulminante Auf- schwung wird mit prognostizierten zwei Prozent Wachstum heuer fortgesetzt. Damit das so bleibt, sind Zukunftsinvesti- tionen in Bildung und Forschung wichtig. Der Haushalt des BMBF sieht gegenüber 2010 gar einen Zuwachs von knapp sie- ben Prozent vor. Die Fortsetzung des Hochschulpaktes, der Exzellenzinitiative und des Paktes für Forschung und In- novation ist damit finanziell abgesichert. Neben der Initiative „Kompetenznetze Deutschland“, zu der seit 2003 auch wir gehören, und die die besten Netzwerke unserer Republik vereint, hat die Bundes- regierung zum dritten Mal einen Spitzen- clusterwettbewerb ausgeschrieben. An zwei bayerischen Bewerbungen sind wir direkt oder unterstützend beteiligt. Auch 2011 werden wir uns mit vollem En- gagement dafür einsetzen, den Fortschritt auf dem Gebiet der Mechatronik und der angrenzenden Fachgebiete voranzutrei- ben und durch die Kooperation von Wirt- schaft und Wissenschaft den Standort Bayern im internationalen Wettbewerb weiter zu stärken. Kontinuierliche Opti- mierung und Weiterentwicklung werden auch bei uns großgeschrieben. So wollen wir in unseren Mechatronik News jetzt re- gelmäßig Fachartikel aus Wissenschaft und Forschung veröffentlichen. Eines un- serer Veranstaltungs-Highlights 2011 ist das Internationale Forum Mechatronik im September in Cham. Beteiligen Sie sich am ‚Call for Papers‘. Es lohnt sich! Herzlichst Ihr Heiko Bartschat Geschäftsführer Veranstaltungs - Highlight 2011 Das 7. Internationale Forum Mechatronik vom 21. bis 22. September in Cham Die Idee ist bereits im Gründungsjahr des Cluster Mechatronik & Automation e.V. entstanden. Warum nicht zusätz- lich zu den zahlreichen Aktivitäten am Standort Bayern ein Forum schaffen wo sich länderübergreifend Experten auf dem Gebiet der Mechatronik treffen und ihre Erfahrungen austauschen? Das war die Geburtsstunde des Internati- onalen Forum Mechatronik, das seitdem abwechselnd in Deutschland, Österreich und der Schweiz stattfindet. In den letzten Jahren hat es sich zu einer Großveran- staltung mit europaweit renommierten Re- ferenten aus Wirtschaft und Wissenschaft entwickelt. 2011 wird es am 21. und 22. September wieder in Bayern stattfinden. Wichtige Zie- le des 7. Internationalen Forum Mechatro- nik sind der Technologietransfer und die Vernetzung von Akteuren aus Industrie, Dienstleistung, anwendungsorientierter Forschung und Hochschule. Veranstal- tungsort ist der Technologie-Campus in Cham, das Zentrum der ostbayerischen Mechatronikregion. „Diese Veranstaltung ist das Highlight in diesem Jahr“, betont Cluster-Geschäfts- führer Heiko Bartschat. „Der „Call for Pa- pers“ hat bereits begonnen. Nutzen Sie die Chance, Ihre Innovationen einem interna- tionalen Fachpublikum zu zeigen. Wir sind überzeugt, dass Sie spannende Referate mit neuen Konzepten und Methoden so- wie aktuelle Erfahrungsberichte von er- folgreichen Lösungen präsentieren.“ Über die Annahme des Vortrags entschei- det ein Programmkomitee mit Experten aus allen drei Ländern. Entscheidende Kriterien sind die Industrierelevanz, der realisierte mechatronische Ansatz und im Idealfall eine erfolgreiche Kooperation zwischen Industrie und Wissenschaft als Basis für unternehmerischen Erfolg. Die Abstracts können noch bis zum 28. Februar eingereicht werden. Die Konfe- renzsprache ist deutsch. Selbstverständlich werden alle angenom- men Beiträge in einem zitierfähigen Ta- gungsband veröffentlicht. Einen Link zur Veranstaltungswebseite mit Detailinfor- mationen und Unterlagen zum Downloa- den finden Sie unter www.cluster-ma.de. „Ich freue mich schon, unseren Gästen und Experten diesen bayerischen Mecha- tronik-Standort vorzustellen. Wir können uns im internationalen Wettbewerb auf diesem Fachgebiet sehen lassen“, so der Initiator des Internationalen Forums Me- chatronik Heiko Bartschat. Clustersprecher Professor Reinhart auf dem IFM 2010 in der Schweiz. Acht Kernfelder im Überblick: Mechatronik im Design Mechatronische Organisation Effiziente Produktion durch Mechatronik Antriebstechnik Mikro-Mechatronik Adaptronik Kognition und Autonomie 3D-MID Call for Papers Aufruf zur Vortragseinreichung Internationales Forum Mechatronik Cham, 21. und 22. September 2011 Nutzen Sie die Gelegenheit! Jetzt noch Abstracts einreichen!

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Page 1: Informationen des Clusters Mechatronik & Automation e.V. · 2019-10-08 · Ausgabe Januar 2011 Seite 1 von 8 Informationen des Clusters Mechatronik & Automation e.V. Herzlich willkommen

Ausgabe Januar 2011

Seite 1 von 8

Informationen des Clusters Mechatronik & Automation e.V.

Herzlich willkommen.

Liebe Leserinnen und Leser,

das Neue Jahr hat mit einer guten Nach-richt begonnen. 3,6 Prozent ist die stolze Wachstumszahl für das Jahr 2010, die das Statistische Bundesamt vor wenigen Tagen verkündete. Dieser fulminante Auf-schwung wird mit prognostizierten zwei Prozent Wachstum heuer fortgesetzt.

Damit das so bleibt, sind Zukunftsinvesti-tionen in Bildung und Forschung wichtig. Der Haushalt des BMBF sieht gegenüber 2010 gar einen Zuwachs von knapp sie-ben Prozent vor. Die Fortsetzung des Hochschulpaktes, der Exzellenzinitiative und des Paktes für Forschung und In-novation ist damit finanziell abgesichert. Neben der Initiative „Kompetenznetze Deutschland“, zu der seit 2003 auch wir gehören, und die die besten Netzwerke unserer Republik vereint, hat die Bundes-regierung zum dritten Mal einen Spitzen-clusterwettbewerb ausgeschrieben. An zwei bayerischen Bewerbungen sind wir direkt oder unterstützend beteiligt.

Auch 2011 werden wir uns mit vollem En-gagement dafür einsetzen, den Fortschritt auf dem Gebiet der Mechatronik und der angrenzenden Fachgebiete voranzutrei-ben und durch die Kooperation von Wirt-schaft und Wissenschaft den Standort Bayern im internationalen Wettbewerb weiter zu stärken. Kontinuierliche Opti-mierung und Weiterentwicklung werden auch bei uns großgeschrieben. So wollen wir in unseren Mechatronik News jetzt re-gelmäßig Fachartikel aus Wissenschaft und Forschung veröffentlichen. Eines un-serer Veranstaltungs-Highlights 2011 ist das Internationale Forum Mechatronik im September in Cham. Beteiligen Sie sich am ‚Call for Papers‘. Es lohnt sich!

Herzlichst Ihr

Heiko BartschatGeschäftsführer

Veranstaltungs - Highlight 2011 Das 7. Internationale Forum Mechatronik vom 21. bis 22. September in ChamDie Idee ist bereits im Gründungsjahr des Cluster Mechatronik & Automation e.V. entstanden. Warum nicht zusätz-lich zu den zahlreichen Aktivitäten am Standort Bayern ein Forum schaffen wo sich länderübergreifend Experten auf dem Gebiet der Mechatronik treffen und ihre Erfahrungen austauschen? Das war die Geburtsstunde des Internati-onalen Forum Mechatronik, das seitdem abwechselnd in Deutschland, Österreich und der Schweiz stattfindet. In den letzten Jahren hat es sich zu einer Großveran-staltung mit europaweit renommierten Re-ferenten aus Wirtschaft und Wissenschaft entwickelt.

2011 wird es am 21. und 22. September wieder in Bayern stattfinden. Wichtige Zie-le des 7. Internationalen Forum Mechatro-nik sind der Technologietransfer und die Vernetzung von Akteuren aus Industrie, Dienstleistung, anwendungsorientierter Forschung und Hochschule. Veranstal-tungsort ist der Technologie-Campus in Cham, das Zentrum der ostbayerischen Mechatronikregion.

„Diese Veranstaltung ist das Highlight in diesem Jahr“, betont Cluster-Geschäfts-führer Heiko Bartschat. „Der „Call for Pa-pers“ hat bereits begonnen. Nutzen Sie die Chance, Ihre Innovationen einem interna-tionalen Fachpublikum zu zeigen. Wir sind überzeugt, dass Sie spannende Referate mit neuen Konzepten und Methoden so-wie aktuelle Erfahrungsberichte von er-folgreichen Lösungen präsentieren.“

Über die Annahme des Vortrags entschei-det ein Programmkomitee mit Experten aus allen drei Ländern. Entscheidende Kriterien sind die Industrierelevanz, der realisierte mechatronische Ansatz und im Idealfall eine erfolgreiche Kooperation zwischen Industrie und Wissenschaft als Basis für unternehmerischen Erfolg.

Die Abstracts können noch bis zum 28. Februar eingereicht werden. Die Konfe-renzsprache ist deutsch.

Selbstverständlich werden alle angenom-men Beiträge in einem zitierfähigen Ta-gungsband veröffentlicht. Einen Link zur Veranstaltungswebseite mit Detailinfor-mationen und Unterlagen zum Downloa-den finden Sie unter www.cluster-ma.de.

„Ich freue mich schon, unseren Gästen und Experten diesen bayerischen Mecha-tronik-Standort vorzustellen. Wir können uns im internationalen Wettbewerb auf diesem Fachgebiet sehen lassen“, so der Initiator des Internationalen Forums Me-chatronik Heiko Bartschat.

Clustersprecher Professor Reinhart auf dem IFM 2010 in der Schweiz.

Acht Kernfelder im Überblick:

Mechatronik im Design• Mechatronische Organisation• Effiziente Produktion durch • MechatronikAntriebstechnik• Mikro-Mechatronik• Adaptronik• Kognition und Autonomie• 3D-MID•

Call for Papers

Aufruf zur VortragseinreichungInternationales Forum Mechatronik Cham, 21. und 22. September 2011

Nutzen Sie die Gelegenheit!

Jetzt noch Abstracts einreichen!

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Ausgabe Januar 2011

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Veranstaltungsankündigungen

Cluster-Workshop am 26. Januar 2011 in Nürnberg im WirtschaftsrathausÜberwinden des Marktwiderstandes und Markteintrittsstrategien für bayerische Unternehmen in die USA

In der Regel liegt die Ursache für das Scheitern deutscher Unternehmen in den USA an strategischen Fehlern und nicht an rechtlichen oder steuerlichen. Der Schlüs-selgedanke bezieht sich auf das Risiko, das Amerikaner eingehen müssen, wenn Sie bei europäischen Unter-nehmen ein-kaufen. Amerikanische Käufer entwickeln eine hohe Abhängigkeit vom europäi-schen Zulieferer hinsichtlich Ersatzteilen

und dem After-Sales Service, während für den Europäer der US-Kunde eine verhältnismäßig geringe Bedeutung bzw. Priorität hat. Die Amerikaner befürchten, dass sich die europäischen Unterneh-men bei Schwierigkeiten vom US-Markt zurückziehen. Dies ist nach Schätzungen bei mehr als 50% der europäischen Un-ternehmen, die einen Einritt auf dem US-Markt versuchen, der Fall. Das taktische

Schlüsselziel ist es, dieses Risiko zu ver-ringern. Die Basis jeglicher geschäftlicher Aktivitäten sind Engagement, Verbindlich-keit, Vertrauen und Beziehungen.

Ziel dieser Veranstaltung ist es, die Grün-de aufzuzeigen, die dem Scheitern auf dem US-Markt zugrunde liegen um dieses zu verhindern.

Referent ist Dr.-Ing. Marvin L. Baker, Ge-schäftsführer des Beratungsunterneh-mens High Technology Associates (HTA) in Houston/Texas. Er steht am 26. Januar für Einzelgespräche zur Verfügung.

Kontakt

Rüdiger BuschTelefon: +49 (0)911 3769 - [email protected]

www.cluster-ma.de/veranstaltungen

Veröffentlichung Ihrer wissen-schaftlichen Texte

Der Newsletter vom Cluster Mechatro-nik & Automation veröffentlicht jeden Monat wissenschaftliche Texte von Un-ternehmen und wissenschaftlichen Ein-richtungen über unterschiedlichen The-men. In dieser Ausgabe erscheint der 2. Teil des Fachbeitrags über Automa-tisierungslösungen bei der Herstellung von Faserverbund-Preforms vom iwb Anwenderzentrum in Augsburg. In der Februar-Ausgabe folgt ein Fachbeitrag von Prof. Sommer von der Hochschule für angewandte Wissenschaften/ Fach-hochschule Würzburg-Schweinfurt. Der Cluster ist immer an neuen, spannen-den Themenvorschlägen interessiert. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung!

„Handlungsempfehlungen für die Verwendung von Open Source Software“

Cluster-Workshop am 9. Februar am gate Garchinger Technologie- und Gründerzentrum Der Einsatz von Open Source Software (OSS) ist aus Mechatronik und Automati-onstechnik kaum mehr wegzudenken. Die Software zur Steuerung von Maschinen verwendet häufig Open Source Komponenten oder setzt ganze Open Source Platt-formen voraus. Fast genauso verbreitet wie OSS ist der grundlegende Irrtum, diese Software könnte beliebig und ohne Risiko eingesetzt und vertrieben werden.

Auf der Veranstaltung werden über Maßnahmen diskutiert, um das Risiko bei der Verwendung von Open Source Software zu reduzieren.

Im Rahmen des Workshops wird unter anderem eine erste Version eines Leitfadens zur Verwendung von Open Source Software vorgestellt, der derzeit in der OSS-Themengruppe im Cluster Mechatronik & Automation erarbeitet wird.

Cluster Workshop Handlungsempfehlungenfür die Verwendung von Open Source Software

Weitere Informationen unter: www.cluster-ma.de

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Ausgabe Januar 2011

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Technik & Innovation

Fachbericht von Prof. Dr.-Ing. Gunther Reinhart, M. Sc. Claudia Ehinger, Dipl.-Ing. (FH) Gerhard StraßerAutomatisierungslösungen bei der Herstellung von Faserverbund-Preforms (Teil 2)

Inhaltsverzeichnis

3) Aufbau und Ansteuerung der Werkzeuge

3.1) Aufbau und Handhabungswerkzeug

3.2) Ansteuerung Handhabungswerkzeug

3.3) Aufbau Montagewerkzeug

3.4) Ansteuerung Montagewerkzeug

4) Zusammenfassung

5) Ausblick

3.1) Aufbau und Handhabungswerkzeug

Die Konzeption eines Greifsystems zum automatisierten Handhaben von tech-nischen Textilien basiert maßgeblich auf der Auswahl eines einzusetzenden Wirkprinzips, welches dessen Wirkungs-weise, Gestaltung und auch Leistungs-fähigkeit dominiert (HESSE ET AL. 2004). Aus der Literatur lassen sich vielfältige Möglichkeiten entnehmen wie die zum Greifen notwendige Haltekraft auf form-labile und textile Handhabungsgüter auf-gebracht werden kann (MONKMAN 1995;

SELIGER ET AL. 2003; STEPHAN 2001; TAYLOR 1995). Letztlich zeigt eine um-fassende Analyse unterschiedlichster, sowohl am Markt verfügbarer als auch in-novativer Ansätze, dass sich das Prinzip Niederdruckflächensaugen am besten für die Greifaufgabe eignet (REINHART ET AL. 2009). Hierbei werden hohen Volu-menströme durch eine perforierte Blende erzeugt, welche zu kleinen Differenzdrü-cken und somit zum erforderlichen Kraft-schluss mit dem Textil führen. Neben Wirt-schaftlichkeit und Flexibilität hinsichtlich der Greiffläche und der aufzubringenden Haltekraft, bietet das Prinzip den maßgeb-lichen Vorteil die Werkstoff- und Strukturin-tegrität der hochwertigen textilen Halbzeu-

ge aufrecht zu erhalten (STRAßER 2010). Durch den unterdruckbasierten Greifvor-gang können somit beispiels¬weise die hohen Qualitätsansprüche einer Fertigung von sicherheitsrelevanten Flugzeugstruk-turen eingehalten werden.

Auf der Basis des ausgewählten Prinzips ist die Konzeption und Konstruktion des Greifsystems durchzuführen. Abbildung 4 zeigt das modulare Werkzeugkonzept, wobei der End-Effektor aus einer Matrix von 15 (5x3) identischen Modulen besteht. Die Gesamtabmessung der Greiffläche ergibt sich somit bei einer Auflösung der Haltepunkte bzw. Öffnungen von 25 mm zu 2200 x 1200 mm2, wobei insgesamt 4320 Aktoren zum Einsatz kommen.

Abbildung 5 zeigt detailliert den Aufbau und die Wirkungsweise eines Greifer-moduls auf. Die Aktorik besteht hierbei aus bistabilen Hubmagneten mit einem Kunststoffpfropfen zum Verschluss der einzelnen Bohrungen der Abschlussplat-te, wodurch eine selektive Greiffläche erzeugt werden kann. Diese Elemente sind zwar kostengünstig in der Anschaf-fung und auch im Betrieb, jedoch stellt die hohe Anzahl an zu betätigenden Einhei-ten (4320 Stück) neben der Regelung des Unterdrucks einer automatisierten Ver-arbeitung verschiedenster Konturen des Handhabungsguts hohe Anforderungen an die einzusetzende Steuerungstechnik.

Aufbau und Ansteuerung der Werkzeuge

3)

Abbildung 5: Explosionszeichnung und Schnitt eines Greifer-Moduls.

Fortsetzung auf Seite 4

Abbildung 4: Gesamtsystem – 3D-CAD-Modell und realisierter Greifer im Versuchs-aufbau am iwb Anwenderzentrum Augsburg.

Modularisiertes Gesamtsystem und Kinematikeinheit (Industrieroboter)

Versuchsaufbau zur Evaluation des prototypischen Systems am iwb Anwenderzentrum Augsburg

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Ausgabe Januar 2011

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3.2) Ansteuerung Handhabungswerkzeug

Die Steuerungstechnik wird in drei Modu-le eingeteilt, um eine aufgabenspezifische Strukturierung des Gesamtsystems zu er-möglichen (EHINGER ET AL. 2010). Eine übergeordnete Software errechnet die notwendige Greiferposition und -orientie-rung, die zu öffnenden Bohrungen (Grei-ferkonfiguration) sowie den notwendigen Unterdruck und gibt diese über ein Echt-zeit-I/O-System an das Anschlusssystem für die notwendigen Aktoren und Senso-ren weiter (vgl. Abbildung 6). Aufgrund der Anzahl an Aktoren und der Notwendigkeit die Flachbaugruppen in die Greifermodu-le zu integrieren, wird das Anschlusssys-tem selbst entwickelt und hinsichtlich der Geometrie und Funktion auf die Anforde-rungen angepasst. So können durch eine Baugruppe jeweils 36 Hubmagneten mit Leistung und Daten versorgt werden.

3.3) Aufbau Montagewerkzeug

Für die Erstellung einer Preform ist es not-wendig, die bereits vereinzelten Zuschnit-te vom Lagerungssystem zu aufzunehmen und zu dem Formwerkzeug zu transportie-ren. Anschließend wird das Textil auf das Formwerkzeug drapiert. Hierfür muss es dreidimensional verformt und durch Wär-meeinbringung positionsgenau fixiert wer-den. Die Herausforderung liegt darin, die ehemals manuellen Tätigkeiten des Grei-fens, Drapierens und Fixierens als techni-sche Funktionalitäten sinnvoll in dem Mon-tagewerkzeug zu integrieren. Analog zum Handhabungswerkzeug wird auch beim Montagewerkzeug das Wirkprinzip des Niederdruckflächensaugens für das Grei-fen der Textilien verwendet. Da das Tex-til hier jedoch bereits vereinzelt vorliegt, muss zum Greifen des Zuschnitts nicht jedes Saugloch selektiv aktiviert werden. Anstatt dessen werden Drapiermodule eingesetzt, in welchen Saugbereiche in ei-ner Saugkammer zusammengefasst sind.

Abbildung 6: Struktur des Steuerungssystems und entwickelte Flachbaugruppen (Anschlussmodul).

Die Saugkammer kann über einen Hub-magnet geöffnet bzw. verschlossen wer-den. Die äußerste Schicht des Drapiermo-duls besteht aus einem Schaumstoff mit Durchgangsbohrungen, welcher den Zu-schnitt durch eine passive Verformung an das Formwerkzeug andrückt (REINHART ET AL. 2010A). Die Drapiermodule sind am Umfang eines Trägerrohrs montiert, welches an der Achse 6 eines Roboters angebracht ist. Über eine Dreheinführung, welche an der Achse 5 befestigt ist, wird der zum Greifen der Textilien notwendige Luftstrom zum Vakuumerzeuger geleitet (siehe Abbildung 7).

Um der vorherrschenden Variantenvielfalt gerecht zu werden, ist das Montagewerk-zeug modular aufgebaut. Je nach Größe des Formwerkzeuges und des Zuschnit-tes kann es mit einem bis maximal drei Segmenten in der Länge variabel gestal-tet werden. Zudem ist es möglich das Werkzeug mit einer reduzierten Anzahl an Drapiermodulen am Umfang zu betreiben.

Über eine abrollende Bewegung auf dem Aufnahmetisch kann das konturvariante Textil über ein zeilenweises Schalten der entsprechenden Hubmagneten aufge-nommen und anschließend zum Form-werkzeug transportiert werden. Dort wird das Textil über eine Aktivierung der auf-liegenden Heizfelder auf dem Formwerk-zeug fixiert. Gleichzeitig wird die komplette Reihe der aufliegenden Saugfelder zei-lenweise deaktiviert, bevor das Werkzeug zur nächsten Reihe verfahren kann. Der beschriebene Vorgang des Erwärmens und Loslassens wird solange wiederholt, bis die komplette Lage abgelegt ist. Noch nicht fixierte Bereiche des Textils kann das Montagewerkzeug in einer nachge-lagerten Drapierbewegung erwärmen und somit vollständig fixieren. Die Preform ei-nes industriellen Referenzbauteils konnte mit Hilfe des Montagewerkzeuges bereits automatisiert erstellt werden. Abbildung 8 zeigt das Drapierergebnis am Beispiel des Diaphragm, welches eine Kompo-nente der Ladeklappenführung des A380 dargestellt.Abbildung 7: Aufbau des Montagewerkzeuges zum automatisierten Preformen.

Abbildung 8: Drapierergebnis am Referenzbau-teil Diaphragm.

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3.4) Ansteuerung Montagewerkzeug

Das Montagewerkzeug, welches aus drei Segmenten mit jeweils 36 Drapiermodu-len pro Segment besteht, beinhaltet ins-gesamt 108 bistabile Verschlussaktoren, welche durch entsprechende Ansteue-rungssignale die Positionen „offen“ oder „geschlossen“ einnehmen können. Hinzu kommt, dass jedes Drapiermodul mit ei-ner regelbaren Heizschicht ausgestattet ist, so dass die Aufgabe darin besteht 108 Verschlussaktoren sowie 108 Tempera-turregelschleifen des Montagewerkzeugs anzusteuern. Die Konfiguration der Heiz- und Saugfelder soll dabei variabel durch die Vorgabe Bedieners je nach Kontur und Materialeigenschaft des Zuschnittes einstellbar sein. Hierfür ist in Abbildung 9 schematisch das Ansteuerungskonzept des Montagewerkzeuges dargestellt.

Über eine entsprechende Benutzerober-fläche (GUI) kann der Bediener zum einen Parameter für den Betrieb (z. B. Heiztem-peratur und Unterdruck) einstellen und zum anderen die benötigte Greif- und Heizkonfiguration vorgeben. Über eine TCP/IP-Schnittstelle werden diese Da-ten an einen Programmable Automation Controller (PAC) gesendet und dort an den I/O-Karten als Stellsignale ausge-geben. Um dem modularen Aufbau des Montagewerkzeuges gerecht zu werden, besitzt jedes Segment eine Steuerplati-ne und zwölf Leistungsplatinen und kann unabhängig von den anderen Segmenten betrieben werden. Die Steuersignale des PAC bestehen aus Zeilen- und Spaltensig-nalen zur Ansteuerung der jeweiligen Ver-schlussaktoren und Heizfelder. Die Zeilen- und Spaltensignale werden anschließend auf der Steuerplatine ausgewertet und als Signale zur Ansteuerung der jeweiligen Kammern an die Leistungsplatine weiter-geleitet. Bedingt durch den konstruktiven Aufbau des Montagewerkzeuges werden drei Kammern in einer Zeile eines Seg-mentes mit einer Leistungsplatine ange-steuert. Auf den Leistungsplatinen befin-den sich die Schaltelemente der Aktoren und der Heizfelder sowie die Messschal-tungen zur Temperaturerfassung des Heizfeldes.

4) Zusammenfassung

Vor dem Hintergrund eines wachsenden Bedarfs und einem branchenübergrei-fenden Einsatz ist die Entwicklung von neuartigen Automatisierungslösungen unumgänglich. Vor diesem Hintergrund wurden am iwb Anwenderzentrum Augs-burg erstmalig roboterbasierte Endeffek-toren für eine automatisierte Erstellung von Vorformlingen realisiert, welche einen maßgeblichen Beitrag zur wirtschaftlichen Herstellung leisten.

Abbildung 9: Ansteuerungskonzept Montagewerkzeug.

Zum einen wurde hierfür ein Handha-bungswerkzeug entwickelt, welches in der Lage ist, konturvariante Zuschnitte automatisiert abzusortieren und in ein Lagerungssystem zu vereinzeln. Hierbei werden gezielt bestimmte Bereiche eines Niederdruckflächensaugers auf Basis von CAD Daten des Zuschnitts aktiviert bzw. deaktiviert. Zur Ansteuerung des modular aufgebauten Werkzeuges müssen über 4000 in einer Matrix angeordneten Ver-schlussaktoren geschalten werden.

Zum anderen wurde zur Automatisierung der bisher manuellen Preformerstellung ein Montagewerkzeug entwickelt. Die bereits vereinzelten, konturvarianten Zuschnitte werden vom Lagersystem aufgenommen, auf das Formwerkzeug drapiert und dort positionsgenau durch Wärmeeinbringung fixiert. Durch eine selektive Aktivierung von einzelnen Saug- und Heizfeldern ist es möglich in mehreren Drapierbewegun-gen auch komplexere Vorformlinge zu erstellen. Zur Ansteuerung des Montage-werkzeuges kann der Bediener über eine entsprechende Benutzeroberfläche die Saug- und Heizkonfiguration vorgeben.

Durch die Validierung der Werkzeuge an einem industriellen Referenzszenario konnte erstmalig der komplette Herstel-lungsprozess automatisiert abgebildet und eine sinnvolle Verkettung der einzelnen Teilprozesse ermöglicht werden. Durch den flexiblen und modularen Werkzeug-aufbau sind die vorgestellten Systeme in der Lage konturvariante Zuschnitte aus unterschiedlichen trockenen Halbzeugen zu einer Preform zu verarbeiten.

5) Ausblick

Weiterführende Arbeiten im Bereich der automatisierten Handhabung zielen darauf ab, das vorgestellte System zum Absortie-

ren einer breiten Auswahl an formlabilen Materialien zu nutzen. Durch entspre-chende Tests sollen Prozessparameter für verschiedenste Materialien eruiert und in einen Methodenbaukasten gebündelt werden. Zur Steigerung der Prozesssi-cherheit befasst sich ein weiterer For-schungsaspekt in diesem Zusammenhang mit einer automatisierten Schnittprüfung. Dadurch soll ein unvollständiges Durch-trennen der einzelnen Filamente während des Schneidprozesses prozesssicher er-kannt und beseitigt werden. Für die Ein-bindung des Montagewerkzeuges in eine automatisierte Produktionsumgebung ist es notwendig, die Ansteuersignale auf die Roboterbahn zu synchronisieren. Die derzeitige manuelle Eingabe der Steu-ersignale während des Drapiervorgangs durch den Bediener soll daher durch eine aufgabenorientierte Bahnplanung ersetzt werden. Ein weiterer wichtiger Gesichts-punkt hinsichtlich Nachverfolgbarkeit und Prozesssicherheit stellt die Integration ei-ner Inline-Qualitätskontrolle dar. Dadurch können Fehler im Lagenaufbau bereits direkt am Entstehungsort erkannt und ggf. noch korrigiert werden.

Danksagung

Diese Veröffentlichung entstand im Rahmen des Forschungsprojektes CFK-Tex, welches von der Europäischen Union und dem Frei-staat Bayern gefördert wird. Als Projektträger fungiert die VDI/VDE Innovation + Technik GmbH. Neben den beiden Forschungsein-richtungen iwb Anwenderzentrum Augsburg (TU München) und dem ISSE (Universität Augsburg) sind folgende Industriepartner am Projekt beteiligt: Premium AEROTEC GmbH, Eurocopter Deutschland GmbH, KUKA Roboter GmbH, IMA A. Abele + Partner GmbH und topcut-bullmer GmbH.

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DRIVE-E 2011 Nachwuchsförderung im Bereich Elektromobilität

Transfer

Im Nationalen Entwicklungsplan Elek-tromobilität ist das Ziel vorgegeben: eine Million Elektrofahrzeuge sollen bis 2020 auf deutschen Straßen unterwegs sein. Auch mit Elektro- und Hybridfahr-zeugen wollen die deutschen Herstel-ler den Weltmarkt anführen. Dieses ehrgeizige Ziel lässt sich nur mit einer ausreichenden Zahl von hervorragend ausgebildeten Fachkräften erreichen.

Ziel des DRIVE-E-Programms von BMBF und der Fraunhofer- Gesellschaft ist es möglichst viele junge Leute für dieses spannende Thema zu begeistern, die sich in der Forschung engagieren und die Elektrofahrzeuge von morgen entwickeln. Bereits im Jahr 2009 hatten BMBF und Fraunhofer gemeinsam mit dem DRIVE-E-Programm das erste umfassende Pro-gramm zur Nachwuchsförderung im Be-

reich Elektromobilität gestartet. Es richtet sich an Studierende von Universitäten und Hochschulen der Fachrichtungen Elek-trotechnik, Maschinenbau, Mechatronik oder verwandter Themengebiete. Nach-dem die Resonanz der Teilnehmer auf die erste Auflage äußerst positiv war, wurden im Herbst die Ausschreibungen für 2011 veröffentlicht: Die DRIVE-E-Akademie wird vom 14. bis 18. Februar 2011 im Forum Elektromo-bilität Berlin durchgeführt und bietet den studentischen Teilnehmern mit Vorträgen führender Experten, praxisorientierten Workshops und Exkursionen einen um-fassenden Überblick über den aktuellen Entwicklungsstand der Elektromobilität. Der DRIVE-E-Studienpreis ist für 2011 erstmals in zwei Kategorien ausgeschrie-ben und mit je 5.000 Euro dotiert. Er wird

Offener EU CallStart der transnationalen Fördermaßnahme Electromobility+

Am 14. Dezember 2010 wurde die ERA-Net Plus Initiative Electromobility+ gestartet. Die Fördermaßnahme zielt auf die Schaffung langfristiger und nachhaltiger Bedin-gungen für die Entwicklung von Elektromobilität in Europa.

An Electromobility+ beteiligen sich Ministerien und Agenturen aus 13 europäischen Ländern; aus Deutschland das Bundesministerium für Wirtschaft und Technolo-gie (BMWi) sowie das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS).

Das Fördervolumen für europäische Kooperationsprojekte im Rahmen dieser ge-meinsamen Initiative beträgt insgesamt bis zu 30 Mio €.

Für Interessenten aus Deutschland gibt es eine gesonderte Kontaktstelle Electro-mobility+ eingerichtet:

Herr Alexander Spieshoefer TUV Rheinland Consulting GmbH Research Management Am Grauen Stein 33, 51105 Köln

T: +49 221 806-4153 F: +49 221 806-3496

[email protected]

am 15. Februar 2011 von Bundesfor-schungsministerin Prof. Dr. Annette Scha-van und Fraunhofer-Forschungsvorstand Prof. Dr. Ulrich Buller ebenfalls in Berlin verliehen. Von Seiten der Fraunhofer-Gesellschaft ist das Clustermitglied Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelemente-technologie IISB, für die inhaltliche Ge-staltung und Durchführung verantwortlich.

www.drive-e.org

www.transport-era.net/electromobility.html

Mitglieder seit 01.01.2011:

ABM Greiffenberger Antriebs-• technikEMB - Maschinenbau GmbH• FELSS Burger GmbH• InnoSenT GmbH• Maplesoft Europe GmbH•

Partner seit 01.01.2011:

SSI Schäfer Noell GmbH•

Werden Sie Mitglied oder Part-ner im Cluster Mechatronik & Automation e.V.!

Alle Informationen zur Mitglied-schaft bzw. Partnerschaft finden Sie unter:

www.cluster-ma.de

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Nachrichten

Förderbekanntmachung vom BMBF Unternehmen und Hochschulen sollen Projekte aus dem Bereich „Mensch-Technik-Kooperation: Assistenzsysteme zur Unterstützung körperlicher Funktionen“ einreichen

Körperliche Funktionen des Menschen können infolge vielfältiger Gründe ver-mindert oder sogar völlig verloren ge-gangen sein. Es existieren bereits viele Ansätze zur Kompensation, die aber nicht ausreichend und für die Betroffe-nen unbefriedigend sind. Gleichzeitig sind die Ansprüche der Gesellschaft be-züglich der Erhaltung und Wiederherstel-lung körperlicher Funktionen gestiegen.

Daraus ergibt sich der Bedarf für neue in-novative technische Lösungen mit erwei-terter Funktionalität, mit denen individuelle Anforderungen der Betroffenen noch bes-ser gerecht werden können. Der Fokus dieser Fördermaßnahme liegt auf mehre-ren Kernpunkten. Diese werden in der ne-benstehenden „Infobox“ veranschaulicht.

Die Kernpunkte im Überblick

Entwicklung von Assistenzsyste-• menUntertstützung von Menschen mit • körperlichen EinschränkungenKooperation von Mensch und • Technik

Vorgestellt: Das Projekt AsProMed Untersuchungen zur Zusammenarbeit von Mensch und Roboter in Produktion und Rehabilitation

Die Arbeit am clusterübergreifenden Forschungsprojekt AsProMed als Teil des bayerischen Förderprogramms „Leitprojekte Medizintechnik“ wurde offiziell am Lehrstuhl FAPS aufgenom-men. Die Grundidee des auf drei Jah-re angelegten Verbundvorhabens ist die Entwicklung von roboterbasierten Assistenzsystemen für verschiedene Bereiche der Produktion und für me-dizinnahe Anwendungen. Durch den kollaborierenden Betrieb zwischen Roboterassistenten und Produktions-personal unter Berücksichtigung medi-zinischer Aspekte soll der für den Pro-duktionssektor zur Verfügung stehende Personenkreis erweitert werden.

Als erstes Forschungsprojekt in Bayern ist AsProMed clusterübergreifend - unter Beteiligung der drei Hochschulverbünde „Mechatronik und Automation“, „Sensorik und Leistungselektronik“ sowie „Medizin-technik“ - angelegt. Das Projektvolumen beträgt insgesamt zwei Millionen Euro und wird durch den Freistaat Bayern über

den EFRE-Fonds (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung) gefördert. Weitere beteiligte Industrie- und Hochschulpartner sind die Firma Reis Robotics GmbH, die Sensorik-Bayern GmbH sowie die Univer-sitäten Passau und Würzburg. Ebenfalls in das Projekt eingebunden ist die Diako-nie Neuendettelsau, in deren Werkstätten der entwickelte Demonstrator zum Einsatz kommen wird.

Das Roboterassistenzsystem hat die Un-terstützung bei drei prinzipiellen Anwen-dungsfällen zum Ziel. Einerseits wird die Prävention von arbeitsbedingten Schädi-gungen durch Reduzierung der Belastun-gen der Werker im Produktionsprozess angestrebt. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Rehabilitation von bereits gesund-heitlich vorgeschädigten bzw. leistungs-gewandelten Personen, um diese schnel-ler wieder in den Beruf eingliedern bzw. diesen einen längeren Einsatz in Beschäf-tigung ermöglichen zu können. Der dritte Anwendungsfall des Assistenzsystems hat die Integration von behinderten Personen

ins aktive Erwerbsleben zum Ziel. Um dies erreichen zu können, soll eine multimedi-ale, intuitive Bedienerführung die Steue-rung der Roboterbewegungen erleichtern. Für die Realisierung des kollaborierenden Betriebs von Mensch und Roboter im gleichen Arbeitsraum ist die Entwicklung innovativer Sicherheitsfunktionen ein we-sentliches Forschungsziel des Projekts. Hierbei wird der Lehrstuhl FAPS über die Positionserfassung und -überwachung des Menschen durch die neuartige 3D-PMD-Kameratechnologie einen wesentlichen Beitrag leisten. Ein weiterer Aufgaben-schwerpunkt des Lehrstuhls FAPS liegt in der Entwicklung von auf diesen Daten ba-sierenden Strategien zur automatischen Bahnplanung und Kollisionsvermeidung des eingesetzten Roboterassistenten.

Die Arbeit am clusterübergreifende Forschungsprojekt „AsProMed“ wurde offiziell am Lehrstuhl FAPS aufgenommen.

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Termin-VorschauReparaturlöten von SMT-Baugruppen17. bis 21. Januar 2011, Oberpfaffenhofen/Weßling

Technikforum - IBV III „Bildgefürte Montage und Prozesskontrolle Vision Guided Robotics“25. Januar 2011, Nördlingen

7. Kooperationsforum mt Fachausstellung zum Thema „Leiterplattentechnologie für die Leistungselektronik“25. Januar 2011, Nürnberg

Cluster-Workshop zum Thema „Überwinden des Marktwiderstandes und Markteintrittsstrategien für bayerische Unternehmen in die USA26. Januar 2011, Nürnberg

Code-Generierung mit MATLAB/Simulink für Embedded Systems mit Linux/Xenomai27. Januar 2011, Bubenreuth

Cluster-Treff zum Thema „Mechatronische Systeme in Elektronischen Anlagen“ bei der E-T-A GmbH in Altdorf bei Nürnberg27. Januar 2011, Nürnberg

Cluster-Treff „Control & Communication“3. Februar 2011, Augsburg

Cluster-Workshop zum Thema „Handlungsempfehlungen für die Verwendung von Open Source Software“9. Februar 2011, Garching

Nimm es nicht persönlich - erfolgreiche Feedback-Gespräche im Projektalltag10. Februar 2011, Bubenreuth

Reparatur, Modifikation und Nacharbeit gemäß IPC-7711/772114. bis 18. Februar 2011, Oberpfaffenhofen/Weßling

Cluster-Workshop „IT - gestützte Prozessoptimierung für mittelständische Zulieferbetriebe und Anlagenbauer15. Februar 2011, Nürnberg

37. Augsburger Konjunkturgespräch17. Februar 2011, Augsburg

Softwareunterstützung in der Instandhaltung17. Februar 2011, Bubenreuth

Herstellung von zuverlässigen Handlötverbindungen28. Februar 2011 bis 3. März 2011, Oberpfaffenhofen/Weßling