Praktikumsbericht

Betriebspraktikum

in der Pilotfabrik der

Ruhr-Universität Bochum

Lehrstuhl für Produktionssysteme der Fakultät für Maschinenbau

Universitätsstraße 150

Gebäude IB 2/28

44801 Bochum

In der Zeit vom 02.07.2008-15.07.2008

Anna Günther, geb. 29.04.1990

An der Papiermühle 21

58710 Menden

Tel.: 02373/983105

E-Mail: anna.guenther-@web.de

Inhaltsverzeichnis

Seite

1. Vorwort................................................................................................................. 3

2. Einleitung

2.1 Persönliche Motivation……………………………………………………….... 3

2.2 Erwartungen……………………………………………………………………. 4

3. Das Praktikum

3.1 Beschreibung meines Arbeitsplatzes…………………………………………... 5

3.2 Tagesberichte…………………………………………………………………... 7

4. Persönliche Beurteilung meiner Praktikumszeit

4.1 Fazit……………………………………………………………………………. 19

4.2 Ausblick………………………………………………………………………... 19

5. Erläuterung der Fachbegriffe…………………………………………………. 21

6. Literaturverzeichnis…………………………………………………………….22

7. Selbstständigkeitserklärung…………………………………………………… 23

8. Anhang

8.1 Schaltplan……………………………………………………………………… 24

8.2 Bohrbild………………………………………………………………………... 25

8.3 Bestückungsplan……………………………………………………………….. 26

9. Unterschrift des Praktikumsbetreuers………………………………….......... 27

3

1. Vorwort

Mein herzlicher Dank gilt an dieser Stelle Herrn Dipl.-Ing. Grimme, durch dessen

Unterstützung und Betreuung dieses Praktikum erst möglich wurde.

Ferner allen Mitarbeitern des Lehrstuhls für Produktionssysteme, welche mir stets mit

Freundlichkeit und Geduld entgegentraten und hierdurch mein Praktikum bereicherten.

Für die Betreuung im Labor für Elektrotechnik möchte ich mich bei Herrn Ulrich

Spickermann, Herrn Werner Jakubus und Herrn Isaak Terzidis bedanken.

2. Einleitung

2.1 Persönliche Motivation

Als Schülerin der 12. Klasse des Heilig-Geist-Gymnasiums in Menden war ich der Meinung,

dass ich meine Sommerferien nicht einfach als reine Freizeit auffassen dürfte und sie

stattdessen lieber nutzen sollte, um einen Einblick in das Berufsleben zu erhalten.

Da ich schon lange den Wunsch hege, nach meinem Abitur im Jahr 2009 ein Studium des

Wirtschaftsingenieurwesens mit Fachrichtung Maschinenbau aufzunehmen, hatte ich geplant,

meine Sommerferien 2008 zu nutzen, um ein freiwilliges Praktikum zu absolvieren.

In diesem Praktikum wollte ich sowohl theoretische, als auch praktische Informationen über

den Beruf eines Maschinenbauingenieurs sammeln, um sicherzustellen, dass sich meine

Vorstellungen des Berufes auch mit der Realität vereinbaren lassen.

Nach eingehender Internetrecherche stieß ich auf das Angebot des Lehrstuhls für

Produktionssysteme der Ruhr-Universität in Bochum.

Diese boten ein Schülerpraktikum an und schnell stand fest, dass ich ein zweiwöchiges

Praktikum in der Pilotfabrik durchführen dürfte.

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2.2 Erwartungen

Ich erwarte von diesem Praktikum, dass ich einen Einblick in das Berufsleben eines

Maschinenbauingenieurs erhalte.

Ich möchte viele Informationen über technische Abläufe sammeln, die Funktionsweise von

bestimmten Maschinen verstehen, den Weg eines Werkstücks von der Konstruktion am PC

bis hin zur Bearbeitung an einer Maschine nachvollziehen.

Ich möchte erfahren, welche Aufgaben im Beruf auf einen Maschinenbauer zukommen,

welche Aufstiegsmöglichkeiten er hat, wie breit sein Einsatzspektrum ist.

Zudem möchte ich etwas über das Uni- und Studentenleben erfahren.

Ich möchte wissen, wie der Tagesablauf eines Studenten aussieht, wie eine Vorlesung oder

eine Übung abläuft, wie die Arbeit einer studentischen Hilfskraft aussieht etc.

Ich möchte herausfinden, ob mein Berufswunsch zu mir passt, ob ich für den Beruf eines

Wirtschaftsingenieurs mit Fachrichtung Maschinenbau überhaupt geeignet bin und ob mir

dieser Beruf in der Praxis tatsächlich Spaß macht.

In besonderer Weise möchte ich Informationen über die Verbindung von Theorie, welche in

der Universität vermittelt wird, und der Praxis, welche in der Pilotfabrik umgesetzt wird,

erhalten.

All das erwarte ich von meinem Praktikum und ich hoffe sehr, dass ich möglichst viele

meiner Fragen klären kann.

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3. Das Praktikum

3.1 Beschreibung meines Arbeitsplatzes

Im Jahre 1976 wurde der Lehrstuhl für Produktionssysteme in der Fakultät für Maschinenbau

an der Ruhr-Universität-Bochum durch Herrn Prof. Dr. Wolfgang Maßberg gegründet und

dieser Lehrstuhl unterliegt seit dem Jahr 1999 der

Leitung von Herrn Prof. Dr. Horst Meier.

Die Tätigkeiten des Lehrstuhls für Produk-

tionssysteme sind geprägt durch das Spannungsfeld

zwischen Mensch, Technik und Organisation. Im

Rahmen seiner Forschungsprojekte versteht der

LPS stets diese drei Stellgrößen als Einheit zur

Verbesserung der Produktion hinsichtlich Termin,

Kosten und Qualität.

Bei der Erarbeitung von Lösungen steht die Relevanz des industriellen Nutzens immer im

Vordergrund1.

Mein Arbeitsplatz war hauptsächlich die Pilotfabrik, welche der Lehrstuhl für

Produktionssysteme in den Ingenieur-Versuchshallen der Ruhr-Universität seit 1990 betreibt

und welche bis heute modernsten Ansprüchen gerecht wird.

Aufgabe ist es, ein praxisorientiertes Lehr- und Forschungsfeld eines rechnerintegrierten

Fabrikbetriebes auszubauen und zu betreiben.

Die Pilotfabrik wird für die unterschiedlichen Forschungs-, Lehr- und Technologie-

transferaufgaben des Lehrstuhls für Produktions-

systeme eingesetzt und steht als Entwicklungs-,

Test- und Demonstrationsfeld zur Verfügung.

Die Pilotfabrik fertigt speziell nach Kunden-

wünschen Werkstücke aus Metall und Kunststoff,

wobei auch kleine Stückzahlen wirtschaftlich

hergestellt werden können. Außerdem fertigt sie

eigens entwickelte Produkte, wie beispielsweise

Flaschenverschlüsse, und zudem patientenindividuelle Schädelimplantate aus Titan.

1 Vgl. http://www.lps.rub.de/profil/

Bild 2: Schädelimplantate aus Titan

Bild 1: Gesamtbild der Pilotfabrik

6

Die Herstellung erfolgt unter den in der Industrie üblichen Randbedingungen wie

Fertigungskosten, Durchlaufzeiten und Qualität.

Die Pilotfabrik verfügt über sechs NC-gesteuerte2 Werkzeugmaschinen, die dem Drehen und

Fräsen von Werkstücken dienen und welche über eine DNC-Verbindung3 mit den Rechnern

in der Leitebene verbunden sind.

Zu diesen NC-gesteuerten Werkzeugmaschinen gehören das CNC-Bearbeitungszentrum

Hüller-Hille nb-h90, die CNC-Drehmaschine Index G200, sowie die CNC-Drehmaschine

Index GE42, des Weiteren die CNC-Fräsmaschine Maho 700 C, die CNC-Fräsmaschine

Chiron FZ12S und die fünfachsige CNC-Fräsmaschine Chiron FZ15S.

Zudem stehen mehrere konventionelle Bohr-, Fräs- und Drehmaschinen zur Verfügung, sowie

auch Hand- und Montagearbeitsplätze.

Zusätzlich sind ein Materiallager, ein Werkzeugeinstellgerät des Typs Messma Kelch

Trabant 351 und die Leitwarte mit den entsprechenden Rechnern vorhanden, an denen per

CAD-Software4 ein Programm zur Erzeugung von Werkstücken erstellt und mittels DNC-

Verbindung an die entsprechende Maschine übertragen werden kann.

Ferner wird der Materialfluss durch ein fahrerloses Transportsystem unterstützt.

Durch dieses fahrerlose Transportsystems des Typs CAESAR ATS 1000 kann ein

teilautomatischer Materialfluss zwischen den wichtigen Bearbeitungsmaschinen und dem

Vorrichtungsbau, bzw. Roh- und Fertigteillager, realisiert werden. Das FTS ist frei

programmierbar und durch eine spezielle Koppel-

navigation aus Odometrie, Trägheitskreisel und

Magnetsensorleiste nicht von einer herkömmlichen,

aufwendigen Bodenanlage abhängig. Die

automatische Datenübermittlung geschieht über

Funk5.

Herr Dipl.-Ing. Peter Grimme leitet die Pilotfabrik,

welche überdies noch zwei feste

Mitarbeiter und eine studentische Hilfs-

kraft beschäftigt.

Den größten Teil meiner Zeit verbrachte ich in der Leitwarte der Pilotfabrik, wo ich an einem

Computer diverse Konstruktions- und Programmierungsaufgaben durchführte.

2 Erklärung der Fachbegriffe auf Seite 20 3 Erklärung der Fachbegriffe auf Seite 20 4 Erklärung der Fachbegriffe auf Seite 20 5 Vgl. http://www.lps.rub.de/ausstattung/pilotfabrik/

Bild 3: Mein Arbeitsplatz in der Leitwarte der Pilotfabrik

7

Des Weiteren wurde es mir ermöglicht, sehr viel Zeit am Lehrstuhl selbst zu verbringen, sei

es, um eine kleine Aufgabe am Forschungsprojekt einer wissenschaftlichen Mitarbeiterin zu

erfüllen oder um mehrere Vorlesungen zu besuchen und an einem Diplom- und zwei

Promotionsvorträgen teilzunehmen.

3.2 Tagesberichte

Mittwoch, 02.07.08 8:30-16:30

Mein erster Arbeitstag begann um 8.30 Uhr in der Pilotfabrik.

Nach Begrüßung durch Herrn Grimme und kurzem Rundgang durch die Pilotfabrik durfte ich

zunächst einer wissenschaftlichen Mitarbeiterin beim Aufbau des Versuchsstandes zu einem

Messtechnischen Praktikum zuschauen, wobei meine Fragen freundlich beantwortet wurden.

Nach Eintreffen der studentischen Hilfskraft bekam ich durch diese eine Einweisung in das

CAD-Programm SolidWorks, welches in der Pilotfabrik zur Konstruktion von Werkstücken

gebraucht wird.

Durch gezielte theoretische Informationen zu dieser Software war ich in der Lage, zunächst

eine erste Übung mit Hilfe des Studenten zu lösen und daraufhin weitere zwei

Übungsaufgaben selbstständig durchzuführen.

Es handelte sich hierbei um das Konstruieren von Blechen mit entsprechenden Aussparungen

und Bohrungen.

Nach diesen Aufgaben erklärte mir Herr Grimme die manuelle NC-Programmierung, welche

arbeitsintensiver und fehleranfälliger ist als die automatische Erstellung eines Programms

mittels einer geeigneten Software und die manuelle Programmierung zudem eine hohe

Konzentration erfordert.

Diese ist in der heutigen Zeit nicht mehr üblich, da sie zu umständlich und zeitintensiv ist,

jedoch ist es empfehlenswert, auch diese Art der Programmierung zu verstehen, um die

einzelnen Arbeitsabläufe der Maschine während des Herstellungsprozesses nachvollziehen zu

können.

Hierbei musste ich viele verschiedene Aspekte, wie beispielsweise die Fräserradienkorrektur,

beachten, da es sonst zu Fehlern bei der Bearbeitung des Werkstückes kommen kann.

Nach der Lösung einer Übungsaufgabe zum Thema manuelles NC-Programmieren

gemeinsam mit Herrn Grimme, wurde mir zunächst das Programm CamWorks erläutert.

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Mit dieser Software ist es möglich, automatisch den NC-Code für ein zuvor in SolidWorks

konstruiertes Werkstück zu erstellen.

Das Programm erkennt eigenständig, mit welchen Maschinenwerkzeugen das Werkstück

bearbeitet werden soll. Hierbei wird auf eine Werkzeugdatenbank zurückgegriffen, in welcher

jedes in der Pilotfabrik vorhandene Maschinenwerkzeug samt Technologiedaten, wie

Vorschub, Durchmesser etc., gespeichert ist.

Daraufhin hatte ich die Aufgabe, ein weiteres Blech nach Vorlage einer entsprechenden

Zeichnung zunächst mit SolidWorks zu konstruieren und abschließend automatisch das NC-

Programm mithilfe von CamWorks zu generieren.

Da an diesem Tag nicht mehr genügend Zeit blieb, unterbrach ich meine Arbeit, um sie am

kommenden Tag fortzuführen.

Donnerstag, 03.07.08 8:30-16:00

Nach meiner Ankunft in der Pilotfabrik begann ich gleich damit, mein am Vortag bereits

teilweise konstruiertes Werkstück weiter mithilfe der entsprechenden Programme zu

bearbeiten.

Nachdem ich diese Tätigkeit abgeschlossen hatte, besuchte ich eine Vorlesung des Moduls

„Fertigungsautomatisierung im Maschinenbau“, in der es um Qualitätsmanagement ging.

Diese Vorlesung wurde von Herrn Prof. Dr. Horst Meier gehalten.

Im Anschluss kehrte ich in die Pilotfabrik zurück und durfte dem Studenten bei der

Vermessung von Werkzeugen behilflich sein.

Der Maschine müssen nämlich Werkzeugkorrekturdaten, wie Länge, Durchmesser etc.,

eingegeben werden, damit es beim Bearbeiten von Werkstücken nicht zu einer Kollision

kommt.

Anschließend durfte ich zwei wissenschaftlichen Mitarbeitern beim Radial-Axial-Ringwalzen

zuschauen.

Diese haben das Radial-Axial-Ringwalzen als Grundlage ihres Forschungsprojektes gewählt

und in der einen Arbeit geht es um „Prozessintegriertes Pulverbeschichten im Radial-Axial-

Ringwalzprozess“, in der anderen um „Grundlagen zur Steuerung des Radial-Axial-

Ringwalzens durch den Einsatz von Bildverarbeitungssystemen“.

Ich durfte nicht nur kleinere Hilfstätigkeiten übernehmen, sondern auch Fragen stellen,

welche mir alle beantwortet wurden.

9

Prinzip des Radial-Axial-Ringwalzens: Bei dem Prinzip des Radial-Axial-Ringwalzens handelt es sich um ein Umformverfahren. Der Verfahrensablauf besteht darin, dass ein konzentrisch gelochter Vorring zwischen Walzen durch Verminderung der Wanddicke im Durchmesser aufgeweitet wird. Zeitgleich wird die Ringhöhe mit einem in axialer Richtung walzendem Kegelwalzenpaar (Axialwalzen) reduziert. Der erhitzte Ring wird auf diese Weise in zwei Walzspalten gleichzeitig umgeformt. Auf Ringwalzwerken wird ein breites Werkstoffspektrum verarbeitet. Die Palette reicht von allen Stahlvarianten über Aluminium-, Titan bis hin zu Nickellegierungen. Die Anwendungsbereiche der so entstandenen Ringe sind ebenfalls sehr vielfältig. So werden gewalzte Ringe beispielsweise im Maschinen- und im Fahrzeugbau, im Transportwesen und in vielen weiteren Bereichen verwendet. Die Ringrohlinge kann der LPS nicht selbst herstellen, daher werden sie zugekauft.

Nachdem ich wieder in die Pilotfabrik zurückgekehrt war, war es meine Aufgabe, für die

Übung, welche ich an diesem und am vorigen Tag bereits mit SolidWorks und CamWorks

bearbeitet hatte, ein manuelles NC-Programm zu schreiben.

Ich begann rasch mit der mir aufgetragenen Arbeit und beschäftigte mich hiermit bis

Feierabend.

Herr Grimme überprüfte mein bis zu diesem Zeitpunkt erstelltes Programm und da es

fehlerfrei war, wurde der Rest der Aufgabe auf den nächsten Tag verschoben.

Bild 4: Prinzip des Radial-Axial-Ringwalzens

Bild 5: Der Ringwalzprozess

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Bild 8: Ring während des Walzprozesses

Bild 6: Das Radial-Axial-Ringwalzen Bild 7: Die Ringwalzanlage des LPS, Typ: RAW 20/16-1000/160 der Firma Wagner, Dortmund

Bild 9: Ein Ring wird radial-axial-gewalzt

Bild 10: Umformzone Axialkaliber Bild 11: Umformzone Radialkaliber

11

Bild 14: Die Fräsmaschine Chiron FZ12S

Freitag, 04.07.08 8:30-15:45

Mein heutiger Arbeitstag begann mit der Fertigstellung

meiner bereits am Vortag begonnen Aufgabe der

manuellen NC-Programmierung.

Nach Beendigung dieser Arbeit wurde mein Programm

mittels DNC an die Maschine, die Chiron FZ12S,

geschickt und hier überprüft.

Hierauf zeigte mir Herr Grimme, wie Werkzeuge an

einem Werkzeugeinstellgerät vermessen werden und

wie man den Maschinennullpunkt bestimmt.

Danach besuchten Herr Grimme und ich einen Promotionsvortrag am Lehrstuhl zu dem

Thema „Prozesssynchrone Simulierung der Temperaturverteilung beim Radial-Axial-

Ringwalzen“.

Dieser Vortrag dauerte eine halbe Stunde und anschließend ging ich mit Herrn Grimme

zurück in die Pilotfabrik, um einen Smiley-Schlüsselanhänger mit Hilfe von SolidWorks zu

konstruieren und danach das nötige NC-Programm mit CamWorks zu konfigurieren.

Nachdem ich diese Arbeit erledigt hatte, wurde mein Programm an die Maschine geschickt

und nachdem durch einen Simulationslauf klar war, dass das Programm fehlerfrei war,

wurden meine Schlüsselanhänger an der Chiron FZ12S gefräst.

Bild 12: Der Ofen Bild 13: fertig gewalzter Ring

12

Um Oberflächenunregelmäßigkeiten auszu-

gleichen wurden die Anhänger im Anschluss

noch sandgestrahlt.

Daraufhin war mein Arbeitstag beendet.

Montag, 07.07.08, 8:30-16:15

An diesem Morgen gab mir Herr Grimme zunächst eine Klausuraufgabe aus dem 6. Semester

zum Thema „manuelle NC-Programmierung“.

Hierbei musste ich wieder das entsprechende Programm für die Maschine zum Fräsen eines

bestimmten Bleches schreiben.

Nachdem ich diese Aufgabe gelöst hatte, ging es direkt an den Lehrstuhl, um einer

wissenschaftlichen Mitarbeiterin zu helfen, wobei ich eine Internetrecherche zum Thema

„myOpenFactory“6 durchführte.

Nachdem ich die nöti-

gen Informationen

ge-sammelt hatte,

ging es in den

Diplomvortrag eines

Studenten, welcher

sich mit

Formgedächtnis-

Legierungen

beschäftigt hatte.

Nach Ende dieses Vortrags begleitete die wissenschaftliche Mitarbeiterin zu der Präsentation

eines messtechnischen Praktikums, wobei die Studenten, welche eine Woche zuvor an dem

messtechnischen Praktikum teilgenommen hatten, hier nun den Aufbau und die Ergebnisse

dieses Praktikums in einer Power Point Präsentation erläutern sollten.

6 myOpenFactory ist ein neuer Standard für den überbetrieblichen Datenaustausch. Die webbasierte Integrationsplattform wurde speziell für die Auftrags- und Projektabwicklung mittelständischer Unternehmen entwickelt. Firmenübergreifende Projekte werden mit myOpenFactory ohne redundante Datenpflege, händische Eingabe und teure EDI-Schnittstellen abgewickelt. Statt vieler unterschiedlicher Schnittstellen wird nur noch eine benötigt: Vom eingesetzten ERP-System zu myOpenFactory

Bild 15: Smiley-Schlüsselanhänger im CAD-Modell und das Endprodukt

Formgedächtnis-Legierungen (Memorymetalle) können sich an eine frühere Formgebung trotz nachfolgender starker Verformung scheinbar „erinnern“. Die Formwandlung basiert auf der temperaturabhängigen Gitterumwandlung zweier verschiedener Kristallstrukturen (allotrope Umwandlung) eines Werkstoffes. Es gibt die Austenit genannte Hochtemperaturphase und den Martensit (Niedertemperaturphase). Beide können durch Temperaturänderung ineinander übergehen (Zweiwegeffekt). Die Strukturumwandlung ist unabhängig von der Geschwindigkeit der Temperaturänderung. Zur Einleitung der Phasenumwandlung sind die Parameter Temperatur und mechanische Spannung gleichwertig; d. h. die Umwandlung kann nicht nur thermisch, sondern auch spannungsinduziert herbeigeführt werden. Formgedächtnis-Legierungen brauchen in jedem Kristallsystem eine Reihe gleichberechtigter Schersysteme, die sich aus der Raumsymmetrie der Elementarzelle ergeben. Sind alle Scherungen bei einer Umwandlung gleich verteilt, ist keine äußere Formänderung zu erkennen. Werden aber beispielsweise durch äußere Kräfte nur einige Schersysteme bevorzugt, werden Formänderungen beobachtet. Genutzter Werkstoff sind vor allem Nickel-Titan-Legierungen. Anwendung finden solche Formgedächtnis-Legierungen durch die hohe Stellkraft in Hydraulikpumpen, als medizinische Implantate, in der Weltraumtechnik, durch die Nutzung der hohen Rückstellkräfte als Einsatz in Wärmekraftmaschinen, als Stellglieder (wie Federn) und in der Flugzeugtechnik.

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Als die Präsentation abgeschlossen und besprochen worden war, durfte ich erneut im Internet

recherchieren.

Hierbei ging es darum, Informationen zum Thema „Manufuture“7 zu sammeln.

Nach Beendigung meiner Arbeit nahm ich an einem Promotionsvortrag zum Thema

„Multisensor-Strategie zur Optimierung des Radial-Axial-Ringwalzprozesses“ teil, welcher

wie der Promotionsvortrag am Freitag zuvor gerade aus dem Grund interessant für mich war,

da ich einige Tage zuvor bereits Informationen zum Radial-Axial-Ringwalzen erhalten hatte

und aus diesem Grund auch viel von dem Promotionsvortrag verstehen konnte.

Nach Ende des Vortrags war mein Arbeitstag zu Ende.

Dienstag, 08.07.08, 8:30-16:30

Der heutige Arbeitstag begann für mich mit einer Vorlesung des Moduls

„Fertigungsautomatisierung“, welche von Prof. Dr. Horst Meier gehalten wurde und sich mit

dem Thema „Internetbasierte Automatisierungstechnik“ beschäftigte.

Darauf war es meine Aufgabe, eine Internetrecherche durchzuführen, bei welcher ich nach

Marktstudien und Umfragen suchen sollte, welche herausstellen, was sich Kunden von PPS-

Systemen erwarten und worauf sie besonderen Wert legen.

Nachdem dies erledigt war, fasste ich meine Ergebnisse des heutigen und des vorigen Tages

in einer Word-Datei zusammen, sodass sie von den wissenschaftlichen Mitarbeitern in einer

Präsentation untergebracht werden konnten.

7 Manufuture ist eine Initiative des VDMA zusammen mit dem BMBF, dem BMWA, sowie zahlreichen Industrieunternehmen. Ziel ist die Formulierung und Priorisierung der Forschungsinteressen deutscher Produktionsunternehmen in Roadmap-Prozessen, die Einbringung der identifizierten Interessen der Unternehmen im 7. Forschungs-rahmenprogramm der EU, die Sicherstellung der praxisnahen und branchenorientierten Forschungsförderung und die Bildung von Netzwerken zwischen Wirtschaft, Wissenschaft, Verbänden und Politik für effiziente Forschungsallianzen deutscher Unternehmen. Der Nutzen für die Unternehmen besteht darin, dass durch die aktive Mitarbeit Unternehmen gezielt Forschungsschwerpunkte für die Bedürfnisse ihrer Branche identifizieren können, sie durch den Austausch mit anderen Technologieführern ihrer Branche und der engen Verbindung zu Wissenschaft, Verbänden und Politik ihr Netzwerk für zukünftige Forschungsallianzen gezielt auf- und ausbauen können, die Unternehmen durch die Position als Akteur in MANUFUTURE exzellente Voraussetzungen auf zukünftige Fördermittel im Bereich ihrer F&E-Schwerpunkte haben und insgesamt schaffen sich beteiligte Unternehmen eine optimale Ausgangsposition, um zukünftig ihre Marktführerschaft gezielt auf- bzw. ausbauen zu können

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Hiernach ging es zum alljährlichen Hiwi-Fest des Lehrstuhls, welcher aus einem Fußballspiel

wissenschaftliche Mitarbeiter gegen studentische Hilfskräfte und anschließendem gemein-

samen Grillen besteht.

Mittwoch, 09.07.08 8:30-15:45

Heute durfte ich an zwei messtechnischen Praktika teilnehmen.

Bei dem ersten ging es um die Prüfung der Positionsgenauigkeit als Beurteilungskriterium für

die Arbeitsgenauigkeit einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine.

Dieses Praktikum fand in der Pilotfabrik statt und ich hatte die Möglichkeit zu erfahren, wie

solch ein messtechnisches Praktikum abläuft und welche Anforderungen hierbei an die

Studenten gestellt werden.

Hiernach besuchte ich einen wissenschaftlichen Mitarbeiter, welcher Wirtschaftsingenieur-

wesen an der TU Chemnitz studiert hatte und mir von Inhalt und Aufbau des Studiums

berichtete. Die hierbei erhaltenen Informationen haben meinen Wunsch, ein Studium des

Wirtschaftsingenieurwesens aufzunehmen, gefestigt.

Nachmittags nahm ich an einem weiteren messtechnischen Praktikum teil, welches von

„Statistischer Prozesskontrolle“ handelte.

Hierbei wurden einerseits 25 Teile

mit Hilfe der Messsoftware Zeiss

Calypso vermessen, andererseits

mussten die Studenten manuell

10 Teile mittels einer

digitalen Bügelmessschraube

vermessen, woran ich auch teilnehmen durfte.

Nach Ende des Praktikums ging ich zurück in die

Pilotfabrik und zum Abschluss des Tages durfte ich noch

frei mit SolidWorks eigene Schlüsselanhänger, beispielsweise

mit meinen Initialien, konstruieren.

Bild 16: Eine digitale Bügelmessschraube

Bild 17: Messgerät von Zeiss

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Donnerstag, 10.07.08 8:30-16:30

Mein Arbeitstag begann heute damit, dass ich zunächst wieder mit SolidWorks eigene

Werkstücke konstruieren durfte.

Danach unterstützte ich die studentische Hilfskraft bei der Simulation eines eigens erstellten

Programms an der Chiron FZ12S und darauf wurde ein Werkstück eingespannt, welches dann

gefräst wurde.

Im Anschluss ging es in eine Vorlesung von Prof. Dr. Meier, in welcher der Stoff der letzten

Vorlesung des Moduls „Fertigungstechnologien des Maschinenbaus“ fortgeführt wurde.

Als ich nach der Vorlesung wieder in der Pilotfabrik eintraf, unterstützte ich zunächst wieder

den Studenten bei seiner Arbeit, wobei er mir stets meine Fragen fachkundig beantwortete

und darauf durfte ich noch einmal zum Radial-Axial-Ringwalzen

Anschließend ging es zu einer Studienberatung der Fakultät für Maschinenbau, in welcher

Herr Dr.-Ing. Grote allgemeine Informationen zum Studiengang Maschinenbau, wie

beispielsweise Inhalt, Aufbau des Studiums etc., sowie die Besonderheiten des

Maschinenbaus an der Uni Bochum erläuterte.

Freitag, 11.07.08 8:30-15:20

An diesem

Tag durfte ich

an einer Exkur-

sion teilneh-

men, welche

Herr Prof. Dr.

Meier für

die Studenten

des Moduls

Fertigungs-

automatisierung

organisiert hatte.

Hierbei ging es

zur

Bild 18: Übersicht über die Maschinenhalle der TU Dortmund mit einigen Beispielbildern

16

Temonics: Im interdisziplinären Verbundprojekt TEMONICS werden Systeme zur telemedizinischen Überwachung und Versorgung von Patienten mit kardio-respiratorischer Krankheiten entwickelt. Mit dem innovativen Ansatz ist es z.B. möglich, Asthma-Patienten rund um die Uhr zu betreuen, indem die Lungen- und Atmungsgeräusche bzw. die Aktivität dieser Organe erfasst werden. Um eine maximale Bewegungsfreiheit bieten zu können, ist das System mobil und vom Patienten kaum wahrnehmbar ausgelegt. Die zur Messung der Vitalparameter benötigte Sensorik wird hierfür in Kleidungsstücke integriert (so genannte Smart Textiles. Die Smart Textiles werden mit einem Label (z.B. RFID) codiert und von dem nachgeschalteten Gerät erkannt. Diese Labels können langfristig auch zur automatischen Erkennung (Sortierung, Zuordnung und Logistik) während des Reinigungsvorganges und zur Wahl der richtigen Behandlung genutzt werden. Durch die redundante Anordnung von Sensoren in der Kleidung können durch entsprechende Auswahlverfahren die optimalen Adaptionspunkte bestimmt und bei Bedarf zwischen den Sensoren umgeschaltet werden. Die Kleidungsstücke sind mit Hilfe der Sensoren fähig, die Vitalparameter Herzschlag (EKG), Atmung,

Temperatur sowie Schall und die Feuchtigkeit zu messen sowie Aktivität und Bewegungen zu erkennen. Die Sensorkleidung wird durch eine einfache Ankopplung (z.B. Steckverbindung, induktive Kopplung) seitens der Energieversorgung und Datenübertragung an eine Empfangsbox (PAMINA) angeschlossen, welche die Signale aufbereitet und überträgt. Mit Hilfe von PAMINA wird auch ein Check der textilintegrierten Sensoren durchgeführt, um z.B. nach dem Reinigungsvorgang durch einen Funktionstest und Systemcheck Störungen oder Verschleiß zu erkennen und entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Das ganze System wird energieautark und kabellos ausgelegt, d.h. es kommuniziert mit der Umwelt durch telemetrische Übertragung, um eine maximale Bewegungsfreiheit zu gewährleisten. Die Verarbeitung der durch die textilintegrierte Sensorik erfassten Signale führt zu einer intelligenten Erkennung des Gesundheitszustands. Diese Informationen werden auch für die Ansteuerung weiterer externer Geräte verwendet. Erkennt das System einen kritischen Zustand, so können diese externen Geräte ausgelöst werden (z.B. Beleuchtung und Alarmwecker während des Schlafs). Das Empfangsgerät kommuniziert mit Mobilgeräten, die neben der Sprachkommunikation über weitere Funktionsarten verfügen. Denkbar sind Smartphones, PDA's oder Tablet-PC's. Auf dem Mobilgerät kann der Patient den Therapieverlauf einsehen und mit dem Arzt Kontakt aufnehmen. Zudem werden die aufgezeichneten Vitalparameter bei Bedarf automatisch an den Arzt über Funk (GPRS/UMTS) versendet. Zeichnen sich kritische Trends in den Werten ab, so wird der Arzt automatisch alarmiert und entsprechende Maßnahmen veranlasst. Ein weiterer Schwerpunkt besteht in der Realisierung eines offenen telematischen Netzwerks, mit dem die patientenindividuellen Systeme Vitalsignale und -daten austauschen bzw. diese für medizinische Dienstleister im Rahmen der integrierten Versorgung zur Verfügung stellen. Hierzu gehören auch interaktive e-Learning Module für den Anwender. Die Anwendungs- und Zielbereiche für den Einsatz der Systeme sind in der Therapiebegleitung, Altenpflege, Behindertenversorgung und Unterstützung unbeholfener Personen zu sehen. Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist die einfache und zuverlässige Bedienung wie beispielsweise über textilintegrierte Tasten oder Sprachein- und -ausgabe an der PAMINA-Box. Damit wird es möglich, auch Rückfragen an den Patienten zu stellen, ihn bezüglich kritischer Situationen (z.B. niedriger Ladezustand der Akkus) zu warnen. Insgesamt soll der Einsatz der Smart Textiles und die ständige Verbindung zum Arzt dazu dienen, kardio-respiratorisch erkrankten Menschen eine höhere Lebensqualität zu ermöglichen. Die allzeitig vorhandene, unauffällige mobile Betreuung sorgt für ein höheres Sicherheitsgefühl und nutzt insbesonders hilfsbedürftigen Menschen. Mit dem System ist der Anwender in der Lage, ein selbständiges und mobiles Leben zu führen. Die Textilintegration der Sensorik und Aktorik und Miniaturisierung der Telemetrie ermöglichen eine Nutzung im Alltag ohne Einschränkung der Bewegungsfreiheit. Die Akzeptanz des Systems wird durch die einfache Handhabung für den Benutzer sowie einen - verglichen mit einzeln zu befestigenden Sensoren und Auswertegeräten - erheblich geringerem Aufwand deutlich verbessert und damit einer großen Anwendergruppe zugänglich gemacht.

Bild 19: Übersicht Projekt „Temonics“

Technischen Uni-

versität Dortmund,

wo wir uns die

Labore für Mess-

technik und die

Maschinenhalle des

Instituts für spa-

nende Fertigung

anschauten.

Wir wurden von

zwei Mitarbeitern

der Uni herum-

geführt, welche er-

klärten und Fragen

beantworteten.

Nach unserer Rück-

fahrt nach Bochum

konstruierte ich er-

neut mit CAD ei-

gene Schlüsselan-

hänger und an-

schließend hatte ich

ein Gespräch mit

zwei wissenschaftlichen

Mitarbeiterinnen des

Lehrstuhls für Produk-

tionssysteme, welche

mir von ihren Erfah-

rungen im Studium

berichteten.

Diese Gespräche waren

sehr aufschlussreich für

mich, da es interessant

war, Informationen

17

darüber zu erhalten, wie es ist, als Frau ein Maschinenbaustudium aufzunehmen.

Zudem erzählte mir eine der Frauen von ihrem Forschungspojekt „Temonics“.

Die zwei Frauen konnten mir nur Positives berichten und dies sehe ich als wesentliche Ent-

scheidungshilfe für meine Wahl des Studienfaches.

Im Anschluss ging es zurück in die Pilotfabrik, wo ich den Mitarbeitern half, alles Nötige für

das Wochenende vorzubereiten.

Montag, 14.07.08 8:30-16:15

An diesem Montag hatte ich die Möglichkeit, einen Tag im Elektrolabor des Lehrstuhls für

Produktionssysteme zu verbringen.

Hierbei entwickelte ich eine eigene Schaltung.

Ziel war es, dass die einzelnen LED-Lichter der Reihe nach einzeln aufleuchten und so eine

Art „Lauflicht“ bilden.

Zunächst musste hierfür ein Schaltplan mit Hilfe des CAD-Programms Eagle erstellt werden.

Nachdem dies geschehen war, wurde dieser Schaltplan auf ein Transparent gedruckt und die

benötigte Platine zurechtgeschnitten.

Als dies geschehen war, musste eine Schutzfolie von der Platine entfernt werden und der

Schaltplan auf dem Transparent wurde auf die Kupferfläche gelegt und in ein

Belichtungsgerät eingespannt.

Nachdem die Platine belichtet worden war, wurde sie in einer Lauge entwickelt.

Darauf sah man auf der Kupferseite bereits die späteren Leiterbahnen.

In einem Bad aus Natriumpersulfat wurde diese Platine geätzt, damit später nur die

Leiterbahnen aus Kupfer übrig bleiben.

Dies dauerte circa 10 Minuten und daraufhin wurde die Platine noch einmal

zurechtgeschnitten.

Danach war es meine Aufgabe, die nötigen Löcher auf der Platine mit einem Bohrer von

0,8mm Durchmesser zu bohren.

Dies funktionierte sehr gut, wobei es eine hohe Konzentration erforderte.

Anschließend mussten die einzelnen Bauteile auf der Platine befestigt werden.

Hierzu zählten diverse Widerstände, LEDs, Kondensatoren, Brücken und IC’s.

Hierbei musste ich die jeweiligen Bauteile auf die Platine löten.

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Nachdem ich diese Arbeit abgeschlossen hatte, wurde mithilfe eines Oszilloskops überprüft,

ob meine Schaltung funktioniert.

Nachdem an meine Schaltung noch eine 9V-Batterie angeschlossen wurde, hatte ich meine

eigene funktionsfähige Schaltung, welche ich auch mit nach Hause nehmen durfte.

Dienstag, 15.07.08 8:30-14:30

Mein letzter Praktikumstag begann mit dem Besuch einer Vorlesung des Gastdozenten, einem

Ehemaligen der Ruhr-Uni-Bochum, Dr.-Ing. Faller, welcher sich in dieser Veranstaltung mit

dem Thema „Internetbasierte Automatisierungstechnik“ beschäftigte und speziell auf das

Ethernet am Beispiel der Firma Schneider Electric, für welche er arbeitet, einging.

Nachdem er seinen Vortrag beendet hatte, verbrachte ich den Tag bei Peter Podworny,

welcher am Lehrstuhl der Verantwortliche für Netzwerkdienstleistungen ist.

Er erklärte mir hier, wie ein Netzwerk prinzipiell aufgebaut ist, des Weiteren die Funktion

eines Servers und er ging auf die Funktionsweise des Netzwerkes am LPS ein.

Als dieser spannende Tag sich dem Ende neigte, führte ich noch ein sehr positives

Abschlussgespräch mit Herrn Grimme und zuletzt verabschiedete ich mich noch von allen

Mitarbeitern.

Damit war mein Praktikum beendet.

Bild 20: Schaltung in Eagle

Bild 21: Ätzen der Platine

Bild 22: Das Endprodukt, die funktionsfähige Schaltung

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4. Persönliche Beurteilung meiner Praktikumszeit

4.1 Fazit

Meine Zeit am LPS ermöglichte es mir, einen Einblick in das Berufsleben eines

Maschinenbauers zu erhalten.

Alle meine Erwartungen haben sich erfüllt und wurden noch übertroffen, da das Engagement

und die Freundlichkeit, mit der mich alle Mitarbeiter empfingen, es mir ermöglicht haben, in

vielen Bereichen Informationen zu sammeln und Kenntnisse zu erlangen.

Ich wurde nicht nur in der Pilotfabrik eingesetzt, in der ich viel über die Konstruktion mit

Hilfe von CAD-Programmen, über manuelle und automatische NC-Programmierung,

Fertigung von patientenindividuellen Schädelimplantaten und die Herstellung von

Werkstücken jeglicher Art erfahren habe, sondern durfte auch Informationen über das Radial-

Axial-Ringwalzen sammeln und zudem viel Zeit am Lehrstuhl verbringen.

Mir wurde ein Einblick in die Arbeit, die Forschungsprojekte von wissenschaftlichen

Mitarbeitern gegeben und ich habe das Studentenleben kennengelernt.

Ich durfte Vorlesungen, Diplom- und Promotionsvorträge, sowie das Elektrolabor besuchen

und wurde überall akzeptiert.

Meiner Meinung nach habe ich mich in diesem Praktikum nicht nur fachlich weitergebildet,

sondern ich habe auch gelernt, wie man selbstständig arbeitet und wie schön es ist, am Ende

des Tages ein Produkt seiner eigenen Arbeit zu sehen.

Ich denke, dass mich dieses Praktikum hat ein Stück weit reifen lassen und somit auch eine

wichtige Basis für meinen weiteren beruflichen Werdegang bietet.

4.2 Ausblick

Dadurch, dass es mir ermöglicht wurde, die Abläufe an einer Uni zu verstehen, ich die Fusion

von Theorie und Praxis an der Universität miterleben konnte und ich eine große Neugierde an

technischen Abläufen entwickelt habe, weiß ich nun mit Sicherheit, dass ich ein technisches

Studium nach meinem Abitur aufnehmen möchte.

An dem Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen reizt mich besonders die Verbindung von

Wirtschaft und Technik. In meinem Praktikum in der Pilotfabrik habe ich erfahren, dass nicht

nur technische Kenntnisse gefordert sind, sondern auch immer betriebswirtschaftliches

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Wissen, vor allem in Bezug auf Herstellungskosten, Reduzierung der Materialkosten und

weiterer ähnlicher Aufgaben, gefordert wird.

Ich selbst finde es äußerst interessant, an der Schnittstelle dieser beiden Disziplinen,

Maschinenbau und Wirtschaftswissenschaften, zu arbeiten und bin daher der Meinung, dass

ein Studium des Wirtschaftsingenieurwesens eine ideale Kombination darstellt.

Ich bin mir sicher, dass dieses Praktikum eine sinnvolle Investition war und einen

bedeutenden Beitrag für mein weiteres Leben darstellt.

Für mich persönlich war dieses Praktikum nicht nur sehr aufschlussreich und hilfreich,

sondern auch interessant und spannend und somit kann ich mit Bestimmtheit sagen, dass ich

diese Zeit, mein Praktikum am Lehrstuhl für Produktionssysteme der Ruhr-Universität

Bochum, als äußerst relevant für meine Zukunft werte.

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5. Erläuterung der Fachbegriffe

• Computerized Numerical Control (CNC), übersetzt „computerisierte numerische

Steuerung“, ist eine elektronische Methode zur Steuerung und Regelung von

Werkzeugmaschinen (CNC-Maschinen), bzw. die dafür eingesetzten Geräte (Controller,

Computer)

• Als Numerische Steuerung "NC" (engl.: Numerical Control) bezeichnet man ein

elektronisches Gerät zur Steuerung insbesondere von Werkzeugmaschinen, das in der Lage

ist, einen Datensatz von Steuerungsbefehlen von einem Datenträger zu lesen, in Arbeits-

bzw. Bewegungsabläufe umzusetzen und nacheinander abzuarbeiten

• Distributed Numerical Control (DNC) bezeichnet in der Fertigungstechnik die Einbettung

von computergesteuerten Werkzeugmaschinen (CNC-Maschinen) in ein Computernetzwerk.

Die Bearbeitungsprogramme werden bei Bedarf mit Hilfe des DNC-Systems von einem der

angeschlossenen Computer in die Steuerung der Maschine geladen

• Der Begriff Computer Aided Design (CAD), übersetzt „Rechnerunterstützte

Konstruktion“ bezeichnet eine Art „elektronisches Zeichenbrett“.

Mit CAD-Programmen erstellt man nicht nur technische Zeichnungen, denn mit den

aufwändigeren Programmen werden zunächst einmal dreidimensionale Volumenmodelle

erstellt. Daraus können zwei- oder dreidimensionale Zeichnungen und sogar bewegte

Visualisierungen der Objekte abgeleitet werden

• Ein PPS-System (Produktionsplanungs- und Steuerungssystem) ist ein Computerprogramm

oder ein System aus Computerprogrammen, das den Anwender bei der Produktionsplanung

und -steuerung unterstützt und die damit verbundene Datenverwaltung übernimmt. Ziel der

PPS-Systeme ist die Realisierung kurzer Durchlaufzeiten, die Termineinhaltung, optimale

Bestandshöhen, sowie die wirtschaftliche Nutzung der Betriebsmittel

• ERP-Systeme bestehen aus komplexer Anwendungssoftware zur Unterstützung der

Ressourcenplanung eines ganzen Unternehmens. ERP-Systeme sollten weitgehend alle

Geschäftsprozesse abbilden. Eine durchgehende Integration und eine Abkehr von

Insellösungen führen zu einem rezentralisierten System, in dem Ressourcen

unternehmensweit verwaltet werden können. Typische Funktionsbereiche einer ERP-

Software sind Materialwirtschaft (Beschaffung, Lagerhaltung, Disposition, Bewertung),

Produktion, Finanz- und Rechnungswesen, Controlling, Personalwirtschaft, Forschung und

Entwicklung, Verkauf und Marketing, Stammdatenverwaltung etc.

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6. Quellen-/ Literaturverzeichnis

Hier werden alle in dem Praktikumsbericht verarbeiteten und zitierten Sekundärmaterialien

aufgeführt.

• http://www.lps.rub.de/profil/, Stand: 16.07.08

• http://www.lps.rub.de/ausstattung/pilotfabrik/, Stand: 16.07.08

• http://www.lps.rub.de/imperia/md/content/lps/01_angebot/schueler/praktikumsbericht.pdf,

Stand: 20.07.08

• http://www.imu.wsm-net.de/periodica/00000751.pdf, Stand: 21.07.08

• http://deposit.ddb.de/cgi-

bin/dokserv?idn=969686099&dok_var=d1&dok_ext=pdf&filename=969686099.pdf, Stand:

21.07.08

• http://www.lps.rub.de/ausstattung/labor/radial-axial-ringwalzen/, Stand: 22.07.08

• http://www.myopenfactory.org/, Stand: 23.07.08

• http://www.manufuture.de/ueberd.php, Stand: 23.07.08

• http://de.wikipedia.org/wiki/Computerized_Numerical_Control, Stand: 28.07.08

• http://de.wikipedia.org/wiki/Numerische_Steuerung, Stand: 28.07.08

• http://de.wikipedia.org/wiki/Distributed_Numerical_Control, Stand: 28.07.08

• http://de.wikipedia.org/wiki/Computer_Aided_Design, Stand: 28.07.08

• http://de.wikipedia.org/wiki/PPS-System, Stand: 28.07.08

• http://de.wikipedia.org/wiki/ERP-System, Stand: 28.07.08

• http://www-isf.maschinenbau.uni-dortmund.de/dienstl/lageplan/halle.html, Stand: 30.07.08

• http://www.industrie-

messmittel.de/messtechnik/messschrauben/digitale_buegelmessschrauben.asp,

Stand: 30.07.08

• http://de.wikipedia.org/wiki/Formgedaetchtnis-Legierung, Stand: 04.08.08

• http://www.temonics.de/, Stand: 05.08.08

• Conrad, Klaus-Jörg u.a., Taschenbuch der Werkzeugmaschinen, Karl-Hanser Verlag,

München 2002

• Scheipers, Paul, Handbuch der Metallverarbeitung, Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2004

23

24

8.1 Schaltplan

25

8.2 Bohrbild

26

8.3 Bestückungsplan

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9. Unterschrift des Praktikumsbetreuers Mit dieser Unterschrift wird bestätigt, dass mein Praktikumsbericht korrekt ist und mit dem Inhalt meines Praktikums übereinstimmt.