Für die Charakterisierung der optischen Qualität einer Lackierung ist die Oberflächenstruktur ein entscheidendes Merkmal. Mit dieser Arbeit wird ein geschlossenes 3D-Modell bereitgestellt, welches die Hauptmechanismen der Strukturbildung beinhaltet. Dies ermöglicht, modellbasierte Optimierungen beim Spritzlackierprozess hinsichtlich der Oberflächenstrukturbildung durchzuführen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Fertigungstechnische Prozessketten sind meist mehrstufig und umfassen Bereiche wie Ur- und Umformen, Beschichten und Montage. Die Integration von Produktionsstufen ist ein Ansatz, um die gegenwärtigen Anforderungen einer wettbewerbsfähigen Produktion zu erfüllen. Die Integration nicht-konventioneller Verfahren (z.B. Pulverbeschichtung), die im Wesentlichen aufgrund inkompatibler Prozesszeiten sowie der Anforderungen an die Produktionsumgebung getrennt sind, in Produktionslinien wird lediglich vereinzelt umgesetzt.Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war es, eine Methode zur Unterstützung der Integration nicht-konventioneller Verfahren in flexible Fertigungs- und Montagelinien bereitzustellen. Es wurden Modelle zur ganzheitlichen Abbildung der Schnittstellenkriterien erarbeitet. Anschließend wurden die Modelle zu einer vierstufigen Methode integriert, die über zu erfassende, relevante Planungsparameter informiert, die Auf- und Weiterverarbeitung unterstützt sowie Zusammenhänge zur ganzheitlichen Bewertung aufzeigt.Die Methode wurde in der Möbelindustrie validiert. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Methode durchgängig unterstützt und Einsparpotenziale realisiert werden können.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das große technische Potential der Meeresenergie wird aufgrund hoher Energieerzeugungskosten nur in sehr geringem Umfang genutzt. Der Verzicht auf eine Kapselung der Wälzlager in Meeresenergieanlagen könnte durch Reduzierung der Reibungsverluste einen deutlich effizienteren und wirtschaftlicheren Betrieb dieser Anlagen ermöglichen. Ohne eine Kapselung sind die Wälzlager allerdings direkt dem korrosiven Meerwasser ausgesetzt. In Kombination mit der gleichzeitig auftretenden starken tribologischen Belastung resultiert ein tribokorrosives Beanspruchungskollektiv. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines galvanisch abscheidbaren Schichtsystems und des dazugehörigen Beschichtungsverfahrens im Labormaßstab, mit dem der Wälzlagerstahl 100Cr6 vor der tribokorrosiven Belastung in Meerwasser geschützt werden kann.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das primäre Ziel dieser Arbeit ist es, den Schmiereffekt eines neuartigen Kühlschmierverfahrens auf Basis von Graphit für die Bohrbearbeitung von Stahl und kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) zu untersuchen. Sekundäres Ziel ist die Bereitstellung einer Methode zur systematischen Bestimmung des sich im Bohrprozess einstellenden Reibungskoeffizienten mit Schmierstoffeinsatz. Anhand von Sprühtests werden das Prozessfenster der aufgebauten Trockenschmieranlage ermittelt sowie signifikante Faktoren auf die ausströmenden Schmierstoffmengen identifiziert. Zum Nachweis des Schmiereffekts werden der Bohrerverschleiß und die Zerspankraftkomponenten während realer Bohrversuche betrachtet. Die in dieser Arbeit vorgestellte Methode basiert auf der Kombination tribologischer Modellversuche, FEM-Bohrsimulationen und experimentellen Bohrversuchen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Dissertationsschrift stellt eine neuartige Messmethode zur Bestimmung des Gefäßverengungsgrades nach der Implantation von Gefäßstützen (Stents) vor. Das Messverfahren beruht auf der Erfassung und Auswertung des Pulswellenlaufzeitsignals. Bei jedem Herzschlag breiten sich über die Blutgefäße Pulswellen unterschiedlicher Geschwindigkeiten aus. Bei einer lokalen Gefäßverengung oder einem Anstieg der Gefäßsteifigkeit verändert sich die Pulswellenlaufzeit. Mit Hilfe einer implantierbaren, elektrisch passiven Sensorik und einem patentierten Messverfahren zur Bestimmung einer lokalen Pulswelle wird es möglich, die Änderung der Pulswellenlaufzeit in kurzen Zeitabständen zu detektieren und daraus den Gefäßverengungsgrad genau zu bestimmen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Charakteristisch für die Entwicklung von Robotersystemen ist ein sehr hoher Integrationsanteil bestehender Technologien. Insbesondere für komplexe Serviceroboter, die eine immer breitere Anwendung außerhalb der Produktion finden, werden Methoden zur Vereinfachung der Systemintegration benötigt. Serviceroboter kommen in der Regel in dynamischen Umgebungen zum Einsatz und sind daher im Vergleich zu Industrierobotern mit höheren Unsicherheiten konfrontiert. Diese informatorischen Defizite müssen mit geeigneten Sensoren und entsprechender Auswertesoftware kompensiert werden. Die steigenden Anforderungen an die Autonomie und Mensch-Roboter Interaktion dieser Systeme erhöhen die Anzahl der benötigten Softwarekomponenten weiter. Aufgrund der Diversität der erforderlichen Technologien werden Serviceroboter häufig in multi-disziplinären Teams an verteilten Standorten entwickelt. Um eine effiziente Entwicklung und eine Trennung der Entwicklerrollen zu ermöglichen, sind Technologien zur Abstraktion der Systemkomplexität erforderlich. In dieser Arbeit werden Methoden und Werkzeuge zur Unterstützung des verteilten Entwicklungs- und Integrationsprozesses komplexer Serviceroboter vorgestellt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Der Einsatz mobiler Robotik zur flexiblen Mensch-Roboter-Interaktion in der bandsynchronen Montage bietet Antworten auf die Herausforderungen in der Automobilproduktion von morgen. Die Realisierung stellt aber gleichzeitig besondere Anforderungen an die mobile Robotik, die auf Basis von untersuchten Anwendungsfällen abgeleitet werden. Neben der technischen Realisierung dieser Herausforderungen steht vor allem die Gesamtverlässlichkeit der Produktion im Vordergrund. Mit diesem Fokus wird für die bandsynchrone Montage in der Automobilindustrie ein katalogbasiertes Reaktionsverfahren entwickelt, das mithilfe der kognitiven Fähigkeiten des Menschen, aus einer integrierten Risikobeurteilung für Sicherheit und Zuverlässigkeit, vorbeugende Reaktionen für den mobilen Roboter ableitet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Bedingt durch ihre mechanische Struktur erreichen Industrieroboter in Zerspanprozessen noch nicht die in vielen Anwendungsgebieten geforderte Genauigkeit. Deshalb stellt diese Arbeit drei neue Methoden zur Genauigkeitssteigerung von Industrierobotern in Zerspanprozessen vor. Durch Modellierung und Regelungstechnik kann die Genauigkeit auf den Bereich plusminus 0,1mm verbessert werden. Anhand eines repräsentativen Anwendungsszenarios wird die Leistungsfähigkeit der Methoden nachgewiesen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der Fertigung von Solarzellen trägt die Automatisierung wesentlich zur Sicherung von Qualität und Ausbeute und somit auch zur Kostenreduktion bei. Die sich erhöhenden Materialtransportintensitäten zwischen den einzelnen Prozessschritten stellen dabei eine nicht zu vernachlässigende Herausforderung dar: Die zunehmend dünneren und fragilen Substrate bei verkürzten Zykluszeiten bringen insbesondere die Handhabung an deren physikalische Grenzen.Vor diesem Hintergrund gewinnt eine Bewertung der Leistungsfähigkeit von Handhabungskomponenten verstärkt an Bedeutung. Die vorliegende Arbeit beschreibt ein neues, angepassten Verfahren für die Leistungsbewertung von Greifern für Silizium-Wafer. Im Vordergrund steht die Entwicklung eines objektiven und herstellerunabhängigen Bewertungsverfahrens für Greifer, die besonders in der Zell- und Modulfertigung eingesetzt werden. Das daraus resultierende Ergebnis soll eine optimale Entscheidungshilfe für den Anwender darstellen aber auch eine adäquate, neutrale Klassifizierung der getesteten Greifer ermöglichen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Änderungen an einem konkreten Kundenauftrag sind bei vielen Unternehmen an der Tagesordnung, häufig fehlt es jedoch an Transparenz über die Auswirkungen und Strategien zu deren Beherrschung. In dieser Arbeit wird ein Vorgehensmodell entwickelt, das hierbei durch die Implementierung eines Kundenänderungsmanagements unterstützt.Kern des Vorgehensmodells sind die Analyse und ein Meilensteinkonzept sowie Maßnahmen für das Kundenänderungsmanagement. Aufbauend auf der spezifischen Änderungsanalyse wird durch ein Meilensteinkonzept eine hohe Flexibilität vor allem in der Lokalisierung und Bearbeitung von Kundenänderungen erreicht. Darauf aufbauend sind klassenspezifische Maßnahmen die Grundlage für ein aufwandsarmes und flexibles Management von Kundenänderungen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der heutigen Gesellschaft hat das Aussehen einen immer größeren Stellenwert. Entsprechend kritisch werden deshalb unpassende Farbausprägungen beim Zahnersatz gesehen. In der Praxis wird die Zahnfarbe hierfür meist visuell mithilfe von Farbringen bestimmt, was jedoch fehleranfällig ist.Diese Arbeit befasst sich deshalb mit der Entwicklung eines Verfahrens zur automatischen Bestimmung der Zahnfarbe sowie die Integration in den Sensor VITA Easyshade. Kernelement ist die Entwicklung eines mehrstufigen Prognosemodells für die Zahnfarbe auf Basis von künstlichen Neuronalen Netzen.Zur Evaluierung der ausgewählten Lösungsansätze konnte im Rahmen der Arbeit auf fast 4000 spektrale Messungen an Zähnen von Probanden zurückgegriffen werden. Die Validierung des Verfahrens zeigte, dass anhand definierter Kriterien die Prognosegüte im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren um knapp 40% gesteigert werden konnte.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das entwickelte Referenzmodell bildet die Serviceprozesse sowie die prozess- und kundenorientierte Serviceablauforganisation für den Betrieb bemannter Raumfahrtsysteme ab. Es ist durch einen modularen hierarchischen Aufbau sowie eine Dekomposition in die Funktionssicht und die Prozesssicht auf der Fachebene gekennzeichnet. Das Referenzmodell ist dazu geeignet, Unternehmen der Raumfahrtbranche bei der Gestaltung und Verbesserung der Serviceprozesse sowie der Gestaltung einer serviceorientierten Prozessorganisation für den Betrieb bemannter Raumfahrtsysteme zu unterstützen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Aufgrund steigender Energiepreise werden bereits heute die Produktherstellungskosten maßgeblich vom Energieeinsatz in der Fertigung mit bestimmt. Ziel des Forschungsprojekts MINIMISE ist die Entwicklung einer Methodik zur Quantifizierung des tatsächlichen Energieverbrauchs in bestehenden Fertigungsanlagen zur Ermittlung technologisch notwendigen Energiebedarfs und zur Ableitung gezielter Maßnahmen zur Minimierung des Energieeinsatzes in der Fertigung.Anhand von elektrischen Leistungsmessungen in der laufenden Produktion werden Verlustleistungen und somit nicht wertschöpfende Energieaufwände für reale Lastfälle aufgedeckt. Es wurden die fünf Maßnahmenkategorien Energierückgewinnung, Dimensionierung, bedarfsgerechte Anlagensteuerung, Standby-Steuerung sowie Bezugskonditionen und Lastmanagement auf der Messwertinterpretation anlagenspezifisch zugewiesen. Somit lassen sich Maschinen und Anlagen basierend auf Messdaten und deren Analyseergebnissen systematisch bezüglich Energieeffizienz optimieren. Mit dieser Methodik werden Maschinenentwickler und -betreiber befähigt mit überschaubarem Analyseaufwand Energieverluste im Unternehmen zu identifizieren, Einsparpotentiale zu ermitteln und wirtschaftlich zu bewerten und die richtigen Maßnahmen zur Anlagenoptimierung zu ergreifen. Im Projektkonsortium wurden die nicht wertschöpfender Energieaufwände untersuchter Anlagen zwischen 30 bis 80% reduziert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Der Maschinenbau ist maßgeblich am Erfolg der produzierenden Industrie beteiligt, daher ist ein effizienter Produktentstehungsprozess besonders wichtig. Der Forschungsansatz dieser Arbeit verdeutlicht das Potenzial der Prozessplanung unter der Berücksichtigung von Fehlerrisiken während der Inbetriebnahme. Damit wird in der Prozessplanung erstmals eine Risikoanalyse in die Berechnung der Durchlaufzeit integriert. Auf diese Weise ist es erstmals möglich, nicht nur die Durchlaufzeit eines Projektes zu betrachten, sondern gleichzeitig die wahrscheinlichste Durchlaufzeit und das resultierende Fehlerrisiko für den Kunden zu errechnen. In Fallbeispielen wird eine Prozessoptimierung beschrieben und die Durchlaufzeit um bis zu 40% reduziert.
Der Ansatz dieses Prozessplanungsmodells für eine Effizienzsteigerung in Inbetriebnahmeprozessen im Maschinenbau leistet damit einen entscheidenden Beitrag, eine Forschungslücke in der Inbetriebnahme zu schließen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Effizienz von Fertigungsprozessen kann durch die Reduktion technischer Nebenzeiten deutlich gesteigert werden. Hierzu wird eine Methode vorgestellt, welche die äußerst komplexe Aufgabe der Optimierung des Fertigungsprozesses vereinfachen kann. Die Methode besteht aus Verfahren der Potenzialanalyse und der Optimierung. Diese Verfahren werden anschließend exemplarisch an Fertigungsprozessen der automobilen Großserienfertigung angewandt und die daraus resultierenden Erfolge aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In wandlungsfähigen Produktionssystemen benötigen Mitarbeiter für komplexe und wechselnde Aufgabenstellungen eine hohe Vielfalt an Daten, Informationen und Wissen. Die anfallenden Wissensmanagementprozesse können durch IT-Systeme unterstützt werden. Das entwickelte Systemkonzept verbindet Wiki-Technologien mit semantischen Wissensmodellen und ermöglicht eine flexible Abbildung, Bewahrung und Nutzung von Daten und Informationen in der Produktion.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der Arbeit wird ein modellbasierter Ansatz erarbeitet, mit dem das energetische Verhalten einer Produktion bewertet und verbessert werden kann. Hierbei werden die peripheren Bereiche sowie die Arbeitsplanung detailliert berücksichtigt und mit einbezogen, da diese Aspekte einen wichtigen Einfluss auf den Energieverbrauch einer Produktion haben. Zudem unterstützt ein Kennzahlensystem bei der Auswahl von alternativen Produktionsszenarien.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit wird eine Architektur und eine Entwurfsmethode für zukünftige Antriebsregler vorgestellt. Ein Antriebsregler wird dazu erstmalig in den Kontext der Adaption gestellt und die Grundmechanismen der Adaption um die Rekonfiguration erweitert. Die Analyse und Defizitextraktion des Stands der Technik und Forschung führen zum Bedarf einer neuen Antriebsreglerarchitektur und einer dafür notwendigen Entwicklungsmethode. Im Rahmen dieser Arbeit wird dazu ein Antriebsregler auf Basis einer hybriden Rechnerarchitektur, als Kombination von FPGA- und Mikrocontrollertechnologie, erstmalig formalisiert und entworfen. Eine dafür ausgelegte modellbasierte Entwicklungsmethode zum Umgang mit einem adaptierbaren Antriebsregler vervollständigt ein neues erarbeitetes Gesamtkonzept. Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit ist der Entwurf und die Entwicklung notwendiger Hardware- und Softwarestrukturen, um einen Antriebsregler gemäß des definierten Formalismus und der Zielbeschreibung adaptierbar und rekonfigurierbar gemacht zu haben. Die hiermit erarbeitete Architektur weist einen hohen Neuigkeitsgrad auf. Ein realisierter Versuchsstand und messtechnische Untersuchungen weisen sowohl die grundsätzliche Funktionsfähigkeit eines Antriebsreglers, als auch die erarbeiteten Adaptions- und Rekonfigurationsmechanismen erstmalig nach.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Im Rahmen dieser Arbeit wird ein umfassender Ansatz zur mehrskaligen Belastungsregelung vorgestellt, der bestehende Regelkreise der Strukturveränderung ergänzt. Im Mittelpunkt steht hierbei ein Informationssystem aus dem Bereich Business Intelligence, welches ausgehend von operativen Daten aus der Produktion kontinuierlich die Grundlagen für kurz- bis langfristige Entscheidungen in der Produktplanung zur Verfügung stellt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Zur Steuerung von Robotern und Werkzeugmaschinen werden Systeme multivariater Polynome gelöst. Diese Gleichungen lassen sich in ein äquivalentes Eigenwertproblem transformieren. Damit können die gesuchten Lösungen mithilfe der Eigenwerte und -vektoren in einem Schritt berechnet werden. Die Methode wird auf allgemeine kinematische Ketten mit sechs Gelenken angewendet, so dass sich auch Roboter ohne Handgelenk steuern lassen. Jedoch ergibt sich ein Polynomsystem, welches auch mit den aktuellen Methoden zum automatisierten Umformen nicht in eine Eigenwertgleichung transformiert werden kann. Um das Problem zu lösen, nutzt man Eigenschaften der Euklidischen Bewegungsgruppe. Dafür wird die kinematische Transformation als Produkt aus Exponentialfunktionen für Matrizen dargestellt. Diese Produktformel gilt in allen Darstellungen der Gruppe. So ergibt sich ein Verfahren, das sich leichter implementieren lässt als bisher bekannte Methoden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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