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Publications

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Erstellt: Mon, 26 Oct 2020 23:04:28 +0100 in 0.0532 sec


Döring, Ulf; Brix, Torsten; Artelt, Benedikt; Brandt-Salloum, Christiane;
Patents from the age of Prussian industrialization revived. - In: . - Cham : Springer, (2019), S. 1223-1232

Linß, Sebastian; Gräser, Philipp; Henning, Stefan; Harfensteller, Felix; Theska, René; Zentner, Lena;
Synthesis method for compliant mechanisms of high-precision and large-stroke by use of individually shaped power function flexure hinges. - In: . - Cham : Springer, (2019), S. 1569-1578

Harfensteller, Felix; Linß, Sebastian; Gräser, Philipp; Weber, Christian; Zentner, Lena; Theska, René;
Optimization-based approach to the embodiment design of compliant mechanisms with different flexure hinges. - In: . - Cham : Springer, (2019), S. 1579-1588

Theska, René; Zentner, Lena; Fröhlich, Thomas; Weber, Christian; Manske, Eberhard; Linß, Sebastian; Gräser, Philipp; Harfensteller, Felix; Darnieder, Maximilian; Kühnel, Michael;
Compliant mechanisms for ultra-precise applications. - In: Interdisciplinary applications of kinematics. - Cham : Springer, (2019), S. 249-256

This paper reports about enhanced compliant mechanisms with flexure hinge based on new analytic and/or FEM models that have been manufactured by state of the art wire EDM technology. Experimental proofs at test benches, equipped with ultra-precise interferometer based length and angular measurement systems, show first time the residual deviation to the intended path of motion with a resolution of nanometers/arc seconds. Theoretically determined and measured data are in good correlation. Repeatability limitations are rather more given by the residual noise of the overall test arrangement and mainly not by the mechanism itself.



Bortz, Stefan;
Konzeption und Umsetzung einer halbautomatischen Prüfvorrichtung für Leckageprüfgeräte. - Ilmenau. - 53 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

In dieser Arbeit wird eine teilautomatisierte Prüfvorrichtung für Leckageprüfgeräte entwickelt. Die Leckageprüfgeräte für Gas- und Wasserinstallationen sollen nach der Montage auf Dichtheit überprüft, kalibriert und justiert werden. Aktuell wird dies manuell durchgeführt. Dies soll nun mit einer teilautomatisierten Prüfvorrichtung umgesetzt werden. Es sollen einzelne Geräte sowie auch mehrere Geräte gleichzeitig geprüft werden. Dazu sind das Halten der Leckageprüfgeräte, das Verbinden der elektrischen und pneumatischen Abschlüsse sowie das Verteilen der Druckluft an die verschiedenen Anschlüsse der Prüfgeräte nötig. Änderungen der Umgebungsbedingungen dürfen den Prüfprozess nicht beeinflussen. Thema dieser Bachelorarbeit ist die Entwicklung dieser Vorrichtung. Dabei wird nach Methode des konstruktiven Entwicklungsprozesses vorgegangen. Zuerst wird die Aufgabenstellung präzisiert. Dazu wird eine Anforderungsliste erstellt und die Gesamtfunktion aufgestellt. Anschließend werden bei der Funktionssynthese die Teilfunktionen bestimmt. Zu diesen Teilfunktion werden in der Prinzipsynthese Lösungsprinzipe gefunden, verglichen und bewertet. Die ausgewählten Teilprinzipe werden zum Gesamtprinzip vereint. Dieses wird konkretisiert und in einem Technischen Entwurf umgesetzt. Der Entwurf wird detailliert und dokumentiert. Dazu werden die Stückliste und Einzelteilzeichnungen angefertigt. Anschließend wird eine Teilbaugruppe aufgebaut und getestet.



Mahboob, Atif; Husung, Stephan; Weber, Christian; Liebal, Andreas; Krömker, Heidi;
An approach for building product use-case scenarios in different virtual reality systems. - In: ASME digital collection. - New York, NY : ASME, (2018), DETC2018-85223, V01BT02A047, 9 pages

During the product development process, it is of great importance to consider the later life phase situations of a product. This includes the interaction of the product with its environment and the human actor(s) in its different life phases. Therefore, an early evaluation of a product and its later life phase interactions are of great value. Virtual Reality (VR) technology is seen as very important at this point, as it can help the designer to realize the later life phase situations of a product inside VR. However, the preparation of VR-scenes remains a difficult task, as it requires a great amount of time and effort. Furthermore, the current methods for the preparation of such scenes offer very limited reusability. This paper will focus on an existing method that uses Model Based Systems Engineering (MBSE) to describe the VR-scene for a CAVE-type VR-system. This method will be further extended and an improvement to the existing modeling approach will be presented to achieve a faster simulation in VR and reusability of VR-scenes. Furthermore, a detailed comparison of the conventional and the new approach will be presented. The new approach enables a faster simulation that will be validated by comparing the execution speed of both approaches under the modeling approach section. The reusability perspective of the prepared VR-scene will also be discussed. A Head Mounted Display (HMD), in comparison with CAVE type VR-systems, offers a cost reduction in the use of VR technology. This paper will also provide the idea for achieving a simulation in HMD while using the same MBSE-approach used for CAVE type VR-systems. The flow of information for simulation in HMD and the idea of implementation will be presented in detail.



https://doi.org/10.1115/DETC2018-85223
Breitbach, Timo;
Entwicklung einer Dreheinrichtung für Pakete mit variablen Größen. - Ilmenau. - 205 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Für die Entwicklung von Anlagen zur automatisierten Verpackung und Palettierung von Paketen ist die Verringerung der Taktzeiten eins der zentralen Konstruktionsziele. Bei der Verwendung von Industrierobotern werden hierzu Einrichtungen vorgesehen, die die Orientierung von unpassend ausgerichteten Paketen vor dem Greifen ändern. Je nach Größe und Gewicht der Pakete kommt es dabei zu Abweichungen von der angestrebten Positionierbewegung. Aufgrund neuer Produktionsanforderungen sowie zur Erhöhung der Taktzeiten und Prozesssicherheit, wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine Dreheinrichtung der KOCH Industrieanlagen GmbH neu- bzw. weiterentwickelt. Zu Beginn wird das bestehende System beschrieben und eine Problembetrachtung durchgeführt. Dabei finden neben der eigentlichen Dreheinrichtung auch die vorangestellte Paketausrichtung, Fördertechnik und Sensorik Beachtung. In der Konzeptphase werden verschiedene Ansätze zur Umsetzung dieser einzelnen Teilfunktionen entwickelt, verglichen und bewertet. Im späteren Verlauf der Arbeit wird sich auf die Entwicklung der eigentlichen Dreheinrichtung konzentriert. Die Entwicklung beginnt mit der Auswahl einer Antriebseinheit, welche die Drehung umsetzen wird. Aufbauend auf dieser Antriebseinheit wird ein CAD-Modell erstellt, mit dem die Drehbewegung umgesetzt wird. Um die Dreheinrichtung flexibel für verschiedene Anwendungsfälle nutzen zu können, werden Varianten der Dreheinrichtung ebenfalls konstruktiv entwickelt. Ergänzend zu den Modellen werden zudem die nötigen elektrischen Schaltpläne und das Steuerungsprogramm entwickelt. Diese werden zur Einbindung der Dreheinrichtung in bestehende Anlagen mit einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) benötigt.



Wan, Huidong;
Softwarekomponenten zur automatisierten Erzeugung von CAD-Modellen für die Analyse nachgiebiger Mechanismen. - Ilmenau. - 63 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Nachgiebige Mechanismen mit prismatischen Festkörpergelenken und konzentrierter Nachgiebigkeit besitzen ein großes Potenzial für Anwendungen in der Präzisionstechnik, Messtechnik und Robotik. Zu ihren vorteilhaften Eigenschaften gehören beispielsweise die hohe Präzision durch die Spielfreiheit der Gelenke, die Vermeidung von Oberflächenreibungseffekten und Schmierstoffen, die Möglichkeit zu Miniaturisierung sowie die Reduzierung des Montageaufwandes. Ein bedeutender Nachteil nachgiebiger Mechanismen ist die aufwendige Dimensionierung. Die Bewertung des Bewegungsverhaltens und der Kollisionsfreiheit von Mechanismenteilen erfordert die Erzeugung eines Gestaltentwurfes. Da keine CAD-Anwendungen für die automatisierte Gestaltung von nachgiebigen Mechanismen existieren, muss die Bauteilkontur stets manuell durch Geometrieelemente modelliert werden. Insbesondere für Parameterstudien oder Optimierungen ist dies aufgrund der hohen Anzahl von nötigen Gestaltentwürfen mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Die vorliegende Arbeit stellt Softwarekomponenten vor, die für die teilautomatisierte Erzeugung von CAD-Modellen für nachgiebige Mechanismen geeignet sind. Auf Basis der Eingabe von Gelenkpositionen, -orientierungen und -abmessungen sowie der Mechanismenstruktur werden automatisiert Verbindungselemente gestaltet. Der erzeugte Gestaltentwurf kann dabei im STEP-Format gespeichert werden. Zur Erzeugung der Softwarekomponenten werden zunächst Möglichkeiten der CAD-Automatisierung verglichen und eine ausgewählt. Es werden verschiedene Varianten der Verbindung von mehreren nachgiebigen Gelenken untersucht und umgesetzt. Zudem wird eine Möglichkeit aufgezeigt und umgesetzt, wie bereits belegter Bauraum im Entwurf der Verbindungselemente berücksichtigt werden kann.



Jörig, Sebastian;
Automatisierte Generierung von Verbaureihenfolgen für die Montageplanung unter Berücksichtigung der Aspekte Werkstruktur und Variantenvielfalt. - Ilmenau. - 144 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Die Automobilindustrie befindet sich, bedingt durch Megatrends wie der Globalisierung, Elektromobilität und Automatisierung, im Umbruch. Von den Kunden wird eine steigende Individualisierung der Fahrzeuge erwartet. Durch die Veränderungen und die Wünsche der Kunden steigt die Variantenvielfalt und sinkt die Produktlebenszeit der Fahrzeuge. Als Folge dieser Vorgänge reduziert sich der Zeitraum des Produktentwicklungsprozesses. Dies betrifft auch die Montageplanung als Bindeglied zwischen Entwicklung und Produktion. Um die Verkürzung in der Realität darstellen zu können, ist in den betroffenen Ressorts ein umfangreicher Optimierungsbedarf gegeben. Insbesondere im Bereich der Verbaureihenfolgenplanung ist das Verbesserungspotential hoch. Ein Faktor, um dieses Potential nutzen zu können, ist, die Verbaureihenfolge möglichst früh im Entwicklungsprozess zu bilden und damit die Montagefähigkeit zu überprüfen. Eine bestehende Methode, die in mehreren wissenschaftlichen Arbeiten entwickelt wurde, ermöglicht die automatische Generierung von Verbaureihenfolgen, sobald das Fahrzeug in Form eines digitalen Prototyps existiert. Durch die Analyse von Bauteilrelationen und die Anwendung verschiedener Regeln werden resultierende Vorrangsbeziehungen zwischen den Bauteilen gebildet. Basierend auf diesen Vorrangsbeziehungen wird eine mögliche Reihenfolge erzeugt. Die vorliegende Arbeit legt den Fokus auf die Einbeziehung der Werkstruktur unter Beachtung der Variantenvielfalt in die Verbaureihenfolgenbildung. Hierzu werden zunächst die Bauteile abhängig von ihrem Lagebereich im Fahrzeug automatisch identifiziert und resultierende bauteilbezogene Anforderungen an die Werkstruktur abgeleitet. Darauffolgend wird die Montagestruktur hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Restriktionen analysiert. Abschließend werden die Ergebnisse beider Analysen zusammengeführt und genutzt, um die Werkstruktur in der Verbaureihenfolgenbildung zu berücksichtigen.



Neumeyer, Florian;
Systemanalyse einer automatisierten Biegemaschine für die konstruktive Weiterentwicklung. - Ilmenau. - 64 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Die Konstruktion von automatisierten Biegemaschinen erfordert tiefgehende Kenntnisse des angewendeten Umformverfahrens sowie des Sondermaschinenbaus. In der Bystronic Maschinenbau GmbH basieren Entscheidungen hierbei in vielen Fällen auf Erfahrungswerten aus der vorangegangenen Entwicklung von Biegemaschinen. Die Beteiligung externer Konstruktionsdienstleister sowie eine unvollständige Dokumentation erschweren dabei den Erhalt und die Weitergabe der nötigen Fachkenntnisse. Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Systemanalyse einer bestehenden Biegemaschine als Grundlage für die konstruktive Weiterentwicklung. Einleitend erfolgt eine Betrachtung des aktuellen Stands der Forschung und der Technik. Nachfolgend werden die Funktionen der einzelnen Baugruppen mithilfe von CAD-Modellen, Prinzipskizzen sowie Berechnungsformeln erläutert. Für die Bewegungsanalyse der Biegewange wird ein Starrkörpermodell entwickelt. Auf Basis des Starrkörpermodells erfolgt die Untersuchung der einzelnen Antriebsbewegungen und Betriebskräfte. Als Grundlage für die nachstehenden Betrachtungen zur Bauteilauslegung dient die ermittelte Biegekraft. Zur Berechnung der benötigten Biegekraft werden drei Berechnungsansätze vorgestellt und verglichen. Für die Aufbereitung der Systemanalyse wird der CPM/PDD-Ansatz verwendet. Die Ergebnisse werden dargestellt und in einen Berechnungsleitfaden eingearbeitet. Abschließend wird die Biegemaschine mit Biegemaschinen anderer Hersteller verglichen und die verwendete Biegetechnologie dem Schwenk- und dem Gesenkbiegen gegenübergestellt.