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Nennstiel, Thomas;
Entwicklung eines modularen Antriebskonzepts für mobile Roboter. - Ilmenau. - 113 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Mit der Neuentwicklung des mobilen Roboters entsteht die dritte Generation eines fahrerlosen Transportfahrzeuges der HENKEL + ROTH GmbH. Dieses übernimmt autonom Logistik- und Handlingaufgaben in einem industriellen Umfeld. Dazu stehen ein Industrieroboter und eine Fahrplattform zur Verfügung. Das differentielle Antriebskonzept der Vorgängergenerationen wird mit dieser Arbeit auf eine omnidirektionale Variante in einem modularen Baukasten erweitert. Durch eine Betrachtung möglicher Einsatzszenarien werden die Anforderungen an ein neues Antriebsprinzip entwickelt und ausgewählte Sicherheitsaspekte beschrieben. Ausgehend von einer Marktrecherche werden omnidirektionale Fahrwerkskinematiken entworfen und Möglichkeiten zur Modularisierung vorgestellt. Auf der Grundlage eines geeigneten Fahrwerks werden technische Prinzipe eines flächenbeweglichen Antriebskonzeptes erarbeitet und ein geeignetes Prinzip ausgewählt. Es wird eine Konzeptkonstruktion durchgeführt. In verschiedenen praktischen Untersuchungen werden die Eigenschaften des neuen mobilen Roboters hinsichtlich der Fahreigenschaften und Standfähigkeit bewertet. Es wird die Wahl einer Antriebslösung auf Basis der Marktrecherche und Konzeptentwicklung getroffen. Eine Zusammenfassung der gewonnen Ergebnisse und ein Ausblick vervollständigen diese Arbeit.



Theska, René; Zentner, Lena; Fröhlich, Thomas; Weber, Christian; Manske, Eberhard; Linß, Sebastian; Gräser, Philipp; Harfensteller, Felix; Darnieder, Maximilian; Kühnel, Michael
State of the art precision motion systems based on compliant mechanisms. - In: The 4th International Conference Mechanical Engineering in XXI Century, (2018), S. 3-8

Siegel, Antje; Weber, Christian; Albers, Albert; Landes, David; Behrendt, Matthias
Simulation of acoustic product properties in virtual environments based on artificial neural networks (ANN). - In: Design methods and tools, (2018), S. 573-582

Huse, Timo;
Entwicklung eines Greifer-/Niederhaltersystems für den Einsatz in der Fertigung von Motorhauben. - Ilmenau. - 89 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Diese Arbeit befasst sich mit dem Thema Verbinden von Fahrzeugblechteilen mittels roboterunterstütztem Rollfalzen unter Hilfe von Greifern/Niederhaltern. Speziell wird hier ein gewichtsoptimiertes Greifer-/Niederhaltersystem entwickelt, welches das Fügen zweier Blechteile von Motorhauben bei Modellen der DAIMLER AG sicherstellt. Während dem Fügeprozess müssen mittels einem Niederhalter die zwei Blechteile zueinander in Position gehalten werden. Des Weiteren soll ein zukünftiges Konzept zusätzlich das Greifen der einzelnen Blechteile sowie der gesamten Baugruppe Motorhaube übernehmen. Betreut wird diese Arbeit durch das Fachgebiet Konstruktionstechnik der TU Ilmenau. Eine Patent- & Literaturrecherche verschafft nach der Einführung in den technischen Hintergrund einen Überblick über derzeit existierende Lösungen und Verfahren. In einem analytischen Teil wird die aktuelle Ausführung des Greifer-/Niederhaltersystems erläutert und weitere, für eine neue Gestaltung erforderliche, Analysen durchgeführt. Daraus werden dann Anforderungen formuliert, welche sich abgekoppelt von der bisherigen Ausführung auf jede neue Gestaltung eines Greifer-/Niederhaltersystems übertragen lassen. Die Gesamtfunktion der Nutzungsphase sowie die Funktionsstruktur lassen das System von der Umgebung abgrenzen und Teilfunktionen bestimmen, welche jedes neue System erfüllen muss. Aus einer Vielzahl an möglichen Lösungen dieser Teilfunktionen werden mithilfe einer Kombinationstabelle drei zielführende Konzepte bestimmt und miteinander verglichen. Mit dem Ziel, eine möglichst leichte Ausführung zu erhalten liefert der Vergleich ein favorisiertes Konzept, welches im Anschluss weiter konkretisiert wird. Innerhalb der Konkretisierung des favorisierten Konzepts werden Herstellungsverfahren und Materialien ausgewählt, welche ein hohes Leichtbaupotential aufweisen. Zusätzliche Möglichkeiten einer Gewichtsreduzierung werden durch eine Topologieoptimierung aufgezeigt. Im Anschluss werden ausgewählte Lösungen konstruktiv umgesetzt. Den Abschluss dieser Arbeit bildet ein Ausblick, welcher das Potential des favorisierten Konzepts liefert und die mögliche Gewichtsreduzierung im Vergleich zur aktuellen Ausführung aufzeigt.



Rudersdorf, Stefan;
Aufbau einer modularen Simulation für Heckspoilersysteme. - Ilmenau. - 115 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Aufbau einer modularen Simulation für Heckspoilersysteme in MATLAB/Simulink. Die Simulation dient der frühzeitigen Analyse relevanter Produkteigenschaften anhand von konstruktiven Parametern und trägt zur Einsparung von physischen Prototypen bei. Die bestehenden Methoden zur Entwicklung von Heckspoilermodulen werden dargelegt und Anforderungen an ein ergänzendes Simulationswerkzeug formuliert. Es wird eine Analyse des Leistungsflusses im Heckspoilermodul der Baureihe 911 Carrera (Typ 991-II) und seiner funktionalen Teilsysteme vorgenommen. Ausgehend von der Funktionsstruktur des Moduls wird das Modell in die Untersysteme Steuergerät, Elektromotor, Übertragungsgetriebe, Kinematik und aerodynamische Lasten gegliedert und ausdetailliert. Die Simulation erlaubt hiermit eine ganzheitliche Betrachtung des mechatronischen Systems und der komplexen Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Domänen. Der Vergleich der Berechnung mit Versuchsergebnissen zeigt, dass bei Raumtemperatur eine zuverlässige Vorhersage von Strombedarf und Ausfahrzeit durch das Modell gegeben ist. Abschließend wird am Modell eine globale Sensitivitätsanalyse durchgeführt und die zentralen Einflussfaktoren auf das Verhalten des Heckspoilers identifiziert.



Mahboob, Atif; Weber, Christian; Husung, Stephan; Liebal, Andreas; Krömker, Heidi
Model based systems engineering (MBSE) approach for configurable product use-case scenarios in virtual environments. - In: Product, services and systems design, (2018), S. 281-290

Today, the designers have to deal with a great amount of uncertainties in the design process due to the lack of information about the product, its behaviour and the context in later life-phases (phase specific actors and surroundings). Current development primarily focuses on modelling of the product and its behaviour. The consideration of the product context also plays an important role. Virtual product development has the potential to support the designer by giving a blink into the later life-phases and context. It supports the early verification of product requirements and can also help to discover unseen requirements by means of use-case scenarios inside VR. A user and task oriented development method using VR can help to reduce the design uncertainties considerably. Therefore, in the paper a concept for user and task oriented model for product development in VR is presented. This model implements the actor(s) and the surrounding(s) along with the product inside VR using a MBSE approach. The standardised multidisciplinary modelling language the Systems Modelling Language (SysML) will be used for the modelling and an example will be presented as a proof of the presented concept.



Ulreich, Fabian;
Analyse des Einflusses von Verpackungskomponenten auf die Auslegung von Verpackungsmaschinen am Beispiel einer PET-Füllmaschine. - Ilmenau. - 123 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Die Bachelorarbeit ermittelt den Einfluss von Merkmalen der Verpackungskomponen-ten auf die Auslegung einer Füllmaschine für karbonisiertes Packgut anhand einer technischen Analyse. Die Arbeit ist in der Abteilung Line Solutions Customer Objects Classification der Krones AG, Neutraubling entstanden, deren Aufgabe die systematische Erfassung der Merkmale von Verpackungskomponenten für weitere Produktionsprozesse ist. Es werden die Merkmale von Verpackungskomponenten, speziell von PET-Packmitteln, verarbeitungstechnischen Funktionen einer Krones Füllmaschine zuge-ordnet. Die Füllmaschine besteht aus der Packmittelzuführung, dem Füllerkarussell und der Packmittelabführung. Die Methodik der Analyse technischer Systeme wird mit den Grundlagen der Verpackungs- und Verarbeitungstechnik verknüpft. Ziel war es, eine für die Verarbeitung relevante Übersicht der Kundenobjektsmerkmale einer PET-Flasche zu geben. Im Ergebnis wird festgestellt, dass die für eine Füllmaschine verarbeitungsrelevanten Merkmale hauptsächlich durch die Gestalt der kundenindividuellen Flasche gegeben sind und die Gestalt der Flasche maßgeblichen Einfluss auf die Realisierung der Handhabungsvorgänge in der Maschine hat. Für die Handhabung der PET-Flasche ist die Gestalt des Mundstücks ausschlaggebend. Die stoffverändernde Funktion "Füllen der Flasche" wird im Wesentlichen durch die Merkmale des Füllgutes determiniert. Die Kenntnis der verarbeitungstechnischen Relevanz von Merkmalen wird auf die Ab-teilungsarbeit zurückgeführt sowie mögliche Handlungsfelder im Umgang mit der Erfassung und Bereitstellung der Merkmale für interne Abteilungen vorgeschlagen.



Block, Johannes Mario;
Entwicklung einer Vorschubeinheit für die Tiefenhirnstimulation zum Einbringen von Nadelelektroden. - Ilmenau. - 117 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Für die Tiefenhirnstimulation wird in einem neuartigen Verfahren eine patientenspezifische Halterung und Vorschubeinheit direkt mit dem Schädel verbunden. Ziel dieses Verfahrens ist eine verringerte Patientenbelastung während des neurochirurgischen Eingriffs. Die Vorschubeinheit ermöglicht das zehntelmillimetergenaue Absenken von Nadelelektroden bis in das Zielgebiet im Hirn. Da herkömmliche Vorschubeinheiten aufgrund ihrer Masse und der umständlichen Bedienung den Ansprüchen nicht gerecht werden, wird in der vorliegenden Arbeit ein alternatives Konzept vorgestellt und präzisiert. Hierzu wird eine modulare und leicht handhabbare Vorschubeinheit entwickelt. Diese besitzt eine Masse von 185 g, was einer Ersparnis von ca. 25 %, verglichen zu konventionellen Systemen, entspricht. Ein zusätzlicher Sensor erfasst den Nadelvorschub und gibt Aufschluss über die aktuelle Nadelposition auf einer virtuellen Ebene im Gehirn. Über einen manuellen Antrieb ist ein Vorschub in Zehntelmillimeter-Schritten möglich. Es werden verschiedene Komponenten und Materialien für den klinischen Einsatz der Vorschubeinheit in dieser Arbeit diskutiert und miteinander verglichen. Ein erstes Funktionsmuster wird mittels additiver Fertigungsmethoden umgesetzt. Hierzu wird ein sterilisierbarer Polycarbonat-Kunststoff für die Fertigungsteile verwendet. In einem Langzeitverschleißtest und statischem Versuch wird das Funktionsmuster validiert. Die Ergebnisse zeigten eine maximale Abweichung der axialen Nadelposition von 0,1 mm bei 2000 Bewegungszyklen und einem Stellbereich von 35 mm. Bei einer Krafteinwirkung von 50 N auf die Nadelelektrode, senkte sich diese um maximal 0,23 mm ab.



Siegel, Antje; Weber, Christian; Albers, Albert; Landes, David; Behrendt, Matthias
Akustische Simulation von Fahrzeuggeräuschen innerhalb virtueller Umgebungen basierend auf künstlichen neuronalen Netzen (KNN). - In: Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017, (2017), S. 403-414

Holle, Wolfgang; Husung, Stephan; Weber, Christian
CAD-Produktmodell - Quelle der Produktbewertung nach Zeit und Kosten. - In: Entwerfen Entwickeln Erleben - Methoden und Werkzeuge in der Produktentwicklung, (2017), S. 237-249

http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-227971