Aufbau eines Regelwerks zur Sicherung der CE-Konformität automatisierter Montagevorrichtungen. - 191 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Ausgehend von den Bestimmungen der EG-Maschinenrichtlinie wird in dieser wissenschaftlichen Arbeit der Aufbau eines Regelwerks, zur Sicherstellung der CE-Konformität automatisierter, Montagevorrichtungen in einem mittelständischen Unternehmen des Sondermaschinenbaues beschrieben. Es erfolgt eine systematische Analyse des betrachteten Produkts, um dessen Eigenschaften für die weiteren Betrachtungen zu konkretisieren. Basierend auf dem im Unternehmen vorhandenen Wertschöpfungsprozess, wird die Implementierung eines veränderten Produktentwicklungsprozesses beschrieben, welcher die von der Normung geforderten Teilschritte zur Absicherung der CE-Konformiät enthält. Die entwickelte Softwarelösung, als Werkzeug zur Vereinfachung der Risikobewertung und -minimierung, wird erläutert. Die Auslegung von Sicherheitskreisen sowie die entwickelten Standardlösungen werden erläutert. Der entworfene Dokumentationsprozess und dessen Integration im Produktentwicklungsprozess werden dargestellt. Es wird auf die Auswahlkriterien der zu archivierenden Dokumente und deren Ablage im entworfenen Dokumenten-Management-System eingegangen. Die eingeführten Prozesse und Werkzeuge des Regelwerks werden abschließend an einer Vorrichtung exemplarisch getestet und auf deren Wirksamkeit hin bewertet.
Kostenrechnung in der Produktentwicklung - Untersuchung und Vorschläge zur Aktualisierung der entsprechenden VDI- Richtlinien. - 107 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
In der vorliegenden Arbeit wurde eine Vorlage zur Aktualisierung der VDI- Richtlinien 2225 Blatt 1 "Konstruktionsmethodik - Technisch- wirtschaftlich Konstruieren - vereinfachte Kostenermittlung", die VDI- Richtlinie 2234 "Wirtschaftliche Grundlagen für den Konstrukteur" und VDI- Richtlinie 2235 "Wirtschaftliche Entscheidungen beim Konstruieren - Methoden und Hilfen" erarbeitet. Dazu mussten in einem ersten Schritt die Schwächen der Richtlinien identifiziert werden. Anschließend wurden die aktuellen Themen des Rechnungswesens kritisch betrachtet und in einen sinnvollen Kontext gebracht. Inhalt des erarbeiteten Schriftsatzes sind Grundlagen des Rechnungswesens, die Definition des Kostenbegriffes und verschiedene Kalkulationsverfahren. Da sich die Richtlinien zuerst an Konstrukteure richten mit dem Ziel der kostengünstigen Konstruktion, liegt darauf das Hauptaugenmerk. Die Darstellung der einzelnen Verfahren erfolgt möglichst realitätsnah und wird mit aussagekräftigen Beispielen unterlegt. Durch die Beschreibung einzelner Arbeitsschritte wird dir konkrete Vorgehensweise der Verfahren aufgezeigt. Die aktuellen Inhalte, die auch schon in den vorliegenden Richtlinien thematisiert wurden, wurden um neue Ansätze der Kostenermittlung und Kostensteuerung erweitert. Dazu zählen die Verfahren der Prozesskostenrechnung, des Target Costing, Benchmark Costing und Life Cycle Costing. Diese neuen Verfahren und die dazugehörige Methodik in der Anwendung wurden ausführlich beschrieben.
Design concept for a full-scale tree-to-tree robot. - 57, 48 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu untersuchen, ob ein Baumfällroboter in Vollgröße unter Beibehaltung von statischer und geometrischer Ähnlichkeit zu einem 1:4 skalierten Modell umgesetzt werden kann. Ist dies nicht möglich, so wird die maximale Größe ermittelt, die unter Verwendung von existierenden Materialien und Technologien machbar ist. Zu Beginn wurden alle Anforderungen und Spezifikationen für das bestehende Robotermodell und die Grundidee von größeren Roboterprototypen aufgelistet. Die Hauptbeschränkungen, welche den größten Einfluss auf die Realisierbarkeit eines größeren Roboters haben, wurden erläutert. Dieser Roboter soll direkt an einem Stamm von Montrey-Kiefern angebracht werden. Allerdings besitzen diese Bäume eine schwache Wurzelstruktur. Um eine Entwurzelung zu vermeiden, wurden anhand ihres maximalen Widerstandsbiegemoments des Baumes erste Gewichtslimits für Robotergrößen in Zusammenhang mit Stammdurchmessern berechnet. Es war möglich, den Roboter durch eine Abstraktion zu vereinfachen, aber dennoch alle relevanten Werte und Verhältnisse beizubehalten. Vorhersagen für die Veränderung signifikanter Größen und Eigenschaften unter Verwendung von dimensionslosen Kennzahlen konnten getroffen und ausgewertet werden. Konstruktive Entwurfsgesetze wurden aufgeführt, welche innerhalb des Skalierungsverfahrens ermittelt wurden. Da nur ein hydraulisches Antriebskonzept die erforderliche Leistung für größere Roboter bereitstellen kann, ist dies ausgearbeitet worden. Das Gewicht aller einzelnen und notwendigen Komponenten wurde anhand von gängigen Produkten ermittelt. Um alle möglichen Materialien für die Herstellung der Hauptteile des Roboterprototypen zu erfassen, wurde eine Materialanalyse mit der Software "Cambridge Engineering Selector" durchgeführt. Diese Materialien haben ein optimiertes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und beinhalten die Betrachtung der Elastizitätsgrenze und des Elastizitätsmoduls. Mittels einer Gewichtshochrechnung konnte bewertet werden, inwiefern ein Baumfällroboter in Vollgröße realisierbar ist. Die maximal mögliche Größe unter Verwendung von existierenden Materialien und Technologien wurde ermittelt.
Konstruktion und Entwicklung eines Lichtsteuerungssystems auf der Basis eines innovativen und neuartigen Dimmers für LEDs. - 68 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Diese Bachelorarbeit wurde in Kooperation mit der AVT GmbH angefertigt. Sie diente dem Entwurf neuer Lichtsteuerungsgeräte für LED-Lampen. Diese fügen sich mit bereits entwickelten Steuerungsgeräten zu einem Gesamtsteuerungssystem. Zu Beginn wurden bestehende Prototypen analysiert und anhand durchgeführter thermischer Untersuchungen neue Realisationskonzepte vorgestellt. Als Ergebnis entstanden ein innovativer Unterputz-Dimmer mit Schaltervariationen, ein Hutschienen-Dimmer und eine LED-Lampe zum Einsatz in EMV-Labor oder im Fotostudio. Ein großer Vorteil der neu entwickelten Dimmer liegt im störungsfreien Dimmvorgang und einer stufenlosen Lichtregulation im gesamten Beleuchtungsbereich.
Entwicklung eines Tragentisches zur Aufnahme und Fixierung von Roll-In-Tragen. - 88, 50 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016
In der vorliegenden Masterarbeit wird der konstruktive Entwicklungsprozess eines Tragentisches zur Aufnahme und Fixierung von Roll-In-Tragen, wie er im Rettungsdienstbereich Verwendung findet, beschrieben. Die Hauptaufgaben der Vorrichtung bestehen dabei in der Umsetzung der Be- und Entladung von Roll-In-Tragen, auf welchen Patienten befördert werden, sowie in der Gewährleistung der Transportsicherung der Roll-In-Tragen innerhalb des Krankenkraftwagens. Die Ausarbeitung orientiert sich zum einen an den Normen aus dem Rettungsdienstwesen DIN EN 1789 und DIN EN 1865 und zum anderen an den entwicklungsrelevanten VDI-Richtlinien 2220 und 2221. Die rettungsdienstlichen Normen bilden dabei der Grundlage für die Einführung in die Thematik und dienen der Konkretisierung des zu entwickelnden Tragentisches. Anhand der durchgeführten Patent- und Literaturrecherche erfolgen die Ableitung des aktuellen Standes der Technik sowie die Analyse vorhandener Lösungsansätze.Unter anderem umfasst die im Anschluss durchgeführte systematische Entwicklung ein Verfahrensprinzip, eine Funktionsstruktur, verschiedene Lösungsprinzipe, mehrere Technische Prinzipe und ein konkretisiertes Technisches Prinzip. Letzteres dient im Besonderen der Erarbeitung des Gestaltentwurfs des Tragentisches. Die Ergebnisse der Entwicklung werden in Form von technischen Unterlagen zusammengefasst. Abschließend gibt die Auswertung einen Überblick über die Arbeitsergebnisse sowie zukünftigen Entwicklungsmöglichkeiten des Tragentisches.
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846721643lacin.txt
Entwicklung und Verifikation der Konzepttauglichkeit einer Mitfahrplattform für eine wandlungsfähige und flexible Montage. - 60 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Verifikation der Konzepttauglichkeit einer Mitfahrplattform für eine wandlungsfähige und flexible Montage in den Werken der Daimler AG. Dabei soll ermittelt werden, ob durch die Anwendung der Entwicklungsmethodik Axiomatic Design Vorteile im Vergleich zu der herkömmlichen Methodik nach Pahl/Beitz für den Entwicklungsprozess von Anlagen im generellen und wandelbaren Anlagen im speziellen entstehen. Zu Beginn der Arbeit werden die Charakteristika von Axiomatic Design und der Entwicklungsmethodik nach Pahl/Beitz herausgearbeitet und die Elemente der Methoden erklärt. Zudem wird der Begriff Wandelbarkeit erläutert, und mittels der Wandlungstreiber und Wandlungsbefähiger genauer definiert. Im Hauptteil werden die Methoden zunächst zur Anforderungsanalyse und Strukturierung angewendet. Anschließend wird ein Prototyp, nach den durch die Entwicklungsmethodiken ermittelten Lösungen, konzipiert. Abschließend wird der Entwicklungsprozess betrachtet und die daraus gesammelten Erkenntnisse über die Anwendung der Entwicklungsmethoden zusammengefasst und in einem Fazit diskutiert.
Entwicklung eines ganzheitlichen Konzepts für das Pulver- und Teilehandling an einer Laser-Metal-Fusion Anlage. - 130 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
In dieser Arbeit wird die Konzeption des Pulver- und Teilehandlings an einer Laser-Metal-Fusion-Anlage dargestellt. Dazu werden die zugrundeliegende Maschine und die notwendigen technischen Randbedingungen beschrieben. Anschließend werden die Prozessschritte, die im Umfeld der Anlage auftreten, beschrieben und systematisiert, um sie in Stationen aufzuteilen. Diese Stationen sollen Metallpulver und das fertige Bauteil trennen und das Pulver aufbereiten. Für diese Stationen werden Funktionsanalysen durchgeführt und für die Funktionen Lösungen entwickelt und bewertet. Die Lösungen für die Stationen werden dann zu einem modularen System verknüpft. Anschließend werden das modulare Konzept bewertet und Lücken im Konzept aufgezeigt. Um diese Lücken zu schließen werden ergänzende Konzepte entwickelt, die auf bereits vorhandenen Komponenten aufbauen oder Anforderungen und Lösungen für neue Komponenten definieren. Als nächstes müssen die Konzepte in Prototypen umgesetzt und erprobt werden.
Erarbeitung eines Konzepts zur automatisierten Verdrehung eines variablen Produktspektrums innerhalb einer definierten Prozesskette. - 90 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
In dieser Bachelorarbeit wird auf der Grundlage des konstruktiven Entwicklungsprozesses nach VDI 2221 ein Konzept zur automatisierten Torsion eines variablen Produktspektrums erstellt. Nach der Analyse der Werkstücke und ihrer spezifischen Eigenschaften werden sowohl die elastischen und plastischen Winkel untersucht, als auch die Momente und Kräfte zur Verdrehung und Auslegung einer Gesamtanlage berechnet. Anschließend erfolgt das Erstellen von mehreren technischen Prinzipien einer Gesamtanlage und Bewerten nach technischen und ökonomischen Kriterien. Das daraus hervorgegangene Prinzip wurde zu einem konstruktiven Entwurf umgesetzt, aus welchem sich benötigte Elemente und das Abmaß der Anlage ableiten lassen. Auf Grund der Kosten und des Aufwands der Herstellung erfolgte eine Eingrenzung des Automatisierungsgrades der Maschine.
Entwicklung einer Umreifungsmaschine für Langgüter. - 246 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Abhängig von der Anlagenplanung werden Langgüter, wie Profile oder Rohre, bei der Produktion häufig in Querlauf, also senkrecht zu ihrer längsten Ausdehnungsrichtung, gefördert. Sollen diese nun mittels Umreifung gebündelt werden, kann keine herkömmliche Umreifungsmaschine mit geschlossenem Bandführungsrahmen eingesetzt werden. Mit dieser Arbeit soll eine Maschine entwickelt werden, die Langgüter im Querlauf umreifen kann und deren Verfügbarkeit über die bestehender Lösungen hinausgeht. Aufbauend auf einer Markt- und Patentanalyse werden Schwachstellen der existierenden Lösungen hinsichtlich deren Verfügbarkeit aufgezeigt und Anforderungen an die zu entwickelnde Maschine abgeleitet. Es werden verschiedene mögliche Konzepte für die Form, Teilung und Bewegung der Bandführung systematisch hergeleitet und mittels Bewertung eine favorisierte Lösung gewählt. Für die notwendigen Funktionselemente werden Umsetzungsvorschläge in einer Kombinationstabelle gesammelt und aus dieser mehrere Technische Prinzipe abgeleitet, von denen ein bevorzugtes weiterentwickelt wird. Zu diesem werden relevante Berechnungen durchgeführt und schlussendlich eine vollständige Konstruktion erstellt. Für diese wird eine Abschätzung der technischen Verfügbarkeit durchgeführt.
Entwicklung, Herstellung und Erprobung eines Mehrkomponenten-Extrudersystems und dessen Integration in ein bestehendes dreiachsgesteuertes Fräszentrum für die additive Fertigung unter der Verwendung von granuliertem Kunststoff. - 209 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die additive Fertigung nimmt in den letzten Jahren stark an Bedeutung zu. Ein Grund dafür ist die direkte Herstellung von Bauteilen aus Konstruktionsdaten, ohne die Verwendung von speziellen Werkzeugen. Der Wegfall von wichtigen Schlüsselpatenten führte zu maßgeblichen verfahrenstechnischen Verbesserungen. So können heute Bauteilqualitäten von großer industrieller Bedeutung erzeugt werden. Die gegenwärtige Marktentwicklung spaltet sich in zwei Entwicklungstendenzen auf: - industrieller Einsatzbereich; - Bereich der Privatverbraucher. Die Verfahrensart des FDM 3D-Drucks ist zunehmend relevant. Deshalb soll diese Bachelorarbeit hauptsächlich den FDM 3D-Druck thematisieren. Die derzeitige FDM-Anwendung erfordert einen Einsatz von speziellen Produktionsmaterialien. Dabei werden Kunststoffe in Strangform (sogenannte Filamente) verarbeitet. Diese sind aufgrund von hohen Materialkosten und nicht geltender branchenüblicher Standards für die industrielle Verwendung ungeeignet. Ebenfalls sind Restriktionen bezüglich verfügbarer Arbeitsbauräume vorhanden. Einkomponentenextruder finden derzeitigen Einsatz, die eine gleichzeitige Verwendung von mehreren Materialien ausschließen. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde ein Mehrkomponenten-Extrudersystem zur Verwendung von granulierten Kunststoffen entwickelt. Dabei erfolgte eine massestrombasierte Extruderschneckenauslegung. Es wurde sowohl der heutige technische Stand des FDM 3D-Drucks, als auch der gegenwärtige Standard der Extrusionstechnik analysiert und wiedergegeben. Das Extrudersystem wurde in ein bestehendes dreiachsgesteuertes Fräszentrum integriert, was einen industrietauglichen Bauraum aufwies. Weiterhin wurde die Funktionalität mittels erfolgter Materialversuche sowohl mit Mikrokunststoffgranulaten als auch mit standardisiertem Kunststoffspritzgußgranulaten geprüft. Die Untersuchungsergebnisse brachten Aufschluss über die Verwendbarkeit von getesteten Materialien.