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Erstellt: Wed, 12 Jun 2024 23:07:19 +0200 in 0.0624 sec


Konzeptgestaltung für eine dauerstabile Messzange zur fehlerfreien Kontaktierung von Temperatursensoren in ein vollautomatisches Messsystem. - Ilmenau. - 50 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2024

Kontaktwiderstand, Thermospannung und ungleichmäßige Wärmeverteilung sind die Hauptfehlerquellen bei der Messung von kleinen Platin-Dünnschicht-Widerstandsthermometern. Diese Masterarbeit widmet sich der Entwicklung eines Messsystems, das genaue und zuverlässige Widerstandsmessungen ermöglicht, indem eine präzise Kontaktierung der Temperatursensoren gewährleistet wird. Besonderes Augenmerk wird auf die Gestaltung einer Messzange gelegt, die für die Kontaktierung von kleinen Platinwiderständen geeignet ist. Die Arbeit präsentiert eine umfassende Analyse des Designs einer dauerfesten Messzange und diskutiert verschiedene Lösungsansätze inkl. deren Konstruktionsmerkmale und Materialien. Darüber hinaus werden Testverfahren und Bewertungskriterien diskutiert, um die Leistung und Zuverlässigkeit der Messzange zu beurteilen. Die Überarbeitung des bei der Messung verwendeten Lüfters wird ebenfalls behandelt, wobei ähnliche Entwicklungsmethoden wie bei der Messzange angewendet werden. Es wurde eine systematische Vorgehensweise gewählt, beginnend mit der Vervollständigung der Aufgabenstellung und der Definition der Anforderungen und Randbedingungen. Der Stand der Technik wurde durch Recherche wissenschaftlicher Artikel und relevanter Normen ermittelt. Einflussfaktoren auf die Messgenauigkeit wurden analysiert und Lösungsansätze mit Hilfe konzeptioneller Entwurfsmethoden erarbeitet. Dazu wurden Expertenmeinungen eingeholt und Entwürfe bewertet. Die Bewertungen erfolgten nach Messungen, wobei die gewählte Versuchsmethodik auf alle Konzeptkombinationen angewendet wurde. Die gewonnenen Daten und Erfahrungen wurden dokumentiert und Empfehlungen für zukünftige Verbesserungen formuliert.



Ludewig, Niklas;
Rüstzeitverkürzung und Flexibilitätserhöhung für den Fertigungsprozess. - Ilmenau. - 60 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2024

Das BMW Group Werk Eisenach stellt den weltweit größten Werkzeugbaustandort des Unternehmens dar und ist zusätzlich Karosseriebaustandort für diverse Kleinst- und Kleinserien verschiedener Modelle der Marken BMW, Rolls-Royce, MINI und BMW-Motorrad. Die Bachelorarbeit entstand im Bereich der Teilefertigung, um im vorhandenen Presswerk Prozessverbesserungen zu erzielen. Der Pressenstraße ist ein verfahrbarer Platinenlader vorgeschaltet, welcher optional für die mechanisierte Teilefertigung genutzt werden kann. Der Schwerpunkt der Bachelorarbeit lag auf der reproduzierbaren Bauteileinlage im Ziehwerkzeug der ersten Presse. Der vorhandene Belader besitzt keine Orientierstation und ist damit technisch nicht selbstständig in der Lage, automatische Lagekorrekturen durchzuführen. Dementsprechend sind manuelle und zeitaufwändige Tätigkeiten vor Produktionsstart zu absolvieren. Im Sinne der Rüstzeitverkürzung und Flexibilitätserhöhung für den Fertigungsprozess ist es erforderlich, neue technische Umsetzungen zu analysieren und zu bewerten. Die Lösungsoptionen gliedern sich unter den direkten und indirekten Eingriff in die Produktionszeit auf. Im externen, indirekten Rüstvorgang ist das einzelne Umsetzen jeder Platine, in der vorhandenen Roboterzelle, auf das Universalgestell und anschließender interaktiver Inspektion zielführend. Im internen, direkten Rüstvorgang kann entweder ein Bildverarbeitungssystem inklusive variablem Platinengreifer integriert oder ein neuer Platinenlader mit eigener Zentrierstation angeschafft werden. Im weiteren Sinn müssen notwendige Arbeitsschritte eingekürzt, parallelisiert und umverteilt werden.



Systematische Lösungsfindung für eine Anlagenerweiterung zur Inline-Plasmaaktivierung von NTC-Bauelementen für Niederdrucksensoren. - Ilmenau. - 84 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2024

Die vorliegende Arbeit behandelt die systematische Lösungsfindung einer Anlagenerweiterung für eine Fertigungseinrichtung mit einer Inline- Plasmaaktivierung. Die Robert Bosch Fahrzeugelektrik Eisenach GmbH fertigt Niederdrucksensoren für Automobilanwendungen und stattet diese mit NTC-Elementen aus. Zur Oberflächenmodifizierung und Verbesserung der Haftungseigenschaften wird die Isolierung dieser Bauelemente mit einer Plasmaanlage aktiviert. Dieser Prozess findet außerhalb der Fertigungslinie statt und im Rahmen dieser Arbeit wird ein Konzept für eine Realisierung innerhalb der Linie ausgearbeitet. Die Grundlage für die Ausarbeitung ist eine detaillierte Aufnahme der Ist-Situation und daraus abgeleitete eine Sammlung von Anforderungen an eine Inlinevariante. Mit verschiedenen Anlagenherstellern für Plasmatechnik werden mögliche Realisierungsmöglichkeiten erarbeitet und bewertet. Für die Vorzugslösung wird ein Plan zur Integration in die Fertigung erarbeitet. Unterstützt wird das Konzept mit dem Nachweis der Funktionsfähigkeit der gewählten Anlage, einem Sicherheitskonzept für den speziellen Anwendungsfall und einer umfangreichen Abschätzung von benötigten Freigaben nach Maschinenrichtlinie und internen Abläufen. Die Bachelorarbeit kann als Leitfaden mit allen nötigen Entscheidungsschritte für eine Anlagenerweiterung angesehen werden und somit auch in einem anderen Anwendungsfall im Eisenacher Werk als Vorlage dienen.-



Hampl, Manuel;
Systematik zur Ermittlung zweckdienlicher Simulationsmodelle als Basis für die Ausgestaltung von Digitalen Zwillingen . - Ilmenau. - 92 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2024

Digitale Zwillinge werden für immer weiter steigenden Anzahl an Anwendungsfällen und Produktphasen eingesetzt. Dafür werden die benötigten Daten- und Systemstrukturen der Digitalen Zwillinge immer komplexer. Für eine effiziente Implementierung Digitaler Zwillinge ist eine einheitliche Entwicklungs- und Designmethode zielführend. Die größten Vorteile daran sind, dass dadurch das Fehlerpotenzial verringert wird und dass die Entwicklungszeiten und somit auch die Entwicklungskosten reduziert werden können. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, eine solche Methodik zu schaffen, die vor allem auf den Bereich der Simulationsmodelle und -tools von systembasierten Digitalen Zwillingen beschränkt wird, weil eine allgemeine Methode aufgrund der Vielfalt und Komplexität moderner Digitaler Zwillinge zu hoch gegriffen wäre. Die Systematik zur Entwicklung und zum Aufbau systembasierter Digitaler Zwillinge beginnt mit der Analyse des Realen Zwillings, geht anschließend systematisch auf die Auswahl der Anforderungen an die Architektur und Simulationsmodelle des Digitalen Zwillings ein. Anschließend wird diskutiert, wie aus diesen Anforderungen eine Auswahl der Architektur und Simulationsmodelle zustande kommen kann. Darauf aufbauend wird auf Methoden zum Aufbau einzelner Simulationsmodelle und deren Verbindungen eingegangen und abschließend das Vorgehen bei Veränderungen des Realen Zwillings und die Optimierung während der Nutzung näher beschrieben. Die Erläuterung der Systematik wird durch den beispielhaften Aufbau eines Digitalen Zwillings für ein Wellenmessgerät untermauert. Aus diesem Beispiel lässt sich ableiten, dass die Systematik für den Aufbau eines Digitalen Zwillings geeignet ist und bietet so eine zukünftige Grundlage für den Aufbau weiterer systembasierter Digitaler Zwillinge.



Erweiterung eines Wellenprüfgerätes als Demonstrator für digitale Zwillinge. - Ilmenau. - 66 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

In der Industrie 4.0 wird die Technologie des digitalen Zwillings als eine Möglichkeit gefördert, ein Objekt in der virtuellen Welt zu replizieren und in einer Vielzahl von Bereichen zu nutzen. Bei der Implementierung von digitalen Zwillingen werden genaue-re und detailliertere Daten benötigt. Wärme und Vibrationen, die während des Betriebs des Demonstrators des digitalen Zwillings entstehen, beeinflussen die Fehler in den geometrischen Messungen. Daher wurde in dieser Bachelorarbeit der Demonstrator erweitert, um Informationen über die durch den Betrieb der Maschine erzeugte Wärme und Vibration durch Sensoren für genauere Messungen und zusätzliche Informationen zu liefern. Zunächst wurde die während des Maschinenbetriebs erzeugte Wärme mit einer Wärmebildkamera gemessen und festgestellt, dass der Drehtischmotor die Hauptwärmequelle ist. Basierend auf diesem Ergebnis wurden ein Vibrationssensor, ein IR-Sensor zur Messung der Temperatur des Drehtischmotors, eine LED-Anzeige und ein Raumtemperaturfühler als Temperatursensoren am Demonstrator installiert und über einen Arduino mit einem PC verbunden, um den Demonstrator zu erweitern. Schließlich wurde eine Methode zur Lösung von Sicherheitsproblemen, die während des Betriebs der Maschine auftreten können, mit Hilfe eines Sicherheitslichtvorhangs und der Installation eines Drucksensors an der Halterung vorgestellt.



Bücker, Silvie;
Systematisierung von Kreislaufwirtschafts-Ansätzen für die zukünftige Produktentwicklung. - Ilmenau. - 108 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2023

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Systematisierung und Erweiterung bestehender Prinzipien und Richtlinien für eine kreislaufgerechte Produktentwicklung. Der Arbeitsschwerpunkt liegt hierbei auf Methoden zur Verlängerung der Produktlebensdauer durch die Anwendung von Upgrades. Der Kern dieser Arbeit ist eine Methodik zur Unterstützung der Entwicklung. Einen wesentlichen Schwerpunkt der Methodik bilden Leitfragen. Die Leitfragen dienen dazu, die Upgrade-Fähigkeit eines Produktes zu bewerten, wobei der Fokus auf der Nutzungsphase liegt. Anschließend erfolgt die Darstellung verschiedener möglicher Konzepte zur Umsetzung von Upgrades auf der Architekturebene. Nach der Detaillierung des ausgewählten Konzeptes erfolgt eine abschließende Bewertung der Auswirkungen auf die weiteren Produktlebensphasen. Die Anwendbarkeit der entwickelten Methodik erfolgt anhand eines Laptops als Produktbeispiel. Diese Methodik ist als Ergänzung zu bestehenden Verfahren gedacht und kann bereits bei der Planung von Produkten in der Produktgenerationsentwicklung eingesetzt werden. Auf Basis der Methodik können zielführend Entscheidungen zur Upgradefähigkeit und den Upgrademöglichkeiten für Produkte während der Planung und Konzeption getroffen werden.



Duwe, Julian;
Entwicklung eines Ausgabespeichers zur Aufnahme von Kleinteilen an Spritzgussmaschinen. - Ilmenau. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

In dieser Bachelorarbeit wird ein Ausgabespeicher zur Aufnahme von Kunststoff-Kleinteilen verschiedener Größen aus Spritzgussmaschinen entwickelt, um das manuelle Bereitstellen von Kisten zu automatisieren sowie den Personalaufwand und ungeplante Störungen des Betriebsprozesses zu reduzieren. Die Arbeit beginnt mit der Abstimmung der Anforderungen mit dem Kunden und berücksichtigt dabei den begrenzten Bauraum in dessen Produktionshallen sowie die Einhaltung sicherheitsrelevanter Richtlinien beim Betrieb der Anlage. Die vorliegende Arbeit bietet einen detaillierten Einblick in den Entwicklungsprozess und die technischen Herausforderungen bei der Konstruktion eines solchen Ausgabespeichers. Es werden zwei verschiedene Lösungskonzepte mit vertikaler Bauweise erarbeitet, die sich in ihrer technischen Umsetzungsmöglichkeit unterscheiden. Der wesentliche konstruktive Unterschied besteht darin, dass die Kisten selbst transportiert werden oder fest an einer Stelle verbleiben. Beide Konzepte werden durch das Erstellen Technischer Prinzipe weiter untersetzt. Anhand unterschiedlich gewichteter Bewertungskriterien (technisch und ökonomisch) wird eine Vorzugsvariante mit feststehenden Kisten herausgearbeitet, welche mittels einer verfahrbaren Transporteinheit mit Kippmechanismus befüllt werden. Das Konkretisierte Technische Prinzip bildet die Basis für die Konstruktion und die Dimensionierung der benötigten Aktoren der Anlage, unter Berücksichtigung der Zykluszeit der Spritzgussmaschine. Das Ergebnis ist ein rein elektrisch betriebener Ausgabespeicher, der durch nur zwei Aktoren angetrieben wird. Dieser ist so konzipiert, dass er flexibel, ohne das Umrüsten von Baugruppen an verschiedene Spritzgussmaschinen-Typen anpassbar ist und unterschiedliche Kistengrößen aufnehmen kann. Der entwickelte Ausgabespeicher erfüllt alle Kundenanforderungen und aufgrund seiner Flexibilität kann er auch für den breiten Markt von Interesse sein.



Hong, Zhenyu;
Entwurf von Brems-/Festhaltungskonzepten für Heckklappenantriebe an Personenkraftwagen. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

Die zunehmende Verbreitung von Fahrzeugen mit automatisch öffnenden Heckklappen eröffnet neue Herausforderungen im Bereich der Brems- und Festhaltungskonzepte. Das Ziel dieser Arbeit ist es, effiziente Lösungen zu entwickeln, die in verschiedenen Öffnungsstellungen Brems- und Haltemomente gewährleisten können. Diese Lösungen müssen unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten wie Einklemmung und Witterungseinflüssen funktionieren. Darüber hinaus sollten die Heckklappen individuell steuerbar sein, um personalisierte Öffnungswinkel zu ermöglichen. Die bevorzugten Konzepte sollten in den begrenzten Bauraum der Heckklappenantriebe integrierbar sein und die Möglichkeit bieten, den Antriebsmotor in der Halteposition abzuschalten. Die vorliegende Arbeit umfasst eine Bestandsaufnahme bestehender Brems- und Haltekonzepte, die Analyse der Anforderungen und Randbedingungen, die Entwicklung neuer Lösungen und die Erstellung eines Grobgestaltung für die bevorzugte Lösung.



Kranz, Florian;
Entwicklung einer harmonisierten Gesamtarchitektur für parallel existierende mobile Robotersysteme unter Nutzung von MBSE. - Ilmenau. - 166 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2023

Wir befinden uns in einer Zeit sich rasant entwickelnder Technologien. Auch die unaufhaltsam wachsende Robotik-Branche ist hiervon betroffen. In dieser Ära der Technik werden robotische Systeme stetig mehr in den menschlichen Alltag integriert, was eine immer stärker werdende Mensch-Roboter-Kollaboration mit sich bringt. Auch in der Industrie 4.0 ist eine kontinuierlich weiter reichende Integration robotischer Systeme, beispielsweise durch intelligente Serviceleistungen, zu beobachten. Die vielfältigen Einsatzgebiete und Aufgabenfelder für Robotersysteme bringen ein breites Spektrum an Anforderungen mit sich. Es ergibt sich die Notwendigkeit unterschiedlichster Varianten robotischer Systeme, welche insbesondere von Unternehmen wie MetraLabs entwickelt werden. Sie bieten unzählige Möglichkeiten, den Horizont sowohl von Einzelpersonen als auch von Unternehmen zu erweitern. Angesichts dieser Entwicklungen steht die Industrie vor dem dringenden Bedarf, die Struktur und Architektur solcher Syste me zu optimieren und zu harmonisieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine universelle Robotersystem-Architektur zu schaffen, die sowohl aktuelle als auch zukünftige Anforderungen berücksichtigt. Im Mittelpunkt dieser Masterarbeit steht die Entwicklung einer harmonisierten Gesamtarchitektur für die Robotersysteme von MetraLabs, einschließlich der Modelle „TORY RFID“, „TORY SHELF“ und „STERYBOT“ auf Grundlage der Code-Basis jener Roboter. Mit dem methodischen Ansatz des Model-Based Systems Engineering (MBSE) werden SysML-Modelle dieser Roboter entwickelt. Das SysML-Modellierungswerkzeug Papyrus wurde aufgrund seiner Eclipse Public License ausgewählt, um Zustandsautomaten und Aktivitätsdiagramme zur Darstellung der entwickelten Architektur zu nutzen. Basierend auf einer eingehenden Analyse bestehender Robotersysteme wurde ein Top-Down-Ansatz angewendet, um eine zukunftssichere und harmonisierte Architektur zu schaffen. Kernpunkte dieser Arbeit umfassen die Identifizierung von Optimierungspotentialen, die Vereinheitlichung von Prozessen, und die Einführung neuer Zustände für eine verbesserte Zustandsmaschine. Das Ergebnis ist eine optimierte, kundenzentrierte Architektur, die den Entwicklungsprozess verbessert und die Heterogenität und Komplexität der Robotersysteme von MetraLabs harmonisiert.



Breymaier, Maike;
Anpassung einer Rückwand-Anlage von Papp-Elementen auf Blech. - Ilmenau. - 79 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2023

Neue Brandschutzverordnungen für den Markt Australien/Neuseeland erfordern den Aus-tausch der bisherigen Papp-Rückwand bei Kühl- und Gefriergeräten durch eine Blech-Rückwand. Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Konzeptionierung und Ausarbeitung notwendiger Umbaumaßnahmen an der Rückwand-Montageanlage, damit diese in Zukunft in Gemischtfahrweise betrieben werden kann. Nach einer ausführlichen Einführung in den Ist-Stand des Prozesses und der Beschreibung der einzelnen Baugruppen wird eine Fehleranalyse des Prozesses durchgeführt. Der Schwerpunkt ist dabei auf die Verarbeitung des Rückwandblechs gelegt. Die zu überarbeitenden Komponenten und Funktionen werden aus der Fehleranalyse abgeleitet. Als Grundlage für die Bearbeitung wird eine Übersicht der auf der betroffenen Linie gefertigten Kühlgeräte-Typen erstellt, aus der die eingesetzten Gebinde abgeleitet werden. Zudem werden weitere notwendige Rahmenbedingungen und Anforderungen definiert. Für die Lösung der Aufgaben werden systematisch geeignete Konzepte entwickelt und ihre Vor- und Nachteile gesammelt. Geeignete Varianten werden gegenübergestellt und nach unterschiedlichen Gesichtspunkten bewertet und gewichtet, sodass die optimale Lösung ermittelt werden kann. Die gewählten Konzepte werden anschließend in einer 3D-CAD Umgebung konstruktiv umgesetzt und die dazugehörige Konstruktion wird beschrieben. Nachfolgend werden die Umbaumaßnahmen im Rahmen der Risikobeurteilung hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Sicherheit der Anlage untersucht, bevor die Arbeit mit einem Fazit und Ausblick abgeschlossen wird.