Gruppenleitung Robotik

Du bist Expert/in im Bereich Robotik und autonomer Systeme? Dann bist du bei uns genau richtig! Wir suchen eine Persönlichkeit mit fundierten Kenntnissen in der Entwicklung und Implementierung innovativer Robotiklösungen für die Produktion zur Leitung unserer Arbeitsgruppe Robotik.

Ein abgeschlossenes Hochschulstudium (Diplom oder Master) in Informatik, Robotik, Maschinenbau oder einer vergleichbaren Disziplin, sowie eine abgeschlossene Promotion mit nachgewiesenen überdurchschnittlichen Leistungen sind Voraussetzung. Erfahrungen in der Leitung von Projekten und Teams sind von Vorteil.

Simulationsgestützte Einblicke in Verformung und Mikrostruktur beim Reibrührschweißen

Das Reibrührschweißen (FSW) ist ein innovatives Festkörper-Fügeverfahren, bei dem ein rotierendes Werkzeug entlang der Fügefläche bewegt wird, wodurch Reibungswärme entsteht und das Material mechanisch vermischt wird, ohne zu schmelzen. Dieses Verfahren führt zu starken, hochwertigen Schweißnähten und wird häufig zum Fügen von Leichtmetalllegierungen in der Luftund Raumfahrt, der Automobilindustrie und anderen Branchen eingesetzt. Das Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen Prozessparametern, Verformungsverhalten und sich entwickelnder Mikrostruktur ist für die Weiterentwicklung dieser Technologie und die Optimierung industrieller Anwendungen von entscheidender Bedeutung. Numerische Simulationen bieten leistungsstarke Werkzeuge, um tiefere, quantitative Einblicke in diese zugrunde liegenden Mechanismen zu gewinnen, was vorausschauende
Verbesserungen und ein besseres Verständnis der Beziehungen zwischen Prozess und Struktur ermöglicht.

Details können in nachfolgend verlinktem PDF gefunden werden:

Simulationsgestützte Einblicke in Verformung und Mikrostruktur beim Reibrührschweißen

Implementierung eines Cobot-Zweiarm-Systems für die Fertigungstechnik auf Basis von Open-Source-Robotik

Diese Masterarbeit untersucht die Vorteile humanoider Roboter in der Fertigungstechnik und konzentriert sich dabei auf ihr Potenzial, Fertigungsprozesse zu revolutionieren. Humanoide Roboter bieten einzigartige Vorteile, darunter die Anpassungsfähigkeit an menschenzentrierte Arbeitsbereiche, eine verbesserte Flexibilität bei der Aufgabenausführung und eine verbesserte Zusammenarbeit mit menschlichen Mitarbeitern. Ihr Design ermöglicht eine nahtlose Integration in bestehende Produktionslinien ohne umfangreiche Umkonfigurationen. Diese Forschung zielt darauf ab, aufzuzeigen, wie humanoide Roboter die Effizienz steigern, arbeitsintensive Aufgaben reduzieren und die Sicherheit am Arbeitsplatz verbessern können.

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Implementierung eines Cobot-Zweiarm-Systems für die Fertigungstechnik auf Basis von Open-Source-Robotik

KI-basierte Getriebeüberwachung – Predictive Maintenance

Ziel der Abschlussarbeit ist die Analyse von Getriebefehlern mit dem Schwerpunkt auf der Zustandsüberwachung von Anomalien, die sich aus verschiedenen Fehlerarten ergeben. Dabei soll ein innovativer, KI-basierter Ansatz entwickelt werden, um sensorbasierte Daten mit den spezifischen Fehlerarten zu verknüpfen. Durch die Kombination moderner Datenverarbeitungstechniken und maschineller Lernverfahren wird eine präzise Identifikation und Klassifizierung von Anomalien angestrebt, um die Zuverlässigkeit und Effizienz von Getrieben nachhaltig zu verbessern.

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KI-basierte Getriebeüberwachung – Predictive Maintenance

Robotersimulation für die Interaktion mit verformbaren Körpern in einer industriellen Montage

Traditionelle Roboterbaugruppen nutzen hauptsächlich positionsbasierte Steuerung und sind dadurch im Nachteil gegenüber menschlichen Bedienern, die durch Fühlen präzisere Anpassungen vornehmen. Die Integration von Kraft- und Drehmomentdaten in die Rückkopplungsschleife verbessert die Steuerung und ist essenziell für KI-gesteuerte Roboter. Um Trainingsaufwand zu optimieren, werden diese Daten in der Simulation für eine industrielle Montage mit deformierbaren Körpern generiert. Diese Arbeit entwickelt eine Pipeline zur effizienten Erzeugung solcher synthetischer Daten.

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Robotersimulation für die Interaktion mit verformbaren Körpern in einer industriellen Montage

Kopplung der FEM-Simulation mit Robotersimulationen für berührungsintensive Montageaufgaben

Robotersimulationssoftware hilft dabei, das Verhalten von Robotern nachzubilden, Daten zu ergänzen und unsichere Kollisionspfade ohne zusätzlichen Ressourcenaufwand zu vermeiden. Im Vergleich zu herkömmlicher FEM-Software sind diese Tools jedoch nicht in der Lage, das mechanische Verhalten von Objekten in der Umgebung genau zu modellieren. In dieser Arbeit soll diese Lücke durch die Integration von Robotersimulation und FEM-basierter Modellierung geschlossen werden. Ziel ist es, ein realistisches, dynamisches mechanisches Verhalten von Zielobjekten in berührungsintensiven Montageaufgaben zu erreichen und damit genauere und praktikablere Robotersimulationen zu ermöglichen.

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Kopplung der FEM-Simulation mit Robotersimulationen für berührungsintensive Montageaufgaben

Experimental Studies on Acoustic Emission Sensor Verification

In dieser Masterarbeit soll untersucht werden, ob es möglich ist, die Kalibrierungsreaktionen von AE-Sensoren mit einem einfacheren Aufbau unter Verwendung eines Laser-Doppler-Vibrometers vorherzusagen. Ziel ist es, ein Vorhersagemodell  zu erstellen, mit dem die Qualität von Sensoren auf der Grundlage eines leichter zugänglichen und kostengünstigeren Prüfverfahrens bewertet werden kann.

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Experimental Studies on Acoustic Emission Sensor Verification

Entwurf und Entwicklung eines smarten Sensors zur Prozess- und Zustandsüberwachung

Zum Zweck der Echtzeitüberwachung, welche in der Arbeitsgruppe „Zustandsüberwachung“ ein zentrales Thema spielt und durch Einsatz von Ultraschallsensoren bereits umgesetzt wird, soll in dieser Arbeit nun ein intelligenter Sensor entwickelt werden. Um die Grundlage hierfür zu bilden, soll ein kommerziell erhältlicher, relativ niederfrequenter Sensor mit einem Mikrocontroller / Einplatinenrechner erweitert werden, sodass dieser in der Lage ist, Daten zu sammeln, zu verarbeiten und über eine geeignete Kommunikationsschnittstelle weiterzuleiten. Der Vergleich des entwickelten Sensors mit einem entsprechenden kommerziellen System soll die Arbeit schließlich abrunden.

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Entwurf und Entwicklung eines smarten Sensors zur Prozess- und Zustandsüberwachung

Recycling von silikatischen Gießereibindern und Kernsanden

Diese Arbeit zielt darauf ab, ein Verfahren zu entwickeln, das die Löslichkeit des Natriumsilikatbinder nutzt, um es nach dem Gießprozess bei erhöhten Temperaturen nur mit Wasser ohne zusätzliche Chemikalien zu waschen. Beim Waschprozess entsteht Abwasser, das gelöstes Bindemittel und andere Verunreinigungen enthält. Das zweite Ziel besteht darin, dieses Wasser zu recyceln, damit es zu einem Bindemittel verarbeitet werden kann und nicht entsorgt werden  muss, wodurch der Materialkreislauf sowohl für das Bindemittel als auch für den Sand geschlossen wird.

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Recycling von silikatischen Gießereibindern und Kernsanden

Simulation des Rührreibschweißens

Im Rahmen der Arbeit soll ein Finite-Elemente Modell in Abaqus aufgebaut werden, das die Entwicklung der Temperatur sowie die Entstehung von Eigenspannungen beim Rührreibschweißen berechnet.

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Simulation des Rührreibschweißens

Aufbau einer Schnittstelle zur Kontrolle von KUKA Industrierobotern mithilfe des ROS-Frameworks

Das Robot Operating System (kurz: ROS) ist ein modulares, open-source Framework, das in der Forschung und Entwicklung moderner Robotersysteme weit verbreitet ist.

Da die Programmierung über die herkömmliche KUKA-Steuerung für fortschrittliche Steuerungsund Regelungsaufgaben nicht ausreichend ist, soll am Lehrstuhl Mechanical Engineering eine ROSbasiertes Steuerungssystem für zwei vorhandene KUKA KR1000 Titan Industrieroboter, mit einer Traglast von 1000 kg, entwickelt werden. Dieses System soll die Grundlage für zukünftige Forschung im Bereich intelligenter Trajektorienplanung sowie komplexer (Kraft-)Regelungsalgorithmen bilden.

Im Rahmen dieser Arbeit erhältst du die Möglichkeit, praktische Erfahrungen mit Industrierobotern zu sammeln und gleichzeitig an der Schnittstelle zwischen Forschung und industrieller Anwendung zu arbeiten.

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Aufbau einer Schnittstelle zur Kontrolle von KUKA Industrierobotern mithilfe des ROS-Frameworks

Messung von Schallemissionen und Vibrationen von Getrieben für die vorausschauende Wartung

Von verschiedensten Fahrzeugen und Hubschraubern über Roboter bis hin zu Windkraftwerken – wir verlassen uns auf Getriebe für die Übertragung der notwendigen Energie, um die Technologien zu betreiben, die unseren Alltag und die industrielle Produktion bestimmen.
Die zuverlässige Funktion dieser Getriebe ist essenziell, weil Getriebeschäden zu Unkosten, Produktionsstillstand oder sogar Sicherheitsrisiken führen können.
Die Zustandsüberwachung, die frühzeitige Erkennung und die Vorhersage von Fehlern ist deshalb eine Wichtige Aufgabe.

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Messung von Schallemissionen und Vibrationen von Getrieben für die vorausschauende Wartung