Forschungsschwerpunkte und Themenfelder

Montage / Handhabung / Robotik

Schwerpunkte

• Entwicklung kollaborierender Endeffektoren mit erweiterten Sicherheitsfunktionen
• Berechnung und Dimensionierung neuer Roboter und Manipulatoren für beliebige Bewegungs- und Handhabungsaufgaben
• Entwurf und Konstruktion von Roboterhandgelenken mit virtuellem Drehpunkt
• Berechnung und Bewertung des verfügbaren Arbeitsraums
• Analyse und Bewertung der Genauigkeit von Robotern und Erarbeitung von Maßnahmen zur Verringerung von Positions- und Winkelabweichungen (Justage, Gestaltung, Software)
• Projektierung und Planung von Handhabungsaufgaben jeder Automatisierungsstufe
• Modellierung, Simulation und Optimierung von Handhabungsgeräten durch MKS und FEM
• Konzeptentwurf und konstruktive Gestaltung von Vorrichtungen und sonstigen Betriebsmitteln der Füge- und Montagetechnik

Gerätetechnische Ausstattung

• Universal Robot UR5 (kollaborierender 6achsiger Roboter)
• Montagezelle mit Bandtransfersystem (4achsiger Roboter)
• Demonstratoranlage zur automatischen Montage an einem Rundtaktsystem

Ansprechpartner

Prof. Maik Berger

Koppelgetriebe

Schwerpunkte

• Analyse und Synthese von ebenen und räumlichen Koppelgetrieben sowie kombinierten Getriebestrukturen (Ketten-, Riemen-, Rädergetriebe, etc.)
• Auslegung von Schritt- und Rastgetrieben
• Entwicklung neuer Berechnungsmethoden (analytisch/numerisch) für Koppelgetriebe und hybride Getriebestrukturen
• Entwicklung interaktiver, miteinander verknüpfter Syntheseverfahren in Mehrkörper-, Mathematik- und CAD-Umgebungen
• Methodenentwicklung für die Behandlung dynamisch hochbeanspruchter Koppelgetriebe in Verpackungs- und Textilmaschinen
• Entwicklung antriebsoptimaler teilflexibler Führungsgetriebe für Transfer und Pick & Place Anwendungen

Ansprechpartner

Pascal Schnabel, M.Sc

Kurven- und Kurvenschrittgetriebe

Schwerpunkte

• Optimale Anpassung von Bewegungsfunktionen durch Interpolation bzw. Approximation von Polynomfunktionen, VDI-Bewegungsgesetzen und Spline-Funktionen
• Sonderformen ebener und räumlicher Kurven- und Kurvenschrittgetriebe
• Struktur- und Maßsynthese für Führungskurvengetriebe
• Parametrische Modellierung und MK-Simulation von Kurvengetrieben
• FEM-Untersuchung der Kontaktbedingungen zwischen Rolle und Kurvenkontur
• Bestimmung von Fräserbahnen bei Nutkurven mit kleinem Fräserradius für die Fertigung
• Entwicklung neuer Antriebslösungen für Hochlastrundschalttische

Ansprechpartner

Claas Duarte Nanninga, M.Sc.

Textilmaschinentechnik

Schwerpunkte

• Entwicklung neuer Antriebslösungen für neuartige Bewegungsaufgaben und Bindungsstrukturen
• Prozessorientierte Synthesemethodik: Synthese, Prozesssimulation, Optimierung
• Optimierung von Synthesealgorithmen für komplexe Bewegungsaufgaben
• Textile Ummantelungstechniken: Flechten, KeMaFil
• Handhabung von biegeschlaffen Materialien in schnelllaufenden Verarbeitungsmaschinen
• Ganzheitliche Synthese von Koppelgetriebestrukturen unter Berücksichtigung kinetostatischer und dynamischer Effekte

Ansprechpartner

Karsten Gerlach, Dipl.-Ing.

Sportgerätetechnik

Schwerpunkte

• Analyse, Bewertung und Optimierung von Sport- und Reha-Geräten hinsichtlich Ergonomie und Effektivität
• Entwurf und Konstruktion neuer Antriebsbaugruppen zur Umsetzung konkreter Bewegungsaufgaben
• Entwicklung und Umsetzung neuer Gerätekonzepte
• Aufbau von virtuellen Modellen zur MK- und FE - Simulation
• Abbildung von Bewegungsverläufen mit einem haptischen Feedback-System zur experimentellen Erprobung und subjektiven Bewertung von Produkten

Medizintechnik

Schwerpunkte

• Entwurf von kinematischen Konzepten zur Führung von medizinischen Instrumenten und Geräten
• Analyse, Bewertung und Optimierung von Bewegungssystemen in der Medizintechnik
• Konzeption von mechanischen Antriebssystemen für Stechhilfen
• Simulation einzelner Komponenten oder gesamter Baugruppen mittels FEM und MKS
• Entwicklung von Mechanismen zur Unterstützung der Biomechanik des Menschen

Ansprechpartner

Luise Brinster, M. Sc.

Antriebstechnik für Sondermaschinen und –baugruppen

Mechanismen für branchenspezifische Aufgabenstellungen, wie z. B. Verpackungs- und Hochspannungstechnik, Beschlagtechnik, Logistik, usw.

Schwerpunkte

• Entwicklung und Optimierung von Hybridlösungen, z. B. in Kombination von Mechanismen mit Riemengetrieben mit linearer und nichtlinearer Übersetzung
• Kinematische Antriebslösungen für Schalter und strukturveränderliche Baugruppen
• Hybride Mechanismen zur Erzeugung flexibler Übertragungs- und Führungsbewegungen

Antriebslösungen für Schwermaschinen

Mechanismen aus dem Bereich der Walzwerks- und Umformtechnik (Gerüstbereich, Scheren, Rollgänge, Adjustage, Handhabung, usw.)

Schwerpunkte

• Entwicklung und Optimierung von Antriebslösungen für den Bereich der Walzwerks- und Umformtechnik, wie z. B. Antriebsstrang, Ausbalancierungen, usw.
• Kinematische Entwicklung von Konzepten für Blech- und Bandscheren
• Variantenstudien für die Band- und Blechhandhabung, wie Seitenführungen, Brammenwender, Haspelkinematik, Transport und Weitergabe, usw.
• Entwicklung von Antriebskomponenten für Umformprozesse, wie z. B. Antriebs- und Bewegungslösungen für Biege- und Falzprozesse
• Handhabungs- und Antriebstechnik zur Umgestaltung nicht ergonomisch Tätigkeiten, wie z. B. roboterbasierte Automatisierung des Reckwalzens, Transportoptimierung für KLT‘s

Ansprechpartner

Prof. Maik Berger

Mehrkörpersimulation (MKS)

Schwerpunkte

• Erweiterung, Entwicklung und Implementierung von Berechnungs- und Optimierungsalgorithmen für kommerzielle Softwaretools (Mechanismentechnik)
• Methodenentwicklung zur Integration von CAD, MKS und analytischer Berechnung
• Gesamtsimulation von Antriebssträngen (elektrisch, pneumatisch/hydraulisch, mechanisch, usw.)
• Redundanzbetrachtungen zur Gelenksimulation & Tolerierung
• Systemsimulationen haptischer Bewegungsaufgaben

Finite-Elemente-Methode (FEM)

Schwerpunkte

• Strukturdynamische 3D-Berechnungen für Bauteile und Baugruppen
• Festigkeits- und Modalanalysen, Bauteil- und Kerbstellenoptimierung
• Lebensdauerberechnungen nach der FKM-Richtlinie

Tagungsreihe SAXSIM
- jährlich stattfindendes Simulations-Anwendertreffen -

Ansprechpartner

Prof. Maik Berger

Bewegungsdesign

Schwerpunkte

• Gestaltung optimaler Bewegungsabläufe für Koppel-, Kurven- und Kurvenschrittgetriebe sowie elektronischer Kurvenscheiben
• Kombination von Motion Control und Mechanismen
• Optimierung hinsichtlich maximalem / effektivem Antriebsmoment, Gelenkkräften, Positioniergenauigkeit
• Bewegungsdesign unter Berücksichtigung der Mechanismen-Struktur und der Kinetostatik

Softwareentwicklung

Schwerpunkte

• Entwicklung der Berechnungssoftware MOCAD
  • Berechnung von Kurven- und Kurvenschrittgetrieben
  • Interaktives Bewegungsdesign durch eine leicht zu bedienende Benutzeroberfläche
  • Implementierung neuer Bewegungsdesign-Methoden
• Entwicklung der Mathcad‐Toolbox MATHTOOL zur Synthese und Analyse ungleichmäßig übersetzender Getriebe
• Kombination von CAD‐Systemen mit mathematischer Berechnungssoftware
• Schnittstellenentwicklung um Funktionalitäten in Softwareumgebungen zu integrieren

Ansprechpartner

Kassandra Franke, M.Sc.

Versuch / Technik

Versuchsstände

Montagezelle

• Durchführung von Montagevorgängen mit den entwickelten speziellen Greifern
• Darstellung der Möglichkeiten einer modernen automatisierten Montage im Praktikum

Kurbelschwinge

• Automatische Bahnkorrektur eines ungleichmäßig übersetzenden Getriebes durch Nachführung des Aktuators an einer vorgegebenen Kurve, Kurvenscheibendesign

Schubkurbel

• Dynamische Korrektur der Elastizität einer reellen Maschine durch geeignete Reglerstrukturen
• Umsetzung eines Koppelgetriebes mit mehreren Antrieben

Linearachse

• Erprobung der optimierten Antriebsauslegung anhand verschiedener Bewegungsgesetze

Haptisches Force-Feedback

• Verdeutlichung der Rückwirkung verschiedener Getriebe

Montageautomat

• Optimierung von Montageprozessen am Beispiel der Chiphalter-Montage

Längstaktsystem

• Verdeutlichung verschiedener Bewegungsgesetze zur optimalen Positionierung

Dornier-Webmaschine

• Verdeutlichung des Funktionsprinzips einer Webmaschine

Flechtmaschine

• Erforschung neuer Flechtverfahren und Bindungsstrukturen

Ansprechpartner

Mike Männel, B.Sc.