Vorlesung MRK in der industriellen Robotik

Einführung in die zentralen Themen und wichtigsten Rechenverfahren der Robotik

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Veranstaltungsort: Universität Luxemburg

Zeitraum: 04.02.2019  08.02.2019

Voraussetzungen:

  • Grundlegende Kenntnisse der aktuellen Theorien sowie der Entwicklungen in der Robotik
  • Grundlegende Kenntnisse der Rechenmethoden, die in der Robotik verwendet werden
  • Ein Vorbereitungskurs ist verpflichtend

Lernziele/Kompetenzen:

  • Entwicklung und Lösung von Planungsaufgaben
  • Analyse und Problemlösung bei Steuerungs-und Robotertechniken
  • Programmieren von Robotern für einfache Aufgaben
  • Interkulturelles Lernen und Teamwork

Die vorangegangenen Robotix-Blocklernveranstaltungen dieser Art fanden am 02.02.2015 auf dem Campus Kirchberg in Luxemburg, am 15.02.2016 am ZeMA in Saarbrücken, am 6. Februar 2017 auf dem Campus der Universität Lüttich und am 05. Februar 2018 auf dem Campus der Universität Lothringen statt.

Vorlesung Robotix WS 16/17

Vom 06. Februar 2017 bis zum 10. Februar 2017 fand an der Universität Liège die 3. Robotix Lehrveranstaltung mit 31 Studenten aus der Großregion statt. Die teilnehmenden Studenten kommen neben der gastgebenden Universität Liège (Prof. Bruls) von der Universität Saarbrücken (Prof. Müller), der Universität Luxemburg (Prof. Plapper) sowie der Hochschule Trier Umwelt-Campus Birkenfeld (Prof. Gerke) und der Université de Lorraine (Prof. Abba).

In der Vorlesung Robotix „Mensch-Roboter-Kooperation in der industriellen Produktion“ wurde den Studenten ein Einblick in die Robotik gegeben und dies mit Hilfe von Übungen und praktischen Projektarbeiten vertieft.

Um den interkulturellen Austausch zu fördern, führte Herr Dr. Anders Seim von der process management consulting AG in Saarbrücken ein Teambuilding durch. In internationalen Teams lösten Studenten verschiedene Aufgaben, lernten einander kennen und reflektierten im Nachgang ihre Eindrücke. Dadurch wurde die Voraussetzung für ein erfolgreiches Miteinander geschaffen, das in der Projektarbeit noch weiter vertieft werden sollte.

Ein Schwerpunkt der Vorlesung war die Thematik Mensch-Roboter-Kooperation. Mensch-Roboter-Kooperations-fähige Robotersysteme erlauben die Umsetzung von Applikationen, bei denen keine zusätzlichen Schutzeinrichtungen notwendig sind. Entsprechende Robotersysteme wurden den Studenten im Rahmen der Veranstaltung vorgestellt. Als Abschluss der Lehrveranstaltung setzten die Studenten in einer praktischen Gruppenarbeit Roboterapplikationen um, bei denen klassische Aufgaben wie das Handhaben von Objekten, Pick & Place-Aufgaben sowie das sensitive Fügen mit Hilfe der MRK-fähigen Robotersysteme von den Studenten realisiert wurden.

Abgerundet wurde die Veranstaltung durch Präsentationen der Firmen Schunk, ABB und KUKA, welche ebenfalls die Thematik der MRK aufgriffen.

Abschließend möchten wir uns im Namen der Professoren, Studenten und Mitwirkenden recht herzlich bei unseren Sponsoren für ihre großzügige finanzielle Unterstützung bedanken, ohne die die Ausführung einer solchen Lehrveranstaltung nicht möglich wäre.

Sponsoren:

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Mensch Roboter Kooperation in der industriellen Produktion

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Dozent: Prof. Dr. Ing. Rainer Müller sowie Dozenten der Universitäten der Großregion

Lernziele/Kompetenzen

  • Verständnis über die Regelung von Roboterstrukturen
  • Bedienung verschiedener Robotersysteme
  • Roboteranwendungen in der Praxis
  • Messtechniken zur Steigerung der Genauigkeit von Robotersystemen
  • Arbeiten an Roboterapplikationen

Inhalt:

  • Einblick in die allgemeine Robotik
  • Grundlagen für die Bahnplanung von Robotersystemen
  • direkte Mensch-Roboter-Kooperation

Die erste Lehrveranstaltung Robotix fand am 02. Februar 2015 auf dem Campus Kirchberg in Luxemburg statt.  In den ersten Vorlesungen erhielten die Studenten einen Einblick in die allgemeine Robotik der durch Übungen am Nachmittag weiter vertieft wurde.

 

 

Montage und Inbetriebnahme von Kraftfahrzeugen

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Dozent: Prof. Dr. Ing. Rainer Müller

Lernziele/Kompetenzen

Fachbezogen:

  • Die Studierenden haben umfangreiche Kenntnisse auf dem Gebiet der Produkt- und Montagestruktur von Kraftfahrzeugen
  • Sie beherrschen das Vorgehen bei der Montageauslegung vom Produkt über den Prozess zu den Betriebsmitteln.
  • Sie kennen die einzelnen Aufgaben und Konzepte in Vormontage, Endmontage und Inbetriebnahme eines Kraftfahrzeugs.

Nicht fachbezogen (z.B. Teamarbeit, Präsentation, Projektmanagement, etc.):

  • Die Teamarbeit wird in Gruppenübungen gefördert.

 

Inhalt

Einführung in die Automobilmontage

  • Bedeutung und Einordnung der Montage in die Automobilproduktion, Aufbau von Serien-Pkw
  • Vormontage im Überblick
  • Modul- und Systemvormontage (Fahrwerk, Getriebe, Motor, Türen, Sitze, Cockpit), Prüf- und Einstelltechnologien
  • Vormontage des Antriebsstrang und des Fahrwerks
  • Montagelinien für Vorder- und Hinterachsen, Schraub- und Einstellanlagen
  • Endmontage im Überblick
  • Struktur und Aufbau der Endmontage, Fördertechnik in der Endmontage

Montagesystemtechnik

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Dozent: Prof. Dr. Ing. Rainer Müller

Lernziele/Kompetenzen

  • Die Studierenden besitzen einen Überblick über gängige Anwendungsfelder in der industriellen Montage
  • Sie entwickeln ein Verständnis für die unterschiedlichen Montageprinzipien
  • Sie kennen die verschiedenen Handhabungs- und Greifsysteme
  • Sie wissen um den Aufbau und die Funktionsweise von Maschinen und automatisierten Systemen für die Montage
  • Sie kennen den Aufbau und die Organisation von Montagesysteme
  • Sie beherrschen die Grundlagen der montagegerechten Produktgestaltung
  • Die Studierenden erlernen in den Übungen, wie teamorientiertes Projektmanagement in der Auslegung von Montagesystemen funktioniert.

Inhalt

Einführung in die Montagesystemtechnik

  • Bedeutung der Montage in der Produktion
  • Vorstellung industrieller Anwendungsfelder der Montage

Grundaufgaben der Montagesystemtechnik

  • Fügen und Handhaben
  • Inbetriebnahme, Sonderoperationen und Hilfsprozesse

Aufbau und Elemente

  • Aufbau eines Montagesystems
  • Speicher- und Zuführsysteme
  • Transportsysteme
  • Werkstückträger
  • Prozesstechnik
  • Zusatzeinrichtungen

Industrieroboter und Handhabungstechnik

  • Komponenten von Robotersystemen
  • Bauarten und Arbeitsräume
  • Steuerungstechnik für Roboter und Handhabungsgeräte
  • Programmierung und Simulation
  • Aufbau einer Robotersteuerung

Von der manuellen zur automatisierten Montage

  • Montage von Klein- und Großgeräten
  • Produktionshilfe in der manuellen Montage
  • Hybride und automatisierte Montage
  • Wandlungsfähige Montagesysteme

Montagegerechte Produktgestaltung

  • Maßnahmen an Einzelteilen und Baugruppen
  • Handhabungsrelevante Eigenschaften

Montageorganisation

  • Strukturprinzipen der Montage
  • Ablauforganisation
  • Planung und Projektierung von Montagesystemen
  • Grob- und Feinplanung
  • Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Kinematik, Dynamik und Anwendung in der Robotik

Dozent: Prof. Dr. Ing. Rainer Müller

Lernziele/Kompetenzen

  • Die Studierenden haben ein tiefes Verständnis über die Grundlagen der Robotertechnik.
  • Die Studierenden sind in der Lage Strukturen von Handhabungsgeräten zu erfassen, zu beschreiben und einer Analyse zuzuführen.
  • Die Studierenden kennen die wichtigsten Merkmale der verschiedenen Handhabungsgeräten und sind in der Lage die für die jeweilige Handhabungsaufgabe passende Gerätestruktur auszuwählen.
  • Die Studierenden sind fähig, den Bewegungszustand eines Handhabungsgerätes zu beschreiben und die für die Berechnung der Geschwindigkeiten und Beschleunigungen notwendigen Algorithmen aufzustellen.
  • Die Studierenden kennen die Verfahren zur kinematischen Vorwärts- und Rückwärtsrechnung.
  • Die Studenten kennen den Unterschied zwischen der dynamischen Vorwärts- und Rückwärtsrechnung.
  • Für die zu analysierenden Handhabungsgeräte leiten die Studierenden aus ihren gewonnenen Kenntnissen die erforderlichen Methoden und Verfahren zur Synthese und Analyse her. Sie sind damit in der Lage mit ihrem erworbenen theoretischen Hintergrund, umfassende Fragestellungen und Probleme zur Auswahl und Auslegung von Handhabungsgeräten aus der Industrie zu beantworten und zu lösen.
  • Die Studierenden kennen die wichtigsten Komponenten eines Industrieroboters
  • Die Studierenden kennen die üblichen Programmierverfahren von Industrierobotern

 

Inhalt

Struktur von Robotern:

  • Strukturen aus offenen kinematischen Ketten
  • Strukturen mit geschlossenen kinematischen Ketten
  • Auswahl optimaler Strukturen für vorgegebene Handhabungsaufgaben
  • Greifer, Greiferaufgaben, Greiferkomponenten
  • Antriebe

Kinematik:

  • Zugeschnittene Berechnungsverfahren
  • Allgemeine Berechnungsverfahren nach Hartenberg/Denavit:
  • Hartenberg/Denavit-Notation; Koordinatentransformation;
  • Vorwärtsrechnung, Rückwärtsrechnung; Berechnung der Geschwindigkeiten und der Beschleunigungen der Glieder

Dynamik:

  • Berechnung der Antriebskräfte und -momente bei vorgegebener Bahn und Belastung
  • Berechnung der Bahnabweichungen aufgrund von Elastizitäten der Glieder und Gelenke sowie Begrenzungen der Antriebsleistungen

Handhabungsgeräte in der Montage:

  • das Handhaben und seine Teilfunktionen
  • Vorstellung der Handhabungsgeräte
  • ausführliche Darstellung des Aufbaus und Komponenten eines Industrieroboters

Programmierverfahren für Industrieroboter:

  • Online- und Offline-Programmierung
  • hybride Programmierung

Bahnplanung und Bahngenerierung:

  • kinematische Randbedingungen
  • Bewegungsarten
  • Überschleifen
  • mathematische Beschreibung einer Bahn
  • Interpolationsverfahren

Systemoptimierung:

  • Abweichungen zwischen Realität und Simulation
  • Steigerung der Positioniergenauigkeit
  • Ermittlung der Zusatzlast am Endeffektor
  • Optimierung des Geschwindigkeitsverlaufs