Kategorie: Projekte

RecoRob

Das Ziel des Projektes “RecoRob” ist die Erforschung von Methoden und Verfahren zur automatisierten Probenahme unter Berücksichtigung eines späteren Einsatzes in kontaminierten Gebieten, insbesondere nach akut aufgetretenen Schadensfällen. Eine wesentliche Anforderung besteht darin, eine Basis für einen einsatztauglichen Erkundungsroboter zu legen, der von der Feuerwehr eingesetzt werden kann und eine qualifizierte Probenahme erlaubt.

PortaSOR

In diesem Projekt wird eine neue Generation von “sanften” und portablen Roboterarmen und Greifern mit immanenter Nachgiebigkeit erforscht und entwickelt. Bei der Entwicklung dieser Roboterarme mit nachgiebigen fluidischen Gelenken bilden Untersuchungen der Dynamik, Regelung und Steuerung Grundlage für ein effizientes und zuverlässiges Funktionieren des Gesamtsystems.

Pehdant

In diesem Projekt werden neue kompakte und effiziente pneumatisch-elektrische Hybrid-Drehantriebe erforscht, realisiert und getestet. Diese setzten sich aus einem neuartigen fluidischen Soft-Drehantrieb sowie einem innovativen Elektroantrieb zusammen, welcher ebenfalls eine regulierbare Nachgiebigkeit aufweist. Sie können überall da eingesetzt werden wo große Geschwindigkeiten, Präzision und Energieeffizienz im Vordergrund stehen, vereint mit hoher Betriebssicherheit welche durch Gewährleistung “sanfter” Interaktion zwischen den Anlagen und den Objekten (z.B. Personen) ermöglicht wird.

KoBSAR-II

Assistiv-wirkende Bewegungstherapie-Trainingsgeräte sowohl für obere als auch für untere Extremitäten sind Gegenstand dieses Forschungsprojekts. Auf Basis von neu entwickelten multiaxialen Antriebselementen sollen sich die Trainingsgeräte an die komplizierten Bewegungsformen des menschlichen Körpers anpassen und somit einen verbesserten Bewegungskomfort bei der Rehabilitation von neurologischen und orthopädischen Erkrankungen gewährleisten.

KoBSAR

In diesem Forschungsvorhaben wurde eine Klasse neuartiger assistiv-restaurativer Bewegungstherapie-Geräte erforscht und entwickelt, die die Grundlage Rehabilitationstherapie bilden können. Der technische Ansatz besteht in der Anwendung neuer pneumatischer Direkt-Drehantriebe mit innewohnender Nachgiebigkeit, die somit grundsätzlich assistiv-kooperierend sind. Mittels einfacher Luftdruckmessungen und Rückkopplungen wird die Nachgiebigkeit regelbar. Dadurch werden „aktive“ Interaktionen und somit assistive Bewegungsabläufe ermöglicht. Ein Prototyp des assistiven Kniebewegungstherapiegerätes befindet sich zurzeit in der Phase der klinischen Tests.

Leichtbauroboter

Ziel des Forschungsvorhabens war es, ein innovatives Roboter-Baukastensystem zu konzipieren und zu entwickeln, das sich durch eine Reihe von Eigenschaften von den heute gängigen Robotersystemen unterscheidet und diese in wesentlichen Funktionsmerkmalen übertrifft. Das neuartige Robotersystem sollte insbesondere mit neuartigen fluidischen Gelenkantrieben ausgestattet sein, die elastisch und nachgiebig sind, was einen weitgehend gefahrlosen Einsatz solcher Robotersysteme in der Umgebung des Menschen zulässt.

7-Gelenk-Roboter

Ziel des Forschungsvorhabens war die Weiterentwicklung und praktische Erprobung der spezifischen Eigenschaften einer innovativen, hochgenauen Steuerung für 7-Gelenk Roboter – Kinematik Configuration Control (KCC-7R). Die im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelte Robotersteuerung ist für die Ansteuerung der gesamten 7-Gelenk Roboterklasse geeignet. Die Anpassung an eine bestimmte Robotermechanik erfolgt durch einfache Eingabe von Roboterparametern wie Länge der Glieder, Gelenkdrehrichtung und Gelenkwinkelrestriktionen.

ModFlex

In einer Vielzahl von Anwendungen müssen im Rahmen mikrobiologischer, biomedizinischer, klimatechnischer und verfahrenstechnischer Prozesse kleinste Strömungsgeschwindigkeiten und/oder Volumenflussraten von Gasen und Flüssigkeiten in Rohrleitungen gemessen werden. Als Beispiele hierfür sind die Dosierung kleinster Flüssigkeitsmengen in der Bioanalytik, der Betrieb von Mikroreaktoren und die Überwachung klimatechnischer Anlagen zu nennen.

Ethylensensorik

Das Projekt befasst sich mit der Entwicklung von Gasmesssystemen zur Detektion des Gases Ethylen im ppbv-Messbereich für fruchtlogistische Anwendungen. Die Messsysteme basieren auf in Silizium gefertigten miniaturisierten Gaschromatographiesäulen, die mit Metalloxid-Gassensoren und miniaturisierten Gasanreicherungseinheiten gekoppelt sind. Als Anwendungsgebiet für die Messsysteme ist die autonome Erfassung der Fruchtreife- und Qualität während des Obsttransports anvisiert, die mit der vom Obst emittierten Ethylenmenge einhergeht.

Elektretmikrofon

Ziel des Projektes war es, ein Mikrofon in Siliziumtechnologie zu entwickeln, das einerseits die Vorteile der Mikrofertigung hinsichtlich der Kosten und der Reproduzierbarkeit nutzt und andererseits die Qualität der heutigen High-End Geräte erreicht.

Drahtlose SHM

In Zusammenarbeit mit dem Faserinstitut Bremen e.V. führt das FWBI unter Prof. Lang ein neues Projekt mit dem Forschungsthema “Drahtlose Sensoren/Sensornetzwerke zur Strukturzustandsüberwachung (SHM) von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen mittels Lamb-Wellen”, kurz “Drahtlose SHM” durch.

Robowalk2

Das Wiedererlangen der lokomotorischen Fähigkeiten nach einer neurologischen Erkrankung oder einer Rückenmarkverletzung, auch bekannt als Gangrehabilitation, wird normalerweise, mit Hilfe eines oder mehreren Physiotherapeuten manuell erzielt. Um die Nachteile der manuellen Gangrehabilitation zu überwinden, wurde in den letzen Jahren viel Aufwand in der Entwicklung robotergestützter Systeme betrieben. Diese Art von Systemen hat eine Anzahl von Vorteilen gegenüber der manuellen Gangrehabilitation. Dazu zählt die sensorgestützte, quantitative Einschätzung der Wiedergewinnung motorischer Fähigkeiten, sowie das kontrollierte und wiederholte Gangtraining zu erschwinglichen Kosten.

OptiBahn

Das Ziel des Forschungsprojekts war es, beim Mikropräzisionsfräsen die Bahngeschwindigkeit im Mehrachsbetrieb bei zeitgleich höchster Positioniergenauigkeit zu steigern.

Metall – Schutzgasschweißen

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines, intelligenten, adaptiven, kostengünstigen und einfach einsetzbaren Systems zur visuellen Online-Beobachtung, Einstellung und Optimierung des Metall-Schutzgas-Schweißprozesses.

Klimaregelung eines Autositzes

Im Projekt wird die Klimaautomatik für den Autositz in Verbindung mit der Gesamtklimaregelung des Fahrzeugs erforscht. Für die Regelung aktiv klimatisierter Kfz-Sitze wurden dazu aus mess- und regelungstechnischer Sicht Studien zur mathematischen Modellierung des thermischen Komfortempfindens durchgeführt.

AGRiPro – Adaptive Grinding Process

Projektziel ist eine signifikante Steigerung der Produktivität bei einer gleichzeitigen Erhöhung der Prozesssicherheit beim Schleifen durch die Realisierung eines geregelten adaptiven Schleifprozesses. Dabei wird als Regelgröße neben den Schleifkräften und der Spindelleistung als Neuheit auch erstmalig die im Prozess auftretende thermische Randzonenschädigung genutzt. Ausgangsbasis dafür ist eine In-Prozess-Messung der Randzoneneigenschaften Bei der Zerspanung mit geometrisch unbestimmter Schneide, speziell beim Schleifen, ändert sich das Schneidvermögen der Werkzeuge im Verlauf der Standzeit erheblich. Dafür gibt es eine Vielzahl von Ursachen, wie z.B. eine Veränderung der Schleifkörpertopographie bei jedem Abrichtprozess oder die Streuung des Aufmaßes und der Werkstoffspezifikation am Werkstück. Eine Bestimmung der Schneidfähigkeit des Schleifkörpers innerhalb der Maschine ist beim Stand der Technik nicht mit genügender Genauigkeit möglich, daher muss beim Schleifen mit sehr großen Sicherheitswerten (> 20 %) gearbeitet werden. Diese Sicherheiten betreffen vor allem die Standzeit (Abrichtzeitpunkt) und den maximal zulässigen Vorschub. Aus diesem Grund können wesentliche Potenziale in Bezug auf Produktivität und Standzeit nicht erschlossen werden. Ein Lösungsansatz dafür ist die Realisierung eines geregelten Schleifprozesses. Dabei wird das Schneidvermögen des Schleifkörpers sowie die Randzonenbeeinflussung des Werkstückes im Prozess bewertet und quantifiziert. Auf Basis des Ergebnisses wird die Technologie so angepasst, dass die aktuelle Leistungsfähigkeit des Schleifkörpers deutlich höher ausgenutzt werden kann und sich der Sicherheitsbereich damit reduziert. Damit sind für den Anwender verschiedene Potenziale erschließbar, wie z.B. eine Reduzierung der Schleifzeit und somit eine Steigerung der Produktivität oder die Erhöhung des Abrichtintervalls und somit eine Senkung der Nebenzeiten und Werkzeugkosten.

Beteiligte Forschungsinstitute:
Fraunhofer-Gesellschaft e.V. Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, Chemnitz
Friedrich-Wilhelm-Bessel-Institut Forschungsgesellschaft m.b.H (FWBI), Bremen
TU-Graz, Institut für Fertigungstechnik (IFT), Graz

AMIIGO – Automatische, Multikopter-basierte Indoor-Inspektion von großen Oberflächen

Im Rahmen des Projekts “AMIIGO” wird ein flexibles Multikopter-basiertes Indoor-Inspektionssystem entwickelt und aufgebaut, um Schadstellen auf großen Bauteiloberflächen automatisiert zu detektieren.
Zur Qualitätssicherung und zerstörungsfreien Inspektion großer Bauteiloberflächen wird zum derzeitigen Stand der Technik neben der aufwändigen manuellen Kontrolle meist eine Kontrolle mit Hilfe optischer Sensoren an Greifarmrobotern oder Schwerlastbühnen eingesetzt. Aufgrund begrenzter Reichweiten derartiger Inspektionsvorrichtungen sind dazu Umpositionierungen des Bauteils nötig, die kostenintensiv sind und zu Bauteilbeschädigungen führen können. Ein Ansatz zur Verbesserung dieser Problematik ist der Einsatz automatisierter Multikopter, welche ein Bauteil selbständig systematisch abfliegen und dabei mit Hilfe optischer Sensoren eine zerstörungsfreie Inspektion durchführen können. Die Multikopter fliegen dabei automatisch definierte Pfade über einem Bauteil ab und markieren mögliche Fehlstellen. Dabei findet ein ständiger Informationsaustausch zwischen einem Bediencomputer, den Multikoptern (Positionsdaten und Messergebnisse), dem Bauteil (CAD-Daten und Prüfergebnis) und einem Server (Prüfbericht) statt. Zur Validierung des Konzepts und der Technologieweitergabe an KMU ist ein lauffähiger Demonstrator zentraler Bestandteil der Arbeitshypothese. Durch die vollautomatische Inspektion und deren Mobilität sind sowohl direkte Zeit- als auch Kostenerparnisse bei der Qualitätssicherung und regelmäßiger Inspektionen zu erwarten. Weiterhin können mögliche Bauteilbeschädigungen bedingt durch den Transport zu fixen Inspektionseinrichtungen vermieden werden. Ein derart flexibles, mobiles und vernetztes System ist derzeit nicht am Markt verfügbar.

Gruppenfoto AMIIGO
Das Forschungsteam (v. li.) bestehend aus S. Mehler (Lufthansa Technik AG), D. Fauk (Apodius GmbH), Dr. S. Recher (Scisys Deutschland GmbH), R. Zweigel (Institut für Regelungstechnik IRT), A. Buckhorst (Werkzeugmaschinenlabor WZL), C. Storm (Werkzeugmaschinenlabor WZL), M. Sorg (Deutsche Forschungsvereinigung für Meß-, Regelungs- und Systemtechnik e.V. DFMRS), M. Lange (Spectair GmbH & Co. KG) und B. Montavon (Interdisciplinary Imaging & Vision Institute Aachen e.V. i3ac) kam am 18.10.17 zu einem ersten Kick-Off Meeting zusammen.

Transversalfluss Linearantrieb

Der Wirkungsgrad von elektrischen Maschinen lässt sich durch den Einsatz von Hochenergie-Permanentmagneten steigern. Die Rohstoffpreise für die vorwiegend in China hergestellten NdFeB-Magneten steigen jedoch ständig und es kommen Exportbeschränkungen hinzu. Das FWBI hat einen Linearantrieb mit Transversaler Flussführung entwickelt, der einen komplett passiven Stator aufweist (ohne Kupfer oder Permanentmagnete), so dass bei deutlich verringertem Rohstoffeinsatz für beliebige Verfahrwege eine hohe Kraftdichte und eine gute Effizienz erreicht werden.

Transversalfluss-Direktantrieb für Servo-Applikationen

Wichtige Leistungsmerkmale für Servo-Direktantriebe sind eine hohe Kraftdichte in Bezug auf Gewicht und Volumen, kleine Rotormasse, geringe Drehmomentschwankungen und geringe Geräusche. Während Transversalflussmaschinen die Forderung nach einer hohen Kraftdichte erfüllen, besteht bei Maschinen kleiner Phasenzahl grundlegender Optimierungsbedarf beim Gleichlauf und bei der Geräuschentwicklung. Ziel dieses Vorhabens war es, optimale Stromformen zur Speisung dauermagneterregter Transversalflussmaschinen geringer Phasenzahl zu ermitteln, die sowohl die Drehmomentschwankungen wie auch die Geräuschentwicklung reduzieren und dabei gleichzeitig die hohe Kraftdichte beibehalten.

Dynamischer Kurzschluss

Ziel des beantragten Forschungsvorhabens besteht darin, das Verhalten von Windenergieanlagen mit doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren bei auftretenden Netzunsymmetrien und Netzfehlern zu untersuchen. Die Entwicklung neuer Regelungs- und Schutzkonzepte für das Umrichter-Generatorsystem bei Netzstörungen soll die Möglichkeit bieten, den Einfluss von Netzstörungen bereits bei der Entwicklung und Auslegung neuer Windenergieanlagen zu berücksichtigen. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit des FWBI und des IMM der TU Dresden, ist es möglich die Auswirkungen von Netzfehlern (und die neu zu entwickelnden Regelungsstrukturen) mit der Unterstützung detaillierter Mehrkörpersystem-Simulationsmodelle zu beurteilen.

Dynamische Belastungen in Triebsträngen

Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen Modelle, Beobachter und Regelungen zur belastungsgerechten Auslegung des gesamten Triebstrangs und Möglichkeiten zur laufenden Überwachung der Belastungen in kritischen Komponenten entwickelt werden, um einen Betrieb großer Windenergieanlagen mit minimaler mechanischer Belastung zu realisieren.

Zerstörungsfreie und zuverlässige Detektion thermischer Schädigungen bei Schleifprozessen in Echtzeit

Thermische Schädigungen, die während des Schleifprozesses in ein Werkstück eingebracht werden können, sind bislang nur mit teilweise zerstörenden sowie aufwendigen und somit kostspieligen Verfahren, wie z. B. Nitalätzen, röntgenografische oder metallografische Verfahren, nachweisbar. Das zerstörungsfrei und berührungslos arbeitende photothermische Messverfahren stellt eine wirtschaftliche Alternative zu den etablierten Verfahren dar, mit dem darüber hinaus Art und Grad des sogenannten „Schleifbrandes“ tiefenaufgelöst bestimmt werden kann.

sBCI

Ein Brain-Computer Interface (BCI) ist ein System, das Menschen, die durch Unfälle oder schwere Krankheiten gelähmt sind, erlaubt zu kommunizieren, ohne sich dabei zu bewegen. Das Ziel von sBCI ist die Entwicklung eines schnellen und multimodalen Kommunikations- und Steuerungssystems. Dazu wird das BCI-System mit einem Eyetracker kombiniert. Das Eyetracker-System ermöglicht die blickgesteuerte Interaktion mit Peripheriegeräten.

IntARWeld

Die Sicht des Schweißers wird nur dort abgedunkelt wo der grelle Lichtbogen erscheint. Diese selektive Abdunklung kann zur Verbesserung der Sichtbarkeit der Umgebung beitragen, wodurch eine bessere Orientierung im Raum ermöglicht wird.

Bildverarbeitung für den Menschen

Das Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung und praktische Realisierung der Verfahren zur Verbesserung der Bildqualität unter Berücksichtigung von Eigenschaften der menschlichen Wahrnehmung von Bildinformationen. Insbesondere sollte die menschliche Wahrnehmung von Farbe und von Bewegung untersucht und in die Bildverarbeitungsalgorithmen integriert werden.

ArcView

Die präzise Einhaltung des Elektrodenabstands bei spezialisierten TIG-Prozessen ist eine Grundvoraussetzung zur Anwendbarkeit. Die Videobeobachtung mittels einer hochdynamischer Kamera ermöglicht die Vermessung und dadurch auch die Regelung des Elektrodenabstands.

GEOWISOL2

Neues F&E-Projekt zur Analyse der geographischen Verteilung von Wind- und Solarer Einspeisung und deren Einflüsse auf das Stromnetz wurde Bewilligt

Förderung durch das BMWi mit einem Volumen von 1,2 Mio Euro, Laufzeit 3 Jahre
Partner: Deutsche WindGuard GmbH, energy & meteo systems GmbH, Sitftung OFFSHORE-WINDENERGIE, DFMRS

Durch die natürliche Fluktuation von erneuerbaren Energien wie Wind und Solar steigt mit ihrem Anteil an der Stromerzeugung auch die dynamische Beanspruchung für das deutsche Stromnetz. Um eine genaue orts- und zeitaufgelöste Kenntnis der Einspeise- und Bedarfsmengen zu schaffen, wurde innerhalb des Vorläuferprojekts GEOWISOL eine Datenbank entwickelt, welche diese als 15-Minuten Mittelwerte und mit einer Ortsauflösung im 2-stelligen Postleitzahlbereich bundesweit bereitstellt. Ziel des Nachfolgeprojektes GEOWISOL2 ist die Erweiterung der  Datenbasis um Einspeisedaten weiterer Energiequellen (z.B. Biogas, Wasserkraft und konventionelle Kraftwerke) und um stationäre Speicher und die Abbildung einer optimierten Energieverteilung zwischen den Regionen  auf die im Netz vorhandenen realen Stromtrassen. Darauf aufbauend sollen die Übertragungsmengen im gegenwärtigen Ausbauzustand sowie für zukünftige Zubau-Szenarien im Zeitverlauf analysiert und bewertet werden. Hierbei soll insbesondere auch die Integration der Offshore-Windenergie berücksichtigt werden. Das geschaffene Werkzeug dient der lokalen Bewertung zukünftiger Energiewende-Infrastrukturprojekte (z.B. Netzausbau, Energiespeicher, Sektorkopplung, etc.).

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