Schlagwort: ‘Prototypenbau’
Participation at European Robotics Forum (ERF) Hackathon 2022
Im Rahmen des European Robotics Forum (ERF) Hackathons 2022 haben sechs Studierende des IGMR ihr Talent in Prototyping und dem Umgang mit Robotern unter Beweis gestellt. Die Hackathon Aufgabe wurde unter anderem von dem Unternehmen Lely gestellt. Deren mobile Roboter „Juno“ sind autonom fahrende zylindrische Plattformen, deren Hauptaufgabe darin besteht in Agrarbetrieben die Einzäunung von Kühen abzufahren, um so das in den Raum geschobene Futtermittel wieder erreichbar zu machen. Ähnlich lautete die Aufgabenstellung im Hackathon: Zwei Juno Roboter sollen in zwei miteinander verbundenen Räumen mit einer definierten Distanz die Wände abfahren. Weitere Einschränkungen und Herausforderungen ermöglichten zusätzliche Punkte zu verdienen. Das Team konnte sich erfolgreich beim Hackathon in Rotterdam beweisen. Nach einem knappen Kopf-an-Kopf-Rennen ging der erste Platz an die TU Delft. Bei der Siegerehrung durften wir für unsere „ständige Unterstützung anderer Teams in Konstruktion und 3D Druck“ als kooperativstes Team groß gelobt werden. Dieses „beispielhafte Verhalten“ sei gerne gesehen und wir freuen uns nächstes Jahr wieder dabei zu sein.
Besonderes Lob gilt unseren Studenten Sebastian Polzin, Frederik van Kerkom, Jonas Braun, Oleksander Kutovyi, Ali Berger und Yannik Freischlad für das eingesetzte Engagement. Wir gratulieren der TU Delft zum verdienten Sieg und freuen uns über die vielen neuen Freunde und wertvolle Kontakte, die wir gewinnen konnten. Wir danken der Institutsleitung für die Möglichkeit zur Teilnahme und freuen uns auf nächstes Jahr.
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Entwicklung neuer Handgelenke für den Paragrip
In einem gemeinsamen Forschungsprojekt des IGMR mit dem ISF der RWTH Aachen wird an der Multidirektionalen Additiven Fertigung (MDAM) metallischer Bauteile geforscht. Um den mehrarmigen Paragrip-Roboter für diesen Einsatzzweck zu optimieren hat der Student Raphael Hoffmann im Rahmen seiner Bachelorarbeit ein innovatives Konzept neuer Handgelenke erarbeitet. Dieses ermöglicht es, den Schweißstrom ohne ein sonst zusätzlich benötigtes Massekabel direkt über die Handgelenke zu leiten. Darüber hinaus ermöglichen sie ein formschlüssiges Greifen des Druckbettes mit Selbstzentrierung zum Minimieren von Positionierungsungenauigkeiten.
Weitere Informationen zu dem Projekt könnt ihr hier nachlesen.
Das Video dazu findet ihr auf unserem YouTube Kanal: https://youtu.be/VdT1rjYG4D0
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IGOR – unser hauseigener Roboter
Wir haben das Konzept des hauseigenen Roboters IGOR (https://blog.rwth-aachen.de/robotik/igor-konzept-eines-hauseigenen-6-achs-roboters/) weiter entwickelt. Nun stehen verschiedene Konfigurationen des Roboters mit einer unterschiedlichen Anzahl von Freiheitsgraden zur Verfügung. Jede Konfiguration hat auch eine unterschiedliche Art von Handgelenk und Arm. Alle Modelle sind über Robot Operating System ROS steuerbar.
Ansprechpartner:
ReConBot – Ein rekonfigurierbarer Roboter
Durch die gezielte Beeinflussung der Roboterstruktur in Form von zusätzlichen Gelenken, können rekonfigurierbare Roboter synthetisiert werden. Diese zeichnen sich über zusätzliche innere Freiheitsgrade aus, welche eine innere Beweglichkeit des Roboters erlauben, ohne eine Posenänderung des Endeffektors zu bewirken. Dies wird häufig bei seriellen Strukturen zur Vermeidung von Kollisionen eingesetzt, wobei sich aber auch parallele Strukturen mit geschlossenen kinematischen Ketten dazu eignen. Am IGMR wurde der ReConBot als parallele Struktur entwickelt, welche durch die kinematische Redundanz auch für einen Strukturwechsel geeignet ist. So ist es möglich unterschiedlichste Konfigurationsräume miteinander zu verbinden und auch die Struktur von einem Vierglied oder Fünfglied zu realisieren, indem sonst aktuierte Gelenke antriebslos geschaltet werden. Der ReConBot zielt auf den hochflexiblen Einsatz in den anspruchsvollen Szenarien des Katastrophenschutz ab.
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PeTRA – Einsatz von Mock-Ups bei den Praxispartnern
Das übergeordnete Ziel von PeTRA (Personen-Transfer Roboter-Assistent) ist die Erschaffung einer robotischen Unterstützungslösung in der Patientenlogistik zur Entlastung des Pflegefachpersonals.
Das IGMR übernimmt im Rahmen des Forschungsvorhabens unter anderem die Entwicklung und Inbetriebnahme einer Kopplungseinheit für das Koppeln des Basisfahrzeugs an Rollstühlen mit dem Ziel, diese mitsamt Patienten sicher transportieren zu können.
In der Woche vom 03. bis 06. Mai 2021 fanden erste Anwendungserprobungen des Robotersystems „PeTRA“ bei den jeweiligen Praxispartnern, Universitätsklinikum Augsburg, Barmherzige Brüder München und Martha-Maria Nürnberg, statt. Für die erste Anwendungserprobung in den Krankenhäusern haben wir in Zusammenarbeit mit KUKA ein Mock-Up des Robotersystems „PeTRA“ erstellt. Unter einem Mock-Up wird ein vereinfachtes Modell, verstanden mit welchem die Funktionen und Maße des späteren Demonstrators getestet werden kann. Das Pflegefachpersonal bekam die Möglichkeit das Mock-Up auszutesten und sich gleichzeitig in die Lage eines Patienten zu versetzen. Für die Erläuterung und technische Fragen standen wir und KUKA bereit. Weiterhin wurde das Feedback des Pflegefachpersonals durch Beobachtungen und Interviews seitens KUKA und IREM festgehalten. Das Robotersystem bzw. das Projekt stoß bei dem Pflegefachpersonal aller Praxispartner auf reges Interesse und es konnten um die 50 Interviews geführt werden. Insgesamt hat sich gezeigt, dass wir mit unserem Robotersystem in die richtige Richtung gehen. Wir konnten über die Erprobungen das Pflegefachpersonal weiterführend in den Konstruktionsprozess des Robotersystems bzw. der Koppeleinheit miteinbeziehen.
Weitere Informationen zum Projekt können den Internetseiten des Projektes und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung entnommen werden.
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Kunststoff Cyclo-Getriebe
Am IGMR entwickeln wir performante Kunststoff-Getriebe für den Einsatz in Robotern.
In Zusammenarbeit mit der BAM GmbH arbeiten wir im Rahmen eines ZIM Projekts an der Realisierung und Optimierung eines Cyclo-Getriebes aus Kunststoff. Herausforderungen sind die schlechten Fertigungsgenauigkeiten in der additiven Fertigung und das daraus resultierenden Umkehrspiels und die Drehmomentschwankungen im Getriebe.
Mit einem am IGMR entwickelten Prüfstand sind wir in der Lage die Performance zu analysieren und kontinuierlich zu verbessern. Die Getriebe werden in Zusammenarbeit mit der TU München in einem modularen Robotersystem eingesetzt.
Ansprechpartner:
IGOR – Konzept eines hauseigenen 6-Achs-Roboters
Am IGMR haben wir einen hauseigenen Roboter entworfen, der uns in Zukunft bei virtuellen Darstellungen und Simulationen für Anträge und Forschungsprojekte unterstützen soll.
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Entwicklung, Konstruktion und Anwendung von Prüfständen am IGMR
Das IGMR betreibt seit vielen Jahren eine eigene mechanische Werkstatt zur Fertigung von Prototypen im Bereich von Forschungs- und Entwicklungsprojekten sowie der Lehre.
Zu den Stärken des Teams zählen, die jahrelange Erfahrung der qualifizierten Mitarbeiter im Bereich der Prototypenfertigung und Montage von Baugruppen sowie die anschließende finale Installation und Inbetriebnahme der Versuchseinrichtungen und Prüfstände.
Zudem findet am IGMR innerhalb des Teams eine stetige Kommunikation zwischen der Entwicklung, Konstruktion und Produktion sowie der Integration von Elektro-, Mess- und steuerungstechnischen Komponenten statt. In der Herstellung von robotischen Systemen, Handhabungsgeräten und Bewegungsgeinrichtungen ist eine hochgenaue Fertigung, iterative Arbeitsweise und fachübergreifende Kommunikation von großer Bedeutung. Die Komponenten müssen präzise aufeinander abgestimmt werden und unterliegen einer ständigen Überprüfung innerhalb des Produktentwicklungsprozesses. Neben den herkömmlichen Zerspanungsverfahren wird in unserer Werkstatt das Verfahren des 3D-Drucks (additive Fertigung) angewendet, um je nach Anwendungsfall und Ausführbarkeit ein erstes Funktionsmuster schnell und kostengünstig zu erstellen. Die Anwendung von CAD-Systemen im Bereich der Fertigung ist selbstverständlich.
Fertigungsverfahren:
• Drehen
• Fräsen
• Bohren
• Sägen
• Sandstrahlen
• Schweißen (Elektrode)
• 3D-Druck
Ein Beispiel der vielfältigen Fertigungsmöglichkeiten der mechanischen Werkstatt in Kombination mit den messtechnischen Kompetenzen des IGMR zeigt die Entwicklung, Konstruktion und Anwendung eines Prüfstands zur Ermittlung der ertragbaren Lastzyklen filigraner, hochgenauer stoffschlüssiger Gelenke.
Im Rahmen des DFG-Projektes „Grundlegende Untersuchung zu stoffschlüssigen
Gelenken mit Einsatz in hochgenauen parallelkinematischen Mikromanipulatoren“ wurde ein Prüfstand zur Ermittlung der ertragbaren Lastzyklen filigraner Kerbgelenke gebaut und Lebensdaueruntersuchung durchgeführt.
Hierbei wurde die Lebensdauer stoffschlüssiger Gelenke untersucht, da diese zwar in der Feinwerktechnik weit verbreitet , aber kaum experimentellen Untersuchungen zur Lebensdauer dieser Gelenke vorhanden sind.
Der Aufbau des Prüfstandes wird in folgendem Video präsentiert:
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Besondere Herausforderung bei der Prüfstandsentwicklung waren das reproduzierbare Einsetzen der filigranen Strukturen / stoffschlüssigen Gelenke, die eindeutige Detektion der Gelenkermüdung und die automatisierte Erfassung der Messergebnisse sowie die Berücksichtigung der hohen Lastzyklen aufgrund des Dauerbetriebs.
Links:
Technikum, Labore und mechanische Werkstatt am IGMR
Veröffentlichung zum Prüfstand
Ansprechpartner:
Geplanter Umbau des Paragrip
Um für seine neue Aufgabe in der Additiven Fertigung mittels Lichtbogenschweißen (WAAM) optimal gewappnet zu sein, muss der Paragrip einigen konstruktiven Änderungen unterworfen werden.
In einem gemeinsamen Forschungsprojekt des IGMR mit dem ISF der RWTH Aachen wird an der Multidirektionalen Additiven Fertigung (MDAM) metallischer Bauteile geforscht. Durch das Bewegen des Druckbettes mittels eines Manipulators bei gleichzeitig feststehender Schweißpistole kann das zu druckende Bauteil stets so ausgerichtet werden, dass Stützstrukturen vermieden werden können. Um die Bewegung der Druckplatte dabei nicht durch die Kinematik eines seriellen Industrieroboters zu limitieren, soll der am IGMR entwickelte und gebaute Paragrip mit seinem modularen objektintegrativen Handhabungsdesign zum Einsatz kommen. Die Abbildung zeigt ein Rendering des geplanten Umbaus des Paragrips für den Einsatz in der Multidirektionalen Additiven Fertigung mittels Lichtbogenschweißen.
Ansprechpartner:
