Bachelorarbeit oder Masterarbeit
© BeckhoffThema der Arbeit:
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Umsetzung einer EtherCAT-basierten Steuerungsarchitektur zur präzisen Prozessführung in der großvolumigen additiven Fertigung. Hierzu wird eine modulare Systemarchitektur entworfen, welche die Einzelsysteme einer robotergestützten Fertigungszelle – insbesondere Gelenkarmroboter, Extruder und Peripherie – in einer zentralen SPS-Steuerung integriert. Ein wesentlicher Fokus liegt auf der SPS-Programmierung mit Beckhoff-Komponenten unter Nutzung von EtherCAT als echtzeitfähigem Feldbussystem. Durch die gekoppelte Regelung von Bahnbewegung und Materialförderung soll eine gezielte Variation der Materialablage ermöglicht werden, um funktional bzw. geometrisch gradierte Bauteile reproduzierbar herzustellen. Die Arbeit leistet damit einen Beitrag zur Erhöhung der Prozessstabilität und Flexibilität in der großvolumigen additiven Fertigung.
Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
Die Arbeit ist Bestandteil des Sonderforschungsbereichs TRR 402 „DediGrad“. In diesem werden Produktionsmethoden für die optimale Kombination von Faserverbund- und Kunststofftechnologien erforscht. Dabei sollen die mechanischen Eigenschaften durch eine lokale Variation der Faserorientierungen und der Faservolumengehälter gezielt eingestellt werden.
Zielsetzung:
Das Ziel der Abschlussarbeit ist die Entwicklung einer EtherCAT-basierten Steuerungsarchitektur zur synchronisierten Roboter- und Extruderansteuerung für die Herstellung gradierter Bauteile in der großvolumigen additiven Fertigung.
Deine Aufgabenstellung:
| Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen: | Für eine Masterarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen: |
| Recherche zu Steuerungsarchitekturen und zur Echtzeitkommunikation in der robotergestützten additiven Fertigung | Recherche zu Steuerungsarchitekturen und zur Echtzeitkommunikation in der robotergestützten additiven Fertigung |
| Konzeption einer EtherCAT-basierten Systemarchitektur zur Integration von Roboter, Extruder und Peripherie | Konzeption einer EtherCAT-basierten Systemarchitektur zur Integration von Roboter, Extruder und Peripherie |
| Implementierung der Steuerungslogik in einer Beckhoff-SPS (TwinCAT) zur synchronen Ansteuerung von Roboterbewegung und Extruder | Implementierung der Steuerungslogik in einer Beckhoff-SPS (TwinCAT) zur synchronen Ansteuerung von Roboterbewegung und Extruder |
| Entwicklung einer Schnittstelle zur Kopplung von Bahnparametern mit Extrusionsparametern | Entwicklung einer Schnittstelle zur Kopplung von Bahnparametern mit Extrusionsparametern |
| Fertigung von Probekörpern zur Demonstration einfach gradierter Bauteile | Fertigung von Probekörpern mit systematisch variierten Prozessparametern zur Demonstration komplexer gradierter Bauteile |
| Analyse und Bewertung der Prozessstabilität, Reproduzierbarkeit und der resultierenden Bauteileigenschaften |
Dein Profil:
- Interesse an der Additiven Fertigung
- Vorkenntnisse im Bereich Automatisierungstechnik oder Roboterprogrammierung sind von Vorteil, aber nicht zwingend – die notwendigen Grundlagen in TwinCAT und EtherCAT erarbeitest du dir im Rahmen der Arbeit
- Du legst Wert auf die Kombination aus theoretischer und praktischer Arbeit
- Selbstständiges, strukturiertes und eigenverantwortliches Arbeiten
- Interesse an der Mitarbeit an zukunftsweisenden Forschungsprojekten
Bevorzugte Studiengänge:
- Maschinenbau / Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrichtung Maschinenbau
- Automatisierungstechnik
- Allgemeiner Maschinenbau
- Computational Engineering Science (CES)
- Simulation Sciences
Falls du Interesse an diesem spannenden Themenkomplex hast und die Zukunft der Additiven Fertigung mitgestalten möchtest, erarbeiten wir gerne gemeinsam eine auf dich zugeschnittene Themenstellung. Melde dich gerne bei mir per Mail, Telefon oder persönlich am IKV. Ich freue mich auf deine Nachricht!