Prof. Dr.-Ing. Timo Hufnagel

Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur automatisierten Messung, Selektion und Montage von Lithium-Zellen in unterschiedliche Zellhaltersysteme

Die automatisierte Montage von modernen Lithium-Ionen-Akkus für akkubetriebene Antriebssysteme wird aus ökonomischen Gründen nur bei größeren Stückzahlen realisiert, während kleinere Stückzahlen in Handmontage gefertigt werden. Dabei werden die einzelnen Lithium-Zellen zunächst in einer Sortieranlage vereinzelt und nach der Spannung sortiert. Anschließend werden die Lithium-Zellen von Hand in einen Zellhalter aus Kunststoff bestückt. Dieser Prozessschritt ist sehr aufwändig und erfordert viel Konzentration.

Das Ziel des öffentlich geförderten Projektes mit der Fa. Ansmann ist die Realisierung einer flexiblen Roboterzelle, die die monotonen Prozessschritte durch einen kollaborierenden Roboter erledigt. Konkret heißt das, eine automatische Bestückung der Lithium-Zellen bei gleichzeitiger Spannungsmessung und möglicher Umorientierung. Für die letzten beiden Prozessschritte wird zudem ein neuartiger mechatronischer Greifer entwickelt, der die notwendigen Funktionen des Zell-Handlings miteinander kombiniert. Der aufwändigste Teil des Projekts ist das Montieren der Lithium Zellen in die Zellhalter. Die wissenschaftliche Challenge dabei ist das so genannte Fit-In-Problem, bei dem die korrekte Montageposition der Lithiumzellen durch den Roboter quasi ertastet wird. Bei der Ansteuerung des kollaborativen Roboters wird auf das so genannte Robot Operating System (ROS), einem modernen und flexiblen Software-Framework, gesetzt.

Industrieprojekte

Projekte mit Industriepartnern beschäftigen sich vor allem in den Bereichen:

Modellbildung und Simulation mechatronischer Systeme

Software in the loop (SIL)

Hardware in the loop (HIL)

Entwicklung von Reglern und Ansteuerungen für mechatronische Systeme

Aufbau von Roboterzellen und Prüfständen

Die Projekte werden in Abstimmung zwischen dem Industriepartner und unserem Team an der Hochschule bearbeitet und unterliegen selbstverständlich der Geheimhaltung. 

3D-Druck-Roboter

Das Projekt untersucht den Einsatz eines seriellen Industrieroboters mit sechs Freiheitsgraden für die additive Fertigung. Das System soll eine verbesserte Skalierbarkeit und die Herstellung komplexer Geometrien ermöglichen. Der Fertigungsprozess wird durch Simulation der Roboterkinematik abgesichert, um beispielsweise Kollisionen und Arbeitsraumverletzungen zu verhindern.

6 RUS Parallelmanipulator

Der 6 RUS Roboter wurde im Rahmen studentischer Projekte von mehreren Gruppen bearbeitet. Der Antrieb des Endeffektors erfolgt durch sechs Schrittmotoren. Der Roboter kann neben diversen Demonstrationsprogrammen auch mit einem Controller manuell gesteuert werden.