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Praxisnahes Wissen, innovative Technologien und aktuellste Methoden für Expertinnen und Experten von morgen – ausgewählte Studienprojekte, Abschlussarbeiten, Laboraufbauten und Kooperationen geben einen Einblick in die gelebte Wahrnehmung von Verantwortung am Zentrum für Produktion, Robotik & Automatisierung.

Ausbildungsplattformen zur Entwicklung, Simulation und Automatisierung von seriellen und parallelen Roboterkinematiken

In industriellen Anwendungen wie Maschinenzuführung und Produktverpackung – aber auch in medizinischen Anwendungen – spielen selbst entwickelte serielle und parallele Roboterkinematiken eine immer größere Rolle. Zur Entwicklung ist neben fundiertem Wissen in den Bereichen Robotik, Regelungstechnik und Automatisierungstechnik auch der effektive Umgang mit Simulationswerkzeugen nötig.

Unter Verwendung dieser – im Rahmen von drei Abschlussarbeiten entwickelten –Ausbildungsplattform, werden industrielle Aufgabenstellungen von der Analyse der Anforderungen (Bauraum, Positioniergenauigkeiten, Geschwindigkeiten, etc.) bis hin zur in Betrieb genommenen Anwendung durchgeführt. Hierzu werden jeweils CAD Konstruktionen, Kinematikmodelle, Algorithmen zur Berechnung der direkten und inversen Kinematik sowie zur Bahnplanung, Positions- und Geschwindigkeitsregelungen der Antriebe sowie Zustandsmaschinen erstellt. Bei allen Schritten werden zur Entwicklung, zu Tests und zur Optimierung entsprechende Simulationsmodelle verwendet. Für Model-in-the-Loop (MiL), Software-in-the-Loop (SiL) und Hardware-in-the-Loop (HiL) Simulation – sowie zur virtuellen und realen Inbetriebnahme der Anwendung – werden mit Hilfe der automatischen Codegenerierung Simulationsmodelle auf die Zielhardware überführt und dort in Echtzeit ausgeführt.

Zum ortsunabhängigen Durchführen von Übungen können die virtuellen Modelle einer seriellen sowie einer parallelen Kinematik verwendet werden. Das finale Automatisierungsprogramm kann schließlich – vor Ort oder per Remotezugriff – auf den realen Laboranlagen implementiert werden.

Projektpartner: The MathWorks GmbH | igus polymer Innovationen GmbH | Beckhoff Automation GmbH

© Günter Dirr

Low-Cost Ausbildungsset zum (Selbst-)Studium der Grundlagen der Robotik und Modellierung

Die Grundlagen der Robotik – wie das Erstellen kinematischer Modelle, die Berechnung der direkten und inversen Kinematik sowie die Erstellung von Trajektorien im Achsraum und im Kartesischen Raum – können durch praktische Aufgabenstellungen und zugehörige Laboraufbauten sowie zugehörige virtuelle Modelle praxisnah und motivierend vermittelt werden.

Mit Hilfe dieser – im Rahmen von zwei Abschlussarbeiten entwickelten – Ausbildungssets steht Studierenden, Ausbildungseinrichtungen sowie der Maker-Bewegung eine kostengünstige Plattform zum (Selbst-)Studium der Grundlagen der Robotik und Modellierung zur Verfügung. Alle Übungen, Beispiele und Algorithmen werden in der Softwareumgebung The MathWorks MATLAB und Simulink – unter Verwendung der Robotics System Toolbox – implementiert und an einem virtuellen Robotermodell getestet. Zur Inbetriebnahme des realen Robotermodells werden die entwickelten Programme und Algorithmen mit Hilfe der automatischen Codegenerierung auf dem Entwicklungsboard implementiert. Durch die nahtlose Integration in MATLAB und Simulink muss die integrierte Entwicklungsumgebung des Entwicklungsboards nicht aktiv installiert oder bedient werden – somit können sich auch nicht-programmieraffine Personen auf die Lehrinhalte zu Robotik und Modellierung fokussieren.

Projektpartner: The MathWorks GmbH

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Low-Cost Ausbildungsset zum (Selbst-)Studium der Grundlagen der Regelungstechnik

Grundlagen der Regelungstechnik – wie die Modellierung dynamischer Systeme und die Entwicklung adäquater Regler – können durch praktische Aufgabenstellungen und zugehörige Laboraufbauten sowie zugehörige virtuelle Modelle praxisnah und motivierend vermittelt werden.

Mit Hilfe dieser – im Rahmen einer Abschlussarbeit entwickelten – Ausbildungssets steht Studierenden, Ausbildungseinrichtungen sowie der Maker-Bewegung eine kostengünstige Plattform zum (Selbst-)Studium der Grundlagen der Regelungstechnik zur Verfügung. Hierbei können alle Schritte der modellbasierten Entwicklung von Regelsystemen angewendet werden. Nach dem Aufstellen der Designkriterien wird das System analytisch sowie mit Hilfe der Systemidentifikation modelliert bzw. in verschiedene Modellbeschreibungen im Zeit-, Bild- und Frequenzbereich überführt und softwaregestützt implementiert. Nach der Systemanalyse werden adäquate Regelstrategien identifiziert und entsprechende Regler analytisch sowie softwaregestützt entwickelt, gegen die Modelle getestet und optimiert. Alle Übungen, Beispiele und Algorithmen werden in der Softwareumgebung The MathWorks MATLAB und Simulink implementiert. Zur Inbetriebnahme der realen Regelstrecke werden die entwickelten Regelstrategien und Regler mit Hilfe der automatischen Codegenerierung auf dem Entwicklungsboard implementiert. Durch die nahtlose Integration in MATLAB und Simulink muss die integrierte Entwicklungsumgebung des Entwicklungsboards nicht aktiv installiert oder bedient werden – somit können sich auch nicht-programmieraffine Personen auf die Lehrinhalte zur Regelungstechnik fokussieren.

Projektpartner: The MathWorks GmbH

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Robotbar – Entwicklung eines automatisierten Schanksystems

Dieses Studienprojekt beinhaltet die selbstständige vertiefende Beschäftigung mit Expertenwissen zu Projektierung, Entwicklung, Inbetriebnahme und Betrieb einer robotergestützten Produktionszelle. Im Rahmen mehrerer Abschlussarbeiten beschäftigten sich Studierende mit Themen wie Konzeptentwicklung, Anwendung von Normen und Richtlinien zur Maschinensicherheit und Lebensmittelproduktion, rechnergestützte mechanische Konstruktion, Entwicklung und Validierung von Sicherheitskonzepten, offline Simulation und Programmierung von Robotersystemen, industrielle Kommunikations- und Automatisierungstechnik sowie virtuelle und reale Inbetriebnahme.

Projektpartner: Gruber Schanksysteme - Privatquelle Gruber GmbH & Co KG | ABB AG | Pilz Ges.m.b.H. Sichere Automation | SCHUNK Intec GmbH | IBF Solutions GmbH | Niederbacher GmbH

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Industry meets Makers – Neue Modelle der Zusammenarbeit zwischen Industrieunternehmen und der kreativen Maker-Bewegung

Großunternehmen, kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sowie Bildungs- und Forschungseinrichtungen stellen der Maker-Bewegung – Start-ups, Freelancern, Designerinnen und Designern, Studierenden und Hobbyisten – Aufgabenstellungen in innovativen Technologiebereichen wie Robotik, Additive Manufacturing, Internet of Things (IoT), Big Data und Blockchain vor. In einer 6-monatigen Zusammenarbeit wird an diesen Problemstellungen gemeinsam gearbeitet und Folgeprojekte werden initiiert. Detaillierte Informationen finden sich unter www.industrymeetsmakers.com.

Projektpartner: In2Make Industry meets Makers GmbH | ABB AG

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Frauen in MINT-Berufen – Girls' Day am Zentrum für Produktion, Robotik & Automatisierung

Mädchen und junge Frauen für MINT-Berufe begeistern – das ist das Ziel des Girls' Day Tirol. Durch verschiedene Stationen zu Industrierobotik, Automatisierungstechnik und Produktionstechnik werden Einblicke in die Berufsfelder Automatisierungstechnikerin und Roboterprogrammiererin gegeben und das Interesse an einem technischen Ausbildungsweg oder Technikstudium geweckt.

Projektpartner: Tiroler Arbeitsmarktförderungsgesellschaft mbH | Amt der Tiroler Landesregierung – Abteilung Gesellschaft und Arbeit | Industriellenvereinigung Tirol

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Interesse für Technik – Schulbesuche am Zentrum für Produktion, Robotik & Automatisierung

Viele Schülerinnen und Schüler stehen vor der schwierigen Studienwahl – insbesondere die Wahl eines technischen Studiums. Im Rahmen von diversen Schulbesuchen wird ein Einblick in die Inhalte und Ausrichtung von Studienangeboten im Themenfeld „Produktion“ gegeben und somit werden junge Menschen bei der Wahl ihres Lebensweges unterstützt.

Projektpartner: Verein klasse!forschung | Industriellenvereinigung Tirol

Der Verein klasse!forschung kooperiert mit dem Zentrum PRA. playvideo
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