Beschreibung
Der Roboter Panda der Firma Franka Emika GmbH ist ein kollaborativer Roboterarm, der für die Zusammenarbeit mit dem Menschen entwickelt wurde. Mit dem Roboter können im DFT-Labor unterschiedliche Szenarien aus der Industrie umgesetzt und Technologien untersucht werden, wie die Mensch-Maschine-Kollaboration/-Kooperation, Datenintegration im Kontext von Industrie 4.0, Computer Vision in der Robotersteuerung und viele Weitere. Das DFT-Labor verfügt über 2 Panda-Roboter, einer mit einem 2-Backen-Parallelgreifer und einer mit einem Saugnapf zum Heben von Objekten mit glatten Oberflächen. Mit diesen beiden können ebenfalls kooperative Szenarien umgesetzt werden, wie Kollisionsfrüherkennung, M2M-Kommunikation oder Kooperation.
Der Franka Emika Research Roboter (FER) zeichnet sich durch seine hohe Präzision, Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit aus, was ihn ideal für eine Vielzahl von Anwendungen in Forschung und Lehre macht. Mit sieben Freiheitsgraden und einer benutzerfreundlichen Steuerungssoftware ermöglicht der Forschungsroboter Franka komplexe Bewegungsabläufe und Interaktionen. Über das Franka-Control-Interface (FCI), die proprietäre Schnittstelle des Roboters, können eigene Anwendungen für Forschungs- und Entwicklungsprojekte realisiert werden. Der Franka Research Robot unterstützt somit eine innovative und praxisnahe Forschung und trägt zur Weiterentwicklung moderner Robotiklösungen bei. Eine Integration des FCI in ROS1 und ROS2 bietet eine weitere Möglichkeit der Steuerung und integration in Robotiksysteme. Durch diese Integration können Forschende auf eine breite Palette von Softwaretools und -bibliotheken zugreifen, was die Entwicklung und Erprobung neuer Algorithmen und Anwendungen in der Robotik erheblich vereinfacht und beschleunigt.

weiterführende Informationen

• FCI Dokumentation
• FCI ROS1 Integration
• FCI ROS2 Integration

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Der Roboter LARA der Firma Neura Robotics ist ein kollaborativer Leichtbauroboterarm mit 6 Freiheitsgraden, der speziell für die Zusammenarbeit mit Menschen in verschiedenen industriellen und forschungsbezogenen Anwendungen entwickelt wurde. Seit 2024 steht dieser im DFT-Labor der HTW bereit und ermöglicht die Umsetzung vielfältiger Szenarien aus der Industrie und unterstützt die Erforschung von Technologien wie Mensch-Maschine-Kollaboration, Datenintegration im Kontext von Industrie 4.0 und die Anwendung von Computer Vision in der Robotersteuerung.
Mit einem 3-Finger-Greifer ausgestattet, bietet der LARA-Roboter im DFT-Labor die Möglichkeit, unterschiedliche Greifprozesse zu analysieren und komplexe Handhabungsszenarien zu simulieren. Seine hohe Präzision, Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit machen ihn ideal für eine Vielzahl von Anwendungen in Forschung und Lehre. Der LARA-Roboter unterstützt die Integration in moderne Robotiksysteme und erleichtert somit die Entwicklung und Erprobung neuer Algorithmen und Anwendungen. Durch diese Fähigkeiten trägt der LARA-Roboter zur Weiterentwicklung moderner Robotiklösungen bei und ermöglicht eine praxisnahe und innovative Forschung.

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Der MAV 500 der Firma Neura Robotics ist ein fortschrittliches, autonomes, mobiles Robotersystem, das speziell für intralogistische Aufgaben in Innenräumen entwickelt wurde. Der MAV kann autonom Objekte transportieren und sich frei in seiner Umgebung bewegen. Ausgestattet mit Lidar-Sensoren kann er sich mit Hilfe des SLAM-Verfahrens räumlich orientieren und definierte Routen abfahren. Zusätzlich ist der MAV mit Sicherheitszonen ausgestattet, die eine sichere Bewegung auch in dynamischen Umgebungen ermöglichen. Im DFT-Labor werden unter anderem verschiedene Steuerungsmöglichkeiten und Nachhaltigkeitsaspekte untersucht.

Projekte

• Energiedatenerfassung von Lithium-Ionen-Batterien eines fahrerlosen Transportsystems
• MAViA

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KI-Modelle können in vielfältiger Weise in unterschiedliche Technologien integriert werden, die in intelligenten Fabriken zum Einsatz kommen. Mögliche Anwendungsbereiche umfassen die Vorhersage von Wartungsbedarfen im Rahmen von Predictive Maintenance, wodurch Ausfallzeiten minimiert und die Lebensdauer von Maschinen verlängert werden können. Ein weiterer wichtiger Bereich ist die Gewinnung von Informationen aus visuellen Daten, beispielsweise durch den Einsatz von Bildverarbeitungstechniken, die es ermöglichen, Qualitätskontrollen automatisiert und in Echtzeit durchzuführen. Darüber hinaus können KI-Modelle zur Steuerung von Robotern genutzt werden, indem sie präzise Anweisungen basierend auf visuellen oder sensorischen Eingaben geben. Die Steuerung von Robotern mittels Sprachmodellen stellt eine innovative Anwendung dar, bei der natürliche Sprachbefehle in konkrete Handlungen umgesetzt werden, was die Interaktion mit Maschinen intuitiver und benutzerfreundlicher gestaltet.
Um KI-Modelle effizient und effektiv zu trainieren, steht dem DFT-Labor entsprechende Hardware zur Verfügung. Dies ermöglicht es den Forschenden und Studierenden im DFT-Labor, KI-Algorithmen zu entwickeln und zu testen, um die genannten Anwendungen in intelligenten Fabriken zu realisieren und kontinuierlich zu verbessern.

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Das DFT-Labor verfügt über verschiedene PLM-Software.  Diese unterstützen komplexe Produktentwicklungs- und -managementprozesse, einschließlich der Verwaltung von Konstruktionsdaten, der Koordination von Produktänderungen und der Integration von Projektmanagementwerkzeugen. Diese Softwarelösungen ermöglichen die Überwachung verschiedener Entwicklungsstadien und stellen sicher, dass alle relevanten Informationen zentral zugänglich sind. Durch den Einsatz von PLM-Software ist das DFT-Labor in der Lage, den gesamten Produktlebenszyklus von der Konzeptphase bis zur Produktion und Wartung abzubilden und Optimierungspotenziale sowie Effizienzsteigerungen in der Produktentwicklung zu untersuchen. Schwerpunkte sind die Datenintegration verschiedener Systeme sowie Nachhaltigkeitsaspekte im PLM.

Insight Hub
Insight Hub ist eine IIoT-as-a-service Cloud, welche verschiedene Tools und Schnittstellen zur Integration, Analyse, Management und Überwachung industrieller IoT-Daten anbietet. Diese Plattform ermöglicht es Unternehmen, Daten von vernetzten Geräten und Sensoren in Echtzeit zu sammeln, zu verarbeiten und auszuwerten. Mit Insight Hubs können Nutzer fundierte Entscheidungen treffen, die Effizienz ihrer Betriebsabläufe steigern und proaktive Wartungsstrategien entwickeln. Hier steht außerdem das MindConnect IoT2040 zur Verfügung, welches als Gateway Daten aus verschiedenen Protokollen, wie OPC UA und S7 an Insight Hubs senden kann. Es können hiermit verschiedene Szenarien für die vertikale Integration von Daten umgesetzt werden.

Teamcenter
Teamcenter, das weltweit am häufigsten genutzte PLM-System, steht ebenfalls dem DFT-Labor zur Verfügung. Es ermöglicht die Abbildung und den Test verschiedener Phasen des Produktlebenszyklus. Zudem wird es im Rahmen der Lehre eingesetzt, um Studierenden die Grundlagen von PLM-Systemen zu vermitteln. Die im Labor vorhandene Pocket-NC ist ebenfalls direkt in TeamCenter angebunden und kann als Test für Produktionsplanung eingesetzt werden.

NX
NX, eine leistungsstarke CAD/CAM/CAE-Software, steht ebenfalls dem DFT-Labor zur Verfügung. Sie ermöglicht die umfassende Modellierung, Simulation und Fertigungsplanung von Produkten. Zudem wird NX im Rahmen der Lehre eingesetzt, um Studierenden die Grundlagen und fortgeschrittene Techniken der Produktentwicklung und Fertigung zu vermitteln. Mit NX können verschiedene Aspekte des Produktdesigns und der -optimierung praktisch erlernt und getestet werden, was zur Vorbereitung auf reale Industrieanwendungen beiträgt.  Außerdem ist NX in TeamCenter integriert, sodass die Erkenntnisse sich nahtlos in das umfassende PLM-System einfügen und den gesamten Produktlebenszyklus von der Konzeptentwicklung bis zur Produktion unterstützen.

Polarion
Polarion wird zur Planung, Verwaltung und Dokumentation von Softwareentwicklungsprojekten eingesetzt. Im Rahmen der Lehre wird das Tool eingesetzt, um den Studierenden die Grundlagen sowie fortgeschrittene Techniken des Software-Lebenszyklus-Managements zu vermitteln. Mit Polarion können verschiedene Aspekte des Anforderungsmanagements, der Qualitätskontrolle und der Projektplanung praktisch erlernt und getestet werden, was zur Vorbereitung auf reale Softwareentwicklungsprojekte beiträgt.

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Extended Reality (XR) umfasst ein breites Spektrum von Technologien, die die Grenzen zwischen der physischen und der digitalen Welt verschwimmen lassen. Dazu zählen Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR) und Mixed Reality (MR). Diese Technologien bieten immersive Erlebnisse, die neue Möglichkeiten in Forschung und industriellen Anwendungen eröffnen.

Im DFT-Labor werden XR-Technologien gezielt auf ihre Eignung für industrielle Anwendungen untersucht. Augmented Reality (AR) erweitert die physische Welt durch digitale Informationen und visuelle Elemente, die in Echtzeit eingeblendet werden. Das Labor verfügt über eine HoloLens 2 von Microsoft sowie eine Oculus Rift, mit denen komplexe Produktionsprozesse visualisiert, Schulungen optimiert und die Mensch-Maschine-Interaktion verbessert werden können. Durch die Überlagerung digitaler Anweisungen und Daten auf reale Objekte wird die Arbeitseffizienz gesteigert und die Fehlerquote reduziert.

Die Anwendungen im DFT-Labor umfassen Projekte zur Entwicklung und Implementierung digitaler Zwillinge, zur MR-basierten Steuerung autonomer Systeme und zur Optimierung von Schulungsprozessen. Diese Projekte tragen zur Weiterentwicklung der Mensch-Maschine-Interaktion bei und fördern die Integration von XR-Technologien in industrielle Umgebungen.

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• MAViA

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RaspberryPi, SPS, Sensorik

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TEXT

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