Modulbeschreibung

Im Umfeld der Mechatronik stellt die Automatisierungstechnik eine Schlüsselqualifikation dar. Ein Teilaspekt wird durch die industrielle Automatisierungstechnik abgedeckt. Im Bereich der Automation kommt das Zusammenspiel von Sensorik, Aktorik und Prozessorik zum Tragen, es geht um das Zusammenfügen der genannten Fragmente zu einem funktionsfähigen, ablauffähigen System.
Durch die praktische Anwendung dieser Fachinhalte wird die Fähigkeit der interdisziplinären Kommunikation zwischen den Ingenieuren aus den Bereichen Mechanik, Elektronik und Informatik geschult und beübt.
Auch stellt die Mensch-Roboter Kooperation eine Herausforderung der Zukunft dar, auch für einen Mechatroniker. Dabei kann man auch an humanoide Roboter denken.

Die Studierenden 

• kennen die Grundlagen der angewandten Robotik.
• kennen die Grundzüge der Roboterprogrammierung am Beispiel der UR-Serie.
• kennen die Differenzierungen in der Zusammenarbeit von Mensch und Roboter.
• kennen die Anforderungen in der Sicherheit von Automatisierungssystemen und Robotik.
• verstehen den Grundgedanken in der digitalen Produktion.
• verstehen Smarte und Sensitive Robotik (Sensorik und Bildverarbeitung) Mensch Roboter Kooperation.
• verstehen den Begriff Systemzuverlässigkeit.
• kennen die Grundzüge einer Gefahrenbetrachtungen im Bereich der Mensch-Roboter-Kooperation (MRK).
• können eine einfache Gefahrenbetrachtung erstellen.
• kennen die Kommunikation von Sensoren und Aktoren (Feldbus, OPC UA).
• verstehen die Datenkommunikation zwischen einem OPC-UA Server und einer Cloud.

Die Studierenden sind in der Lage

• einen einfachen Manipulator mathematisch zu beschreiben.
• geeignete Anwendungsfelder für Mensch-Roboter Kooperation zu beschreiben.
• eine einfache Gefahrenbeschreibung zu erstellen und die erforderlichen Massnahmen zur Risikominimierung zu bestimmen.
• den Einsatz von Robotern zu beurteilen, zu planen und zu realisieren.
• die notwendigen Komponenten und Teilsysteme (Steuerung, Transfersysteme, Handling Systeme, Roboter, Bildverarbeitung, PC etc.) für eine Anlage festzulegen.
• die Möglichkeiten eines Flurroboters (Robotino) zu nutzen.
• eine Applikation in Mensch Roboter Kooperation auszulegen (Aufgabenaufteilung, Sicherheit etc.).
• die Datenkommunikation mittels OPC-UA zu realisieren.

Weitere Vorausgesetzte Module, sind die beiden Module Elektrotechnik & Lineare Algebra 1 und 2. Ebenfalls sollte das Modul MET2 besucht worden sein oder parallel dazu besucht werden.

Das Modul findet im Frühlingssemester hybrid statt.

Während der Unterrichtsphase wird eine schriftliche Prüfung bewertet, Dauer: 60 min. Am Ende des Moduls wird eine Projektaufgabe im Bereich der Mensch-Roboter-Kooperation (Gruppenarbeit) inkl. Präsentation zur Benotung abgegeben.

Während der Unterrichtsphase wird eine schriftliche Prüfung (Gewicht 50%) bewertet. Am Ende des Moduls wird eine Projektaufgabe im Bereich der Mensch-Roboter-Kooperation (Gruppenarbeit) inkl. Präsentation (Gewicht 50%) zur Benotung abgegeben.

Die Studierenden sind in der Lage

• den Einsatz von Robotern zu beurteilen, zu planen und zu realisieren.
• den Einsatz von Robotern (Flurroboter Robotino) zu beurteilen, zu planen und zu realisieren.
• die notwendigen Komponenten und Teilsysteme (Steuerung, Transfersysteme, Handlingsysteme, Roboter, Bildverarbeitung, PC etc.) für eine Anlage festzulegen.
• Erlernen geeigneter Anwendungsfelder für Mensch Roboter Kooperation (MRK).
• Sensoren, Aktoren und Prozessorik entlang der Automatisierung Pyramide zu integrieren.
• Datenkommunikation über OPC UA zu realisieren.
• Bussysteme für Echtzeitanwendungen zu evaluieren
• Praktische Umsetzung von Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) Planung, Sicherheitsbewertung etc.

Grundlagen der Industrie Roboter

• Funktionsweise und Aufbau
• Einsatzgebiete
• Achsen (Linear- und Rotationsachsen)
• Kinematik
• Schutzeinrichtungen und Überwachungen
• Bussysteme der Automatisierungstechnik charakterisieren und auswählen
• Sicherheitsaspekte bei der Datenkommunikation
• Intelligente Sensoren (Kamera) im Verbund mit der Robotik
• nötige Peripherie (Werkzeuge Sicherheitstechnik etc.)

Umsetzung Mensch Roboter Kooperation

• Planung einer MRK-Applikation
• Aufgabenzuteilung zu Mensch und Roboter
• Sicherheit in der MRK

Autonome Roboter

• Serviceroboter

Industrielle Bildverarbeitung in der Robotik

• Grundlagen
• Integration der Bildverarbeitung in der Robotik
• Einfache Anwendungsbeispiele

Vorlesung, Übungen, Praktika, Selbststudium, Projekt

Skript, Roboter-Unterlagen, Übungen, Praktika