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Projektdatenbank

Diese Datenbank enthält aktuelle und bereits abgeschlossene Mechatronik-Forschungsprojekte. Sie können Projekte nach Forschungsschwerpunkten (Kategorien) selektieren:
  

Medizintechnik

Minimal-invasive Evakuation von intrazerebralen Blutungen (ICB)

Bild zum Projekt Minimal-invasive Evakuation von intrazerebralen Blutungen (ICB)

Leitung:

Dr.-Ing. Jessica Burgner-Kahrs

Laufzeit:

09/2014-08/2016

Förderung durch:

National Institutes of Health (NIH) R21

Kurzbeschreibung:

In Kooperation mit der Vanderbilt University, Nashville, USA wird im Rahmen dieses NIH R21 Projektes ein Robotersystem für die minimal-invasive Behandlung intrazerebraler Blutungen (ICB) entwickelt. Ziel ist es durch einen kleinen chirurgischen Zugang am Schädel mittels eines tubulären Manipulators zunächst zum Hämatom vorzudringen und dieses dann von innen heraus durch gezielte Bewegungen vorgebogener Absaugkanülen zu entfernen. Im Teilprojekt der Nachwuchsgruppe CROSS werden hierzu effektive Bewegungsplanungsmethoden entwickelt mit denen beliebige Hämatomgeometrien abgesaugt werden können. Die besondere Herausforderung stellt dabei die Echtzeitfähigkeit dar, um während des Eingriffes die Bewegungen des Manipulators bei Änderungen der Hämatomgeometrie zu adaptieren.

 

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Bending actuator for endoscopic applications

Bild zum Projekt Bending actuator for endoscopic applications

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Tobias Ortmaier

Bearbeitung:

Dipl.-Ing. Dennis Kundrat

Förderung durch:

German Research Foundation (DFG)

Kurzbeschreibung:

The main objective of this project is aimed at the disadvantages of existing endoscopic systems which consider handling and risk of injury to the patient. The development of a new actuator, the modeling of kinematics and dynamics as well as the implementation of suitable control algorithms should compensate the aforementioned criteria. The work will be carried out in close cooperation with the Institute of Drive Systems and Power Electronics (IAL).

 

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Emmy Noether-Nachwuchsgruppe CROSS

Bild zum Projekt Emmy Noether-Nachwuchsgruppe CROSS

Leitung:

Dr.-Ing. Jessica Burgner-Kahrs

Bearbeitung:

M.Sc. Carolin Fellmann, M.Sc. Ernar Amanov

Laufzeit:

10/2013-09/2018

Förderung durch:

DFG Emmy Noether-Programm

Kurzbeschreibung:

Die Emmy Noether-Nachwuchsgruppe CROSS erforscht Kontinuumsroboter für chirurgische Anwendungen. CROSS widmet sich im Speziellen einer Unterkategorie der Kontinuumsroboter: tubuläre kontinuierliche Roboter. Diese Roboterarme bestehen aus mehreren ineinanderliegenden, vorgebogenen, flexiblen Röhrchen.

 

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Robotik

Elektromagnetischer Planarantrieb mit piezoelektrisch angeregter Ultraschall-Levitation

Bild zum Projekt Elektromagnetischer Planarantrieb
mit piezoelektrisch angeregter Ultraschall-Levitation

Bearbeitung:

IAL, IDS

Laufzeit:

2011 - 2014

Förderung durch:

DFG in Beantragung

Kurzbeschreibung:

Der elektromagnetische Planarantrieb soll mit Hilfe eines mikrotechnologisch gefertigten Matrixspulensystems auf einem Siliziumwafer bewegt werden. Silizium eignet sich aufgrund seiner Materialparameter besonders gut für eine Ultraschallanregung, wodurch eine Levitation des Läufers erzeugt werden kann, die eine reibfreie Bewegung gewährleistet.

 

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Produktionstechnik

Aktive Beeinflussung des Werkzeugverschleißes beim Außenrundeinstechschleifen

Bild zum Projekt Aktive Beeinflussung des Werkzeugverschleißes
beim Außenrundeinstechschleifen

Bearbeitung:

IFW, imes

Laufzeit:

ab 2011

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Beim Schleifen stellen Ratterschwingungen eine Leistungsbegrenzung bei der Fertigung präziser Bauteile dar. Werkzeugverschleiß begünstigt dabei die Entstehung von regenerativen Effekten und führt somit zu häufigen Abrichtzyklen. Ziel dieses Projektes ist es, ein neuartiges Konzept zur aktiven Kompensation von Ratterschwingungen zu erforschen, um so häufige Abrichtzyklen zu vermeiden. Über eine aktive Lünette mit elektro-magnetischen Aktoren sollen zur Stabilisierung des Prozesses zusätzliche Kräfte auf das Werkstück eingebracht und so die dynamische Auslenkung aktiv beeinflusst werden.

 

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Ultraschallunterstützter Verbundguss

Bild zum Projekt Ultraschallunterstützter Verbundguss

Bearbeitung:

IDS / IW

Laufzeit:

2011

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Beim simultanen Verbundguss werden zwei oder mehr Schmelzen gleichzeitig in eine Gießform eingegossen. Um zu verhindern, dass sich diese untereinander vermischen, werden Phasentrennbleche eingesetzt.

 

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Medizintechnik

Entwicklung von biokompatiblen Magnesiumlegierungen und Untersuchung von deren Degradationsverhalten

Bild zum Projekt Entwicklung von biokompatiblen Magnesiumlegierungen und Untersuchung von deren Degradationsverhalten

Bearbeitung:

IW

Laufzeit:

bis 2014

Förderung durch:

DFG - SFB 599

Kurzbeschreibung:

Inhalt des Forschungsprojektes ist die Legierungsentwicklung für degradable Implantate auf Magnesiumbasis. Diese Implantatwerkstoffe sollen sowohl für den Hart- (hohe Festigkeit) als auch für den Weichgewebeeinsatz (hohe Duktilität) geeignet sein. Der dem Bauteil und seinem Implantationsort angepasste Degradationsverlauf wird über verschiedene Beschichtungen und die Variation der Werkstoffzusammensetzung eingestellt. Die Legierungen werden in In-vitro- und Ex-vivo-Testsystemen auf Biokompatibilität in unterschiedlichen Gewebearten geprüft und in In-vivo-Systeme überführt. Als Applikation werden Stents für die Nasennebenhöhle hergestellt.

 

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Sonifikationsbasierte motorische Rehabilitation

Bild zum Projekt Sonifikationsbasierte motorische Rehabilitation

Bearbeitung:

IMS, Institut für Sportwissenschaften, Hochschule für Musik, Theater u. Medien Hannover, Fa. KIND, Fa. videantis

Laufzeit:

ab 2011

Förderung durch:

EFRE, EU & Land Niedersachsen

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen dieses Verbund-Forschungsvorhabens werden am IMS mögliche Hardware-Plattformen für eine Sonifikation (Klangliche Darstellung) von Bewegungsdaten untersucht, die später in der medizinischen Rehabilitation z.B. nach einem Schlaganfall eingesetzt werden. Durch das Gerät soll in Zukunft eine Verkürzung der Rehabilitationsdauer zum Wiedererlernen von Bewegungsmustern erzielt werden. Besonders wichtig für eine mobile Hardware-Plattform sind dabei das Gewicht, die Akkulaufzeit und ausreichende Rechenleistung. Das IMS untersucht hierfür Hardware-Plattformen für die echtzeitfähige und mobile Erfassung, Verarbeitung und Sonifikation (Vertonung) komplexer Bewegungsdaten.

 

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Roboterassistierte Laserosteotomie

Bild zum Projekt Roboterassistierte Laserosteotomie

Bearbeitung:

imes

Laufzeit:

ab 2011

Förderung durch:

KUKA Laboratories GmbH

Kurzbeschreibung:

Die Laserosteotomie ist für eine Vielzahl klinisch relevanter Indikationen von Interesse. Die beim Materialabtrag entlang definierter Geometrien auftretenden Problemstellungen zeichnen sich dabei im Wesentlichen auf den Gebieten der Bahnplanung, der hochgenauen Strahlführung, der Mensch-Maschinen-Schnittstelle und der Schnitttiefenbestimmung ab. Am Institut für Mechatronische Systeme wird daher in Kooperation mit der KUKA Laboratories GmbH ein System für die roboterassistierte Laserosteotomie (RaLo) bestehend aus einem Leichtbauroboter (KUKA LBR), einem Kamerasystem, einem optischen Kohärenztomograph (OCT) und einem Er:YAG-Laser zur Demonstration einer Beispielanwendung aufgebaut.

 

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Entwicklung chirurgischer Instrumente für die Laparoskopie

Bild zum Projekt Entwicklung chirurgischer Instrumente für die Laparoskopie

Bearbeitung:

imes

Laufzeit:

ab 2010

Förderung durch:

Richard Wolf GmbH

Kurzbeschreibung:

In der minimalinvasiven Chirurgie (MIC) werden chirurgische Instrumente durch kleinste Schnitte in die Bauchhöhle des Patienten eingeführt. Um bei dieser Operationsmethode komplizierte Manipulationen zu erleichtern und die Sicherheit zu erhöhen sind neuartige chirurgische Instrumente hilfreich. Diese verfügen über mehrere Freiheitsgrade innerhalb der Bauchhöhle des Patienten und können durch eine intuitive Steuerung komfortabel gehandhabt werden. Ziel des Projektes ist es, entsprechende Instrumente mit mindestens zwei Freiheitsgraden innerhalb der Bauchhöhle zu entwickeln.

 

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Produktionstechnik

InUse - Intelligente Unterlegscheibe zur Messung von Kräften in Schraubverbindungen

Bild zum Projekt InUse - Intelligente Unterlegscheibe zur Messung von Kräften in Schraubverbindungen

Bearbeitung:

ITA

Laufzeit:

2010 - 2011

Förderung durch:

AiF, Eilhauer Maschinenbau GmbH, Microsensys GmbH

Kurzbeschreibung:

Das Projektziel von InUse ist die Entwicklung einer neuartigen intelligenten Unterlegscheibe zur direkten Erfassung von Kräften innerhalb einer Schraubverbindung über Piezo-Sensorik in Verbindung mit einer berührungslosen RFID-Übertragung an ein Lesegerät.

 

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Methode zur motorintegrierten Dämpfung von Spindelschwingungen bei Werkzeugmaschinen

Bild zum Projekt Methode zur motorintegrierten Dämpfung von Spindelschwingungen bei Werkzeugmaschinen

Bearbeitung:

IFW, IAL

Laufzeit:

2009 - 2011

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen dieses DFG-Verbundforschungsprojekts wird am IAL und IFW eine neuartige Methode zur aktiven Dämpfung von Schwingungen an Hauptspindeleinheiten von Fräsmaschinen untersucht. Grundlage der Dämpfungsmethodik bildet die vollständige Integration von elektromagnetischen Aktoren in das Aktivteil des Spindelmotors.

 

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Gesteinsbearbeitung mit ultraschallangeregtem Werkzeug

Bild zum Projekt Gesteinsbearbeitung mit ultraschallangeregtem Werkzeug

Bearbeitung:

IDS

Laufzeit:

2009 - 2011

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

In diesem von der DFG geförderten Projekt werden Grundlagenuntersuchungen zur Leistungssteigerung in der automatisierten Bearbeitung von Gestein, z.B. Granit, durchgeführt.

 

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Fahrzeugmechatronik

Reibungsreduktion in der Bodenbearbeitung

Bild zum Projekt Reibungsreduktion in der Bodenbearbeitung

Bearbeitung:

IDS

Laufzeit:

2009 - 2010

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

In diesem von der DFG geförderten Projekt werden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Landmaschinen und Fluidtechnik der TU Braunschweig die Möglichkeiten der Zugkraftminimierung durch Reibungsreduktion in der landwirtschaftlichen Bodenbearbeitung mit Pflügen oder Grubbern untersucht.

 

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Medizintechnik

Entwicklung der Ziehparameter und Herstellung resorbierbarer Nahtmaterialien auf Magnesiumbasis

Bild zum Projekt Entwicklung der Ziehparameter und Herstellung resorbierbarer Nahtmaterialien auf Magnesiumbasis

Bearbeitung:

IW, AGH Krakau

Laufzeit:

2009 - 2011

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Ziel der Arbeiten ist die Erforschung der Zusammenhänge beim Prozess des Ziehens von Magnesiumdrähten. Insbesondere werden Magnesiumlegierungen mit einer verbesserten Biokompatibilität Gegenstand der Untersuchungen sein, da ein potenzielles Einsatzgebiet von Magnesiumdrähten der Einsatz als bioresorbierbares (abbaubares) Nahtmaterial für medizinische Zwecke ist. Der Umfang der Untersuchungen umfasst die Prozesskette von der gießtechnischen Herstellung der Legierungen über Strangpressprozesse zur Herstellung von Drahtvormaterialien bis hin zur Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Ziehparameter.

 

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Aktive Mikrooptiken

Bild zum Projekt Aktive Mikrooptiken

Bearbeitung:

IMPT

Laufzeit:

ab 2009

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

In dem Teilprojekt „Elektromagnetische Ansteuerung von Mikrooptiken: Adaptive Systeme auf der Basis ferrofluidischer Aktoren“ des SPP 1337 „Aktive Mikrooptik“ entwickelt und fertigt das Institut für Mikroproduktionstechnik (IMPT) einen Mikroaktor. Durch Bestromen des Mikrospulenarrays, das Bestandteil des Mikroaktors ist, wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Dieses verschiebt ein Ferrofluid in einem Mikrokanal. Die Bewegung der ferrofluidischen Flüssigkeitssäule bewirkt eine Verdrängung einer optisch aktiven Flüssigkeit in dem Mikrokanal, welcher aus PMMA gefertigt ist. Für die Modellierung des Mikrospulenarrays wurden erfolgreich FEM-Analysen zur Simulation des erzeugten magnetischen Feldes und der Temperatur durchgeführt. Aus den Simulationsergebnissen wurde das Design für die Fotolithografiemasken abgeleitet. Für die Herstellung des Mikroaktors wurde eine Prozessfolge aufgestellt und die Dünnfilmprozesse für die Fertigung optimiert. Die Fertigung erster Aktoren ist abgeschlossen und es wurde mit den gewonnen Erfahrungen eine Designoptimierung durchgeführt. Die ersten optimierten Aktoren werden fertiggestellt und werden getestet. Im nachfolgenden Schritt der Systemintegration bilden zwei Mikroaktoren eine Sandwichstruktur in deren Mitte sich die Mikrokanalstruktur befindet.

 

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Produktionstechnik

Modellierung eines Lineardirektantriebs für Transportbänder

Bild zum Projekt Modellierung eines Lineardirektantriebs für Transportbänder

Bearbeitung:

IAL, ITA

Laufzeit:

2008 - 2011

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Im Bereich der Intralogistik werden Förderbänder für den Transport von Stückgütern verwendet. Die Förderbänder werden üblicherweise durch eine Antriebstrommel angetrieben, über die mittels Haftreibung eine Kraft in das Band eingeleitet wird. Dazu muss das Band entsprechend vorgespannt sein. Im Bereich der Antriebstrommel kommt es dabei zur maximalen Zugkraftbeanspruchung des Bandes, wodurch einerseits die maximale Länge des Bandes begrenzt ist und andererseits der Zugträger dafür bemessen sein muss. Durch lineare Antriebe die entlang der Förderstrecke angeordnet sind, lassen sich Kraftspitzen verkleinern und auf die Länge des Bandes verteilen bzw. kann der Zugträger schwächer dimensioniert werden.

 

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CogniLog - Cognitive Logistiknetzwerke

Bild zum Projekt CogniLog - Cognitive Logistiknetzwerke

Bearbeitung:

ITA

Laufzeit:

2008 - 2013

Förderung durch:

EFRE

Kurzbeschreibung:

Das Ziel des Forschungsprojekts CogniLog ist die durch Informationstechnik unterstützte Vernetzung von einzelnen Fördermodulen zu einem automatisierten, kognitiven Logistiknetzwerk. Das so entstehende Netzwerk reduziert die Komplexität der Organisation, Steuerung und Überwachung der eingesetzten Fördermodule und erhöht den Automatisierungsgrad.

 

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Automatische optische Inspektion elektronischer Bauteile

Bild zum Projekt Automatische optische Inspektion elektronischer Bauteile

Bearbeitung:

TNT

Laufzeit:

2008 - 2011

Förderung durch:

Industrie

Kurzbeschreibung:

In einem vom BMWi geförderten Forschungsprojekt werden Verfahren zur Inspektion und Klassifikation elektronischer Bauteile, wie z.B. SMD- Komponenten, entwickelt. Im Rahmen der Qualitätssicherung soll die einwandfreie Verarbeitung dieser Bauteile in elektronischen Schaltungen verifiziert werden. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf Verfahren des maschinellen Lernens (Boosting Algorithmen), welche es ausgehend von Trainingsmengen erlauben, automatisiert entsprechende Klassifikatoren zu generieren. In diesem Lernprozess wird ein komplexer Klassifikator aus einer Vielzahl von einfachen Merkmalen wie z.B. rechteckigen Strukturen zusammengesetzt.

 

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Robotik

Ultraleichtbau-Hochgeschwindigkeits-Bonder

Bild zum Projekt Ultraleichtbau-Hochgeschwindigkeits-Bonder

Bearbeitung:

IDS / IW

Laufzeit:

2008 - 2010

Förderung durch:

BMBF

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Projektes "ULH-Bonder" arbeitet das IDS zusammen mit dem Institut für Werkstoffkunde (IW) und der Firma Hesse und Knipps an einem Ultraleichtbau-Hochgeschwindigkeits-Bonder für das Wedge-Wedge-Bonden.

 

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Medizintechnik

Innenohrmikrowandler zur Anregung der Perilymphe bei Schwerhörigkeit

Bild zum Projekt Innenohrmikrowandler zur Anregung der Perilymphe bei Schwerhörigkeit

Bearbeitung:

IMPT, MHH

Laufzeit:

2008 - 2012

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Mikrosystems, welches als implantierbares Hörgerät der Verbesserung des Hörvermögens dient. Hierfür wird ein elektromagnetischer Mikrowandler mittels eines Stößels über die Rundfenstermembran die Perilymphe der Cochlea anregen. Das Einsatzgebiet zielt auf mittlere Innenohrschwerhörigkeit, Schallleitungsschwerhörigkeit und kombinierte Schwerhörigkeit ab. Rahmenbedingungen für dieses Projekt sind im hohen Maße die Bioverträglichkeit und die einfache Handhabung bei der Operation sowie zuverlässiger Betrieb. Die Bearbeitung des Projektes erfolgt in Zusammenarbeit mit der Medizinischen Hochschule Hannover.

 

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Produktionstechnik

Magnetstanze - Scherschneiden dünner Bleche mittels adaptiver Magnetaktorik

Bild zum Projekt Magnetstanze - Scherschneiden dünner Bleche mittels adaptiver Magnetaktorik

Bearbeitung:

imes, IFUM

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Das Ziel im DFG-Verbundprojekt "Scherschneiden dünner Bleche mittels adaptiver Magnetaktorik" in Zusammenarbeit mit dem Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen ist der Aufbau und die Regelung einer elektromagnetisch aktuierten Stanze. Mit Hilfe von Hochleistungselektromagneten ist die Stößelkinematik frei einstellbar. Demzufolge können der Weg-Zeit-Verlauf des Stößels an den Schneidprozess angepasst und die durch den Schneidprozess hervorgerufenen Schwingungen kompensiert werden. Derzeitig sind Schneidfrequenzen von bis zu 50 Hz erreichbar.

 

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Medizintechnik

Medizinische Bildverarbeitung

Bild zum Projekt Medizinische Bildverarbeitung

Bearbeitung:

TNT

Laufzeit:

2007 - 2010

Förderung durch:

Philips

Kurzbeschreibung:

Bei einer automatischen bildbasierten Analyse der Wirbelsäule, welche für viele orthopädische Anwendungen verwendet wird, bildet eine genaue Segmentierung der einzelnen Wirbel die Grundlage. Darüber hinaus ist die Wirbelsäule von großem Interesse, da sich über die einzelnen Wirbel der gescannte Bildbereich zuordnen lässt. Um aus mittels Computer Tomographie (CT) erstellten Bilddaten die relevante Information extrahieren zu können, wird Vorwissen eingebracht. Ein Ansatz für eine automatische Analyse medizinischer Bilddaten ist deshalb das Verwenden von anatomischen Modellen. In den Philips Forschungslaboratorien in Hamburg wurden Oberflächenmodelle von allen presakralen Wirbeln erstellt und in den Segmentierungsprozess integriert.

 

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Stabilisierende Magnesiumgeflechte zur Unterstützung von kardiovaskulärem Gewebeersatz im Hochdrucksystem

Bild zum Projekt Stabilisierende Magnesiumgeflechte zur Unterstützung von kardiovaskulärem Gewebeersatz im Hochdrucksystem

Bearbeitung:

IW, IKM, MHH-LEBAO

Laufzeit:

2007 - 2014

Förderung durch:

DFG - SFB599

Kurzbeschreibung:

In der kardiovaskulären Chirurgie sind rekonstruierende Operationstechniken für Herzklappen- und Gefäßersatz sowie für die Wiederherstellung von geschädigtem Herzmuskel die Therapie der Wahl. Die Verwendung von dezellularisiertem Gewebe, das durch Einwachsen von empfängereigenen Zellen wiederbesiedelt wird und damit Wachstumspotential aufweist, ohne jedoch immunogen wirksam zu sein, wird im kardiovaskulären Niederdruckbereich erfolgreich eingesetzt. Ziel des vorliegenden Projektes ist die Entwicklung von durch Magnesiumgeflechte stabilisiertem Gewebeersatz für den Hochdruckbereich der linken Herzkammer und Aorta.

 

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Optisch kontrollierte, automatisierte Insertion einer Cochlear Implant Elektrode

Bild zum Projekt Optisch kontrollierte, automatisierte Insertion einer Cochlear Implant Elektrode

Bearbeitung:

imes

Laufzeit:

2006 - 2008

Förderung durch:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Kurzbeschreibung:

Die bislang einzig wirksame Behandlung von hochgradiger Schwerhörigkeit oder Taubheit besteht in der Implantation eines Multielektrodenarrays in die Hörschnecke (Cochlear Implant, CI), mit dem der Hörnerv elektrisch stimuliert wird. Im Rahmen des im Projekt „Roboterassistierte Chirurgie“ verfolgten Ansatzes eines minimalinvasiven Eingriffes stellt sich das Problem einer Insertion des Implantates durch den gebohrten, engen Stichkanal. Das Projekt wird in Kooperation mit der HNO-Klinik der MHH durchgeführt.

 

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Produktionstechnik

IdentProLog - Flexible Zielführung in Produktion und Materialflusslogistik durch vollständig in den Informationsfluss integrierte Flurförderzeuge

Bild zum Projekt IdentProLog - Flexible Zielführung in Produktion und Materialflusslogistik durch vollständig in den Informationsfluss integrierte Flurförderzeuge

Bearbeitung:

ITA

Laufzeit:

2006 - 2009

Förderung durch:

BMBF

Kurzbeschreibung:

Die Fortschritte im Bereich der Kommunikations- und Informationstechnologien und eine globalisierte Wirtschaft stellen immer neue Anforderungen an die Logistikprozesse. Die Anpassung an diese Anforderungen wird in Zukunft vermehrt durch den Einsatz von dezentraler Informationstechnologie erfolgen.

 

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Spindelprüfstand

Bild zum Projekt Spindelprüfstand

Bearbeitung:

PZH GmbH

Laufzeit:

2006 - 2007

Kurzbeschreibung:

Die Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitszerspanung stellt hohe Anforderungen (z. B. Drehmoment, Leistung) an die in Dreh- und Fräsmaschinen zum Einsatz kommenden Motorspindeln. Für das sichere Führen des Bearbeitungsprozesses an dessen „Leistungsgrenze“ ist dementsprechend eine detaillierte Kenntnis der Werkzeug- und Spindelbeanspruchung anzustreben. Bedingt durch die hohe Dynamik bei Bearbeitungsprozessen sind die Untersuchungsmöglichkeiten einer kombinierten (axial-/radial-/tangentialen) Spindelbeanspruchung jedoch bisher stark eingeschränkt. Vor diesem Hintergrund hat die PZH GmbH einen neuartigen Spindelprüfstand fertiggestellt, welcher die Untersuchung von Motorspindeln hinsichtlich dynamischer Lastkollektive, wie sie in Bearbeitungsprozessen auftreten, ermöglicht.

 

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Robotik

Autonomer Gabelstapler

Bild zum Projekt Autonomer Gabelstapler

Bearbeitung:

ISE/RTS

Laufzeit:

seit 2005

Förderung durch:

STILL GmbH

Kurzbeschreibung:

Der autonome Gabelstapler - von der STILL GmbH als Schubmaststapler FM-X Autonom bezeichnet - vereint eine freie Navigation in industriellen Umgebungen ohne zusätzliche Infrastruktur mit einer variablen Aufnahme von Paletten. Der im Rahmen der Kooperation entwickelte Gabelstapler ermöglicht es, Paletten zu erkennen, diese aufzunehmen und autonom an einer anderen Stelle wieder abzulegen. Die wesentliche Neuerung des Systems besteht darin, dass die Paletten nicht - wie bei herkömmlichen Systemen - zentimetergenau auf vordefinierten Übergabestellen abgelegt werden müssen, sondern über Laserscanner geometriebasiert erkannt werden und flexibel von verschiedenen Positionen und Höhen autonom aufgenommen werden können.

 

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Produktionstechnik

Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus (SFB 653)- Bauteiloberflächen und -randzonen mit gentelligenten Eigenschaften

Bild zum Projekt Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus (SFB 653)- 
Bauteiloberflächen und -randzonen mit gentelligenten  Eigenschaften

Bearbeitung:

TNT, IFW

Laufzeit:

2005 - 2013

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Informationen über ein Bauteil, wie Chargenbezeichnung, Bearbeitungsparameter oder Konstruktionsdetails, werden meist in Datenbanken aufbewahrt. Im Rahmen des DFG-geförderten Sonderforschungsbereichs SFB 653 "Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus" sollen solche Informationen in Bauteilen selbst abgelegt werden - "wissende" Bauteile. Hierzu werden in diesem Projekt gezielt Mikrostrukturen in die Bauteiloberfläche eingebracht und zur Informationsspeicherung genutzt. Die Informationen sollen beispielsweise den Ursprungszustand eines Objekts beschreiben. In einem weiteren Teil des Projektes wird dem Werkstück durch gezielt eingestellte Randzoneneigenspannung die Fähigkeit „zu Fühlen“ verliehen. Die Oberflächeneigenspannungen bauen sich in Folge von Überlastungen ab und können so Aufschluss über ihre Belastungshistorie geben. Gemeinsam mit den Informationstragenden Mikrostrukturen können die Informationen anschließend zum Beispiel bei einer Inspektion genutzt werden, um aus der Analyse von Ist- und Ursprungszustand auf die Restlaufzeit zu schließen und ein Bauteil erst dann auszutauschen, wenn es bis zur nächsten Inspektion ausfallen wird. In einem dritten Aspekt wird die Identifikation von Bauteilen anhand ihrer Oberflächenstruktur untersucht. Durch eine Analyse charakteristischer Oberflächen Eigenschaften, kann einem Bauteil ein Fingerabdruck, ähnlich dem eines Menschen, zugeordnet werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden diese Merkmale zusätzlich zur Entwicklung eines modernen Plagiatschutzes fertigungstechnisch hergestellter Bauteile herangezogen.

 

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Leimspurscanner

Bild zum Projekt Leimspurscanner

Bearbeitung:

PZH GmbH

Laufzeit:

2005 - 2006

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen dieses Projektes wurde in Zusammenarbeit mit einem Tabakwarenhersteller eine integrierte Leimspuranalyse zur Qualitätssicherung bei der Fertigung von Zigarettenblättchen entwickelt.

 

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Robotik

Zweibeiniger Serviceroboter BARt

Bild zum Projekt Zweibeiniger Serviceroboter BARt

Bearbeitung:

IRT

Laufzeit:

seit 1999

Kurzbeschreibung:

Für autonome Serviceroboter sind einerseits Radantriebe sehr effizient. Für zahlreiche Anwendungen im menschlichen Lebensraum bestehend aus Treppen und anderen Hindernissen, die nicht von Rädern bewältigt werden können, erscheint ein Beinantrieb vorteilhafter. Zur Untersuchung des dynamischen Gehens wurde der zweibeinige Roboter BARt-UH (Bipedal Autonomous Robo-Universität Hannover) aufgebaut. Die Experimentierplattform BARt findet in überarbeiteter Form bis heute in weiteren Forschungsprojekten Anwendung.

 

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Fahrzeugmechatronik

Modellbasierte Ladedruckregelung von Dieselmotoren

 

Bearbeitung:

IRT

Laufzeit:

2005 - 2009

Förderung durch:

Industrie

Kurzbeschreibung:

Die Aufladung von Verbrennungsmotoren ist eine Schlüsseltechnologie, um die Anforderungen an moderne Pkw hinsichtlich Schadstoffausstoß und Wirtschaftlichkeit zu erfüllen. Dieses Projekt widmet sich der Regelung des für die Verbrennung notwendigen Ladedrucks, für die eine modellbasierte, nichtlineare Vorsteuerung für Abgasturbolader entwickelt wurde. Die Modellbildung der Abgasturbine ist dabei von besonderer Bedeutung. Eine Analyse des Verfahrens stellt die strukturelle Robustheit der entwickelten Ladedruckregelung in verschiedenen Arbeitspunkten heraus.

 

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Robotik

Untersuchung von Fallszenarien zweibeiniger Laufmaschinen

Bild zum Projekt Untersuchung von Fallszenarien zweibeiniger Laufmaschinen

Bearbeitung:

IRT

Laufzeit:

2003 - 2008

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Die zweibeinige Fortbewegung ermöglicht es Servicerobotern, sich mit größtmöglicher Flexibilität im menschlichen Lebensraum zu bewegen, führt aber eine hohe Sturzanfälligkeit mit sich. Herkömmliche Stabilitätskriterien sind für die Erkennung und Klassifizierung von Sturzszenarien nicht ausreichend. In diesem Projekt wurden Methoden zur Erkennung und Klassifizierung drohender Stürze entwickelt und auch eine optimale Reaktion für diese Szenarien angelernt. Des Weiteren wurden Verfahren zum Wiederaufstehen nach einem Sturz untersucht.

 

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Fahrzeugmechatronik

Online-Reibwertprognose

Bild zum Projekt Online-Reibwertprognose

Bearbeitung:

imes

Laufzeit:

2003 - 2004

Förderung durch:

Industrie

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen dieses Projektes soll in Zusammenarbeit mit einer Fahrzeugzulieferer-Firma die Machbarkeit der Reibwertprognose im KFZ auf Basis vom Multisensorkonzept geprüft und umgesetzt werden. Die Schwerpunkte der Arbeit liegen in der Fahrzeugtechnik, Messtechnik und Digitalsignalverarbeitung.

 

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Robotik

Zweibeiniger autonomer Serviceroboter LISA

Bild zum Projekt Zweibeiniger autonomer Serviceroboter LISA

Bearbeitung:

IRT

Laufzeit:

2002 - 2009

Kurzbeschreibung:

LISA ist ein Versuchsroboter für die Weiterentwicklung und Erprobung neuer Verfahren für zweibeinige Laufmaschinen. Eine Besonderheit dieser Laufmaschine ist die kugelgelenkähnliche Konstruktion der Hüftgelenke. Die beiden Beine des Roboters sind derart beweglich, dass jeder Fuß in alle drei Raumrichtungen verschiebbar und um jede Raumachse drehbar ist.

 

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Energieoptimale Bahnplanung durch Ausnutzung natürlicher Bewegungsmuster

Bild zum Projekt Energieoptimale Bahnplanung durch Ausnutzung natürlicher Bewegungsmuster

Bearbeitung:

imes

Laufzeit:

2002 - 2003

Kurzbeschreibung:

In Fortsetzung der Forschungsarbeiten zu unteraktuierten Manipulatoren, bei denen die Bewegung passiver Gelenke über die dynamischen Kopplungen wie Trägheit, Coriolis- und Zentrifugalkräfte geschieht, sollen diese Kopplungen bewusst zu einer energieoptimalen Bahnplanung vollaktuierter Systeme ausgenutzt werden.

 

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Inertiale Messeinheit

Bild zum Projekt Inertiale Messeinheit

Bearbeitung:

IRT

Laufzeit:

2000 - 2005

Förderung durch:

MZH-Initiativprojekt

Kurzbeschreibung:

Zweibeinige Roboter benötigen zur Gleichgewichtsregelung einen Sensor, der ähnlich dem Gleichgewichtsorgan des Menschen die Orientierung im Raum erfassen kann. Die in der Trägheitsnavigation üblichen Sensorsysteme sind für diese Aufgabe wegen des zu hohen Gewichts und zu hoher Stromaufnahme ungeeignet. Mit der rasanten Entwicklung mikromechanischer Sensoren haben sich kostengünstige Alternativen ergeben, die jedoch wesentlich größere Messfehler aufweisen. Im Rahmen des Projektes wurde eine leichte Sensoreinheit mit geringem Stromverbrauch entwickelt, deren Fehler sich durch redundante Messungen und intelligente Datenfusion auf ein für die Anwendung gerechtes Maß reduzieren lassen.

 

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Produktionstechnik

Schnelle Werkzeugmaschine

Bild zum Projekt Schnelle Werkzeugmaschine

Bearbeitung:

IFW, IRT, IDS

Laufzeit:

1998 - 2004

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Im Rahmen der Forschergruppe 'Struktur und Regelung hochdynamischer Werkzeugmaschinen' wird in Zusammenarbeit vom IFW, IRT und IDS der Werkzeugmaschinenprototyp 'Schnelle Maschine' aufgebaut. Dabei entwickelt das IFW die Maschinenstruktur sowie die Vorschubantriebe. Das IDS erforscht eine magnetgeführte Maschinenachse und das IRT stellt die dafür benötigte Hard - und Software bereit. Anhand dieser neuartigen elektromagnetisch gelagerten Z-Achse sollen neue Möglichkeiten im Bereich der Hochgeschwindigkeitszerspanung erschlossen werden. Höhere Dynamik, wie auch eine Genauigkeitssteigerung können durch das aktive System 'Magnetführung' erzielt werden.

 

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Fahrzeugmechatronik

Autonome Messeinrichtung zur Untersuchung des Reibprozesses am Groschrad

Bild zum Projekt Autonome Messeinrichtung zur Untersuchung des Reibprozesses am Groschrad

Bearbeitung:

imes, IKM, IDS, ibnm, DIK

Laufzeit:

2000 - 2002

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Die Untersuchung des Reibprozesses zwischen Fahrbahn und Reifen wird durch die Komplexität des Reifens und die Wechselwirkungen mit Fahrwerk und Antriebsstrang erschwert. Um dieses Problem zu lösen, wurde am MZH in Zusammenarbeit mit dem IFM das Reibmobil, ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug gebaut.

 

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Produktionstechnik

PaLiDA - Parallelkinematik mit Lineardirektantrieben

Bild zum Projekt PaLiDA - Parallelkinematik mit Lineardirektantrieben

Bearbeitung:

imes, IFW

Laufzeit:

2000 - 2006

Förderung durch:

DFG

Kurzbeschreibung:

Der Versuchsstand PaLiDA wird im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms "Fertigungsmaschinen mit Parallekinematiken" am MZH genutzt. Durch dieses Vorhaben sollen die Vorteile der Kombination von paralleler Konstruktion und hochdynamischen Antrieben ausgenutzt, untersucht und weiterentwickelt werden. Dies ermöglicht die zukünftige Nutzung von Parallelkinematiken in der industriellen Fertigung zur Steigerung der Produktivität.

 

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Robotik

Bildrückgeführte Roboterregelung

Bild zum Projekt Bildrückgeführte Roboterregelung

Bearbeitung:

imes

Förderung durch:

MZH-Initiativprojekt

Kurzbeschreibung:

Ziel der Forschungsaktivitäten ist die bildunterstützte Regelung des auf MARGe montierten Roboterarms. Es soll erreicht werden, dass der Roboterarm autonom Objekte erkennt und durch eine geregelte Bewegung dazu in der Lage ist, das erkannte Objekt zu greifen.

 

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Autonome mobile Plattform MARGe

Bild zum Projekt Autonome mobile Plattform MARGe

Bearbeitung:

imes

Förderung durch:

MZH-Initiativprojekt

Kurzbeschreibung:

Der Name MARGe unserer autonomen, mobilen Roboterplattform steht für Moving Autonomous Robot Genie. MARGe ist eine selbstständig fahrende mobile Plattform. Sie steht auf vier einzeln gelenkten und einzeln angetriebenen Rädern. Damit kann sich der Roboter sehr flexibel bewegen, sich um die eigene Achse sowie zur Seite drehen. Über Funk ist der Steuerungsrechner von MARGe mit dem Internet verbunden.

 

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Fahrzeugmechatronik

Semi-Aktives Motorlager

Bild zum Projekt Semi-Aktives Motorlager

Bearbeitung:

imes

Laufzeit:

2000 - 2004

Förderung durch:

Industrie

Kurzbeschreibung:

Am Mechatronik-Zentrum wurde ein Semi-Aktives Motorlager entwickelt, welches auf dem Reluktanzkraftprinzip basiert und die Anpresskraft auf sog. Reibbeläge variieren kann.

 

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