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Technische Ausstattung

Das Institut für Mechatronische Systeme verfügt über gut ausgestattete Labore und Werkstätten. Nachstehende, beispielhaft aufgeführte Geräte stehen für Projekte und Dienstleistungen zur Verfügung.

Allgemein

Industrie 4.0-Modellfabrik: Handhabungsprozess einer Verpackungsstraße

Dem imes steht eine Modellfabrik mit verschiedenen seriell- und parallelkinematischen Robotersystemen zur Verfügung, mit der ein vollautomatisierter Handhabungsprozess, ähnlich dem einer modernen Verpackungsstraße ausführt werden kann. Die Anlage ermöglicht zum Einen die applikationsnahe Evaluierung innovativer Methoden der Robotik und Regelung auf Basis modernster industrieller Antriebs- und Steuerungstechnik. Zum Anderen können fortschrittliche Methoden zur Analyse, Überwachung sowie Optimierung komplexer Prozessabläufe entwickelt und in realer Umgebung erprobt werden. Durch ein variables Energieversorgungskonzept der elektrischen Antriebssysteme sowie eine enge Datenvernetzung aller Steuerungskomponenten mit einer institutseigenen BigData-Analyse-Plattform können unterschiedlichste Use-Cases, nicht nur aus dem Themenfeld der Industrie 4.0 adressiert werden. Ebenfalls besteht an der vorhandenen Anlage  die Möglichkeit Schulungen durchgeführt werden.

Spezifikation:

  • SCARA-Roboter
  • Delta-Picker mit Transportbändern
  • Knickarmroboter mit Linearachse 
  • Hochregalbediengerät

Identifikation & Regelung

Versuchsfahrzeuge und Messsysteme

Zur Erprobung sowie zur Aufzeichnung von Messdaten verfügt das Institut für Mechatronische Systeme über zwei eigene Versuchsfahrzeuge, sowie eine GPS-gestützte Inertialplattform. 

Spezifikation

  • Fahrzeugbezeichnung: Volkswagen Touran
  • Motorisierung: 1,9 l Hubraum, 77 kW Leistung
  • Antriebsart: Frontantrieb, manuelles Schaltgetriebe

 

Spezifikation

  • Fahrzeugbezeichnung: Volkswagen Golf GTE Plug-In Hybrid
  • Verbrennungsmotor:1,4 l Hubraum, 110 kW Leistung, 250 Nm
  • Elektromotor: Synchronmotor, 75 kW
  • Antriebsart: Parallel-Hybrid

 

Spezifikation

  • Faserkreiselsystem für Fahrdynamikmessungen
  • GPS- und Kalman Filter-gestützte Messaufnahme
  • Messungen von Beschleunigungen und Drehraten
  • Finanziert durch das BMWi

      

 

 

Medizintechnik & Bildverarbeitung

Rapid Prototyping System

Am NIFE verfügt das Institut für Mechatronische Systeme über den Objet350 Connex3 Polyjet 3D Drucker. 

Spezifikation

  • Auflösung: X-Achse: 600 dpi; Y-Achse: 600 dpi; Z-Achse: 1.600 dpi 
  • Schichtstärke bis zu 16 µm
  • Bauvolumen: 340 × 340 × 200 mm
  • 8 Druckköpfe
  • verschiedene Materialeigenschaften in einem Druckvorgang 
  • Materialien für den medizinischen Bereich

CBCT/DVT XORAN xCAT

Am NIFE verfügt das imes über den Digitalen Volumen Tomograph (DVT) xCAT von der Firma XORAN.

Spezifikation

  • Voxelgröße: 0.4 mm
  • Scanvolumen 14x14x24 cm³

Autoklav

Zur Untersuchung von Anwendbarkeit zur Sterilisierung besitzt das Institut für Mechatronische Systeme den Autoklaven Vacuklav 23b+ der Firma Melag. Dabei handelt es sich um ein Sterilisationsgerät der Klasse B, welches sich für gängige Dampf-Vakuum-Sterilisationsprozesse eignet.

  Spezifikation

  • Stand-alone (kein Festwasseranschluss)
  • Volumen: 22 Liter
  • Tabletmaße: 19 x 42 x 2 cm (B x T x H)
  • 230 V / 2500 W
  • Gewicht: 48 kg
  • Beladung: 5 kg instruments

 

 

 

 

 

 

Optische Kohärenztomographie

Die optische Kohärenztomographie (OCT) ist eine der am stärksten sich entwickelnden und aufstrebenden optischen Bildgebungen. Mit dem "Swept Source" System der Fa. Thorlabs Inc. steht eine der modernsten Technologien in diesem Bereich zur Aufnahme von dreidimensionalen, hochaufgelösten Bilddaten zur Verfügung.

 

Spezifikation

  • Mittlere Wellenlänge: 1325 nm
  • Spektrale Bandweite: >100 nm
  • Messvolumen: 10 mm x 10 mm x 3 mm
  • Axiale Auflösung: ca. 10 µm
  • Transversale Auflösung: ca. 15 µm

 

 

Optische Navigationssysteme

Das Institut für Mechatronische Systeme verfügt über optische Navigationssysteme, die eine 6DOF-Vermessung von Objekten im Raum ermöglichen. Es stehen drei dieser Geräte zur Verfügung: NDI Polaris, Qualisys Oqus 4 und Advanced Realtime Tracking GmbH ARTTrack2.

                                               Spezifikation NDI Polaris und ARTTrack2

  • Messgenauigkeit: 0,3mm
  • Wiederholrate: 60Hz
  • Messbereich: Entfernungen von bis zu 4 Metern

 

Spezifikation Qualisys Oqus 4

  • Messgenauigkeit: bis zu 0,1mm
  • Wiederholrate: 480Hz (bis zu 10 kHz bei reduziertem FOV)
  • Messbereich: Entfernungen von bis zu 25 Metern

 

 

 

Hochfrequente Er:YAG-Laserquelle

Die diodengepumpte Laserquelle DPM-15 (Pantec Engineering/3m.i.k.r.o.n) eignet sich aufgrund ihrer Wellenlänge hervorrangend zur Ablation von wasserhaltigem Gewebe. Neben biologischem Hartgewebe (Knochen) können auch Weichgewebe durch optische Scanner in einem Volumen von 10 x 10 x 10 mm3 hochgenau mit einstellbarer Geschwindigkeit und Abtragsrate bearbeitet werden.

Spezifikation

  • Ausgangsleistung bis 9 W
  • Pulsfrequenz 50 Hz bis 500 Hz
  • Fokusdurchmesser 400 µm
  • Bearbeitungvolumen 10 x 10 x 10 mm3 (erweiterbar)

 

 

3D Röntgen C-Bogen

Mit dem Ziem Vision-FD-Vario 3D steht ein modernstes volldigitales Flatpanel-Röntgengerät zur Verfügung, das neben hochauflösenden und kontrastreichen 2D Bildern ebenfalls dreidimensionale Datensätze erzeugen kann. Der Einsatz erfolgt nicht an Tieren und Menschen, sondern ist technischen Objekten sowie Phantomen vorbehalten.

Spezifikation

  • 20 x 20 cm2 Flächendetektor
  • Auflösung: 2,4 LP/mm
  • bis zu 25 Bilder pro Sekunde
  • 5123 Voxel Auflösung der 3D Datensätze

 

 

 

Mobile Koordinatenmessmaschine

Das Institut für Mechatronische Systeme verfügt über einen mobilen Koordinaten-Messarm vom Typ Faro GagePlus.

Spezifikation

  • Volumetrische Genauigkeit: 0,025 mm
  • Sphärisches Arbeitsvolumen mit 1,2 m Durchmesser

OP Mikroskop

Das Stereo-Operationsmikroskop Allegra 50 der Möller-Wedel GmbH ermöglicht Forschung mit vergrößerter Darstellung in kliniknahen Anwendungen der computer- und roboterassistierten Chirurgie und weiteren Anwendungen der Medizintechnik, wie beispielsweise experimenteller HNO-Chirurgie. 

Spezifikation

  • 5-stufige Vergrößerung (2x, 4x, 8x, 16x und 32x) bei f=250 mm
  • Koaxiale Halogenbeleuchtung
  • Stereo-Kamera-Adapter

Robotik & autonome Systeme

Aktuierte Mehrachskinematiken

Das Institut für Mechatronische Systeme verfügt über verschiedene seriell- und parallelkinematische Robotiksysteme. Dazu zählen industrielle Knickarmroboter sowie ein planarer 3(P)RRR Parallelroboter.

Mobiler Roboter "KMR iiwa"

Der KMR iiwa ist eine Kombination aus mobiler Plattform (KMP omniMove 175) und Leichtbauroboter (LBR iiwa 14 R820). Der Roboter kann autonom navigieren und ist für die Mensch-Roboter-Kollaboration konzipiert. Durch seine Flexibilität ist der KMR iiwa besonders für die Integration in ein Umfeld der Industrie 4.0 geeignet.

Spezifikation

  • Arm: 14 kg Nenn-Traglast
  • Arm: 820 mm Reichweite
  • Arm: 7 angetriebene Rotationsachsen
  • Arm: Momentensensorik in allen Gelenken
  • Plattform: 145 kg max. Nutzlast
  • Plattform: Hinderniserkennung mit Laserscannern und Ultraschallsensoren
  • Plattform: min. 8 h Batterielaufzeit

 

 

Redundanter serieller Leichtbauroboter

Der KUKA Leichtbauroboter (LBR) ist aufgrund seiner integrierten Sensorik und der redundanten siebten Achse hervorragend für die Mensch-Maschine-Interaktion geeignet. Durch sein geringes Eigengewicht von nur 15 kg bei einer Traglast von 7kg ist der Roboter energieeffizient und ortsflexibel und kann unterschiedlichste Aufgaben übernehmen.

Spezifikation

  • 7 kg Nenn-Traglast
  • 1,84 m3 Arbeitsraumvolumen
  • 0,05 mm Wiederholgenauigkeit
  • 7 angetriebene Rotationsachsen

 

 

 

Kompakter paralleler Präzisionsroboter

Der H-824 6-Achsen-Hexapod der Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG ist aufgrund seiner Steifigkeit hervorragend für präzise Anwendungen geeignet. Durch den kompakten parallelkinematischen Aufbau mit sechs Freiheitsgraden ist der Roboter steifer als vergleichbare serielle Kinematiken und gewährleistet eine höhere Dynamik und Zuverlässigkeit.

Spezifikation

  • 10 kg Nenn-Traglast
  • Stellwege bis 45 mm / 25°
  • 7 nm Aktorauflösung
  • 0,1 µm Wiederholgenauigkeit