Kurze Einführungszeiten neuer Produkte, eine hohe Flexibilität bei Anpassungen, sowie der Freiraum für MitarbeiterInnen in Punkto Handlungs- und Entscheidungsspielraum beschreiben die klassische Werkstattfertigung. Besonders die geringe Anzahl der herzustellenden Stücke unterstreicht diese Form, welche im Assemblierungsbereich der KNAPP AG forciert wird. Im Zuge der kontinuierlichen Verbesserung im Bereich Mechatronics der KNAPP AG erfolgt eine Analyse der potenziellen Assemblierungsabläufe, bei denen die Chance auf eine Kollaboration zwischen Mensch und Roboter besteht. Im ersten Schritt der Arbeit werden die Marktsituation in Bezug auf Robotik, die Grundlagen der Mensch-Roboter-Kollaboration sowie die rechtlichen Aspekte betrachtet und näher beschrieben. Für die Integration einer solchen Anwendung liegt zusätzlich noch der Schwerpunkt auf die sicherheitstechnischen, ethischen und gesellschaftlichen Gesichtspunkte. Nachdem alle Einflussfaktoren ermittelt wurden, wird zusammen mit dem erlangten Wissen seitens der vorher erarbeiteten Theorie das Konzept eines Montagearbeitsplatzes ausgelegt, welches die ökonomischen Blickwinkel erfüllt. Das Resultat der Arbeit zeigt, dass mit dem heutigen Stand der Technologie eine Interaktion zwischen Roboter und Mensch im Unternehmen möglich ist.

Im Handwerk des Gitarrenbaus streben Instrumentenerzeuger*innen danach, ihre Instrumente hinsichtlich der Tonqualität, der Bespielbarkeit oder des Vibrationsverhaltens zu verbessern. Moderne Technologien zur Frequenzanalyse werden dennoch selten eingesetzt, um traditionelle Fertigungsmethoden zu unterstützen. Durch die Einführung von Simulationssoftware in die Designphase kann eine Optimierung der Korpusform schon zu einem frühen Zeitpunkt des Fertigungsprozesses erzielt werden. Das Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit ist es, einen Optimierungsprozess am Gitarrenkorpus durchzuführen und den Einfluss von spezifischen Änderungen der Bauform auf das Frequenzspektrum zu untersuchen. Zu Beginn wurden verschiedene Bereiche des Korpus untersucht, die das Schwingungsverhalten beeinflussen. Zu diesem Zweck wurden Simulationen durchgeführt, wobei in jedem Durchgang nur eine Eigenschaft geändert wurde, um den Effekt einer Formveränderung zu demonstrieren. Die Ergebnisse wurden anschließend zusammengefasst, um Designvorgaben für akustische Gitarrenkörper zu erstellen. Des Weiteren wurde eine Strukturoptimierung durchgeführt, um die Optimierung einer Gitarrenform zu erzielen und erforderliche Eigenfrequenzen zu erreichen. Aufgrund dieser Ergebnisse wurden zwei Gitarrenkörper hergestellt und experimentelle Frequenzmessungen daran durchgeführt, um diese mit den Simulationsmodellen zu vergleichen. Die Simulationsergebnisse können in der Designphase verwendet werden, um die Bauzeiten zu reduzieren.

Diese Masterarbeit untersucht die Möglichkeit, die auftretenden Massenträgheiten und Verluste an einem Back-2-Back-Prüfstand für definierte Prüfläufe mit Hilfe von zusätzlichen Antriebselementen auszugleichen. Der aktuelle Prüfstandsaufbau besteht aus zwei elektrischen Antriebsachsen (den Prüflingen), welche über Wellenverbindungen und zwei Koppelgetriebe mechanisch miteinanderverbunden sind. Im aktuellen Prüfaufbau erfolgt die Massenträgheits- und Verlustkompensation durch die Prüflinge selbst, welche dadurch unterschiedliche Lastzustände aufweisen. Diese ungleiche Belastung widerspricht dem grundsätzlichen Testinteresse, einen Prüfling gegen den anderen Prüfling mit jeweils gleicher Last zu betreiben. Die Problem- bzw. Fragestellung dieser Arbeit ist es zu prüfen, ob diese Massenträgheit- und Verlustkompensation durch eine Erweiterung des Prüfstandsaufbaus von zusätzlichen Antriebselementen getragen werden kann. Das Konzept dieser Arbeit ist es, an den beiden Koppelgetrieben zusätzliche elektrische Motoren anzubringen, welche den Prüfaufbau beschleunigen und verzögern können und somit die Massenträgheiten und Verluste kompensieren. Für den aktuellen Prüfstandsaufbau wird ein Modell in MATLAB/Simulink auf Basis der theoretischen Herleitungen von Massenschwingersystemen erstellt. Die notwendigen Modellparameter werden aus vorhandenen Messdatenaufzeichnungen des realen Prüfstands identifiziert und die Simulationen der erstellten Modelle werden gegen diese realen Messdatenaufzeichnungen bzw. gegen die anderen Modelle validiert. Als Ergebnis der Modellerstellung steht ein robustes Modell, das auch unter der Annahme gewisser Vereinfachungen in der Lage ist, den realen Prüfstand mit definierten Prüfabläufen zu simulieren. Darauf aufbauend wird die Erweiterung mit zusätzlichen Antriebselementen im Modell durchgeführt und geeignete PI-Regler mit Vorsteuerung entworfen. Das entworfene Simulationsmodell fährt abschließend den gleichen Prüflauf wie der reale Prüfstand ab, und die Daten aus der Simulation werden mit den Messdaten verglichen. Dabei können beide Prüflinge drehmomentgeregelt betrieben werden, die Drehzahlregelung für den Prüflauf erfolgt durch die zusätzlichen elektrischen Motoren im Modell, welche auch die Massenträgheits- und Verlustkompensation für den Prüflauf tragen. Für die Simulation wird ein stabiles, aber dennoch vereinfachtes Modell verwendet. Die Ergebnisse der Simulation mit den Prüfstandserweiterungen bestätigen die Hypothese, dass die parasitären Trägheits- und Verlusteffekte durch den Aufbau zusätzlicher Antriebselemente weitgehendkompensiert werden können. Außerdem wurde für die definierten Prüfläufe ein besseres Verhalten, sowohl hinsichtlich Dynamik als auch hinsichtlich Stabilität festgestellt. Zusätzlich wird im Ergebnisteil die Möglichkeit diskutiert, die Prüfstandsseiten gezielt mit unterschiedlicher Drehzahl, wie z.B. bei einer Kurvenfahrt, zu betreiben. Diese Arbeit gibt abschließend noch die Empfehlung, die Ergebnisse der durchgeführten Simulationen am realen Prüfstand zu testen, sowie in das reale Prüfstandssystem zu integrieren. Weiters sollte die Prüfstandserweiterung hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit bzw. Rentabilität bewertet werden.

Fluid medical products filled in glass or plastic containers are inspected before being labeled and packed. The operator of the inspection machine checks each container for cracks, holes, cosmetic defects and foreign particles as can affect the integrity of the product. Visual inspection machines are employed in the inspection process to ensure the integrity of the containers. These machines utilize the effect of light reflection to detect cracks, holes, and foreign particles, as these defects tend to reflect light brightly. A combination of multiple light sources, along with rapid pre-rotation to swirl up particles and slow inspection rotation, supports the visual inspection process. LED-based light sources lose power over time due to external influences. However, illuminance and rotational movement are critical parameters for detecting cracks, holes, or foreign particles. Consequently, these important parameters of the machine must be continuously monitored to ensure that they remain within a valid range. The validation of illuminance and rotational rate is measured monthly at fixed locations, which results in some downtime for the machine. This downtime is attributed to necessary manipulations of the machine. The aim of this master’s thesis is to develop a container test dummy which is similar to a real container, and which can measure illuminance and rotational movement without any manipulation of the machine. With this method, it is possible to check the machine’s status before a batch starts, eliminating downtime and increasing safety. After the test run, the system provides direct feedback to the operator regarding whether the machine is in a valid state or not. A microcontroller with multiple light sensors and inertial sensors is used to measure total illuminance and rotational movement and compares the measured data to valid reference data. Data is transferred using a wireless communication and is visualized in real-time to give the operator immediate feedback. Additionally, with multiple light sensors, it should be possible to detect individual light sources with reduced illuminance.

Seit der Einführung der ersten Elektrofahrzeuge hat ihre Nachfrage am Markt deutlich zugenommen. Entsprechend dieser Entwicklung konzentrierte sich das Unternehmen PIA Automation Austria GmbH bereits vor einigen Jahren auf die E-Mobility-Technologie und bringt seitdem ihr profundes Wissen aus der automobilen Antriebsstrangmontage im Bereich der Stator- und Rotormontage zum Einsatz. Basierend auf den bisherigen Projekterfahrungen können erste Schlussfolgerungen im Bereich Prozess und Kosteneffizienz gezogen und Verbesserungspotentiale identifiziert werden. Bisher wurde noch kein Standardkonzept entwickelt, sodass alle Stator- oder Rotormontagestationen individuell gestaltet werden können. Hierbei entstehen durch die ständig wiederkehrenden Entwicklungsanstrengungen sowohl für die Kunden, als auch für PIA Automation unnötige Kosten. Ziel dieser Masterarbeit ist es zu überprüfen, ob die bisherigen Montageprozesse von Stator und Rotor zu einem einzigen Konzept kombiniert werden können das flexibel genug ist, die verschiedenen Montagevarianten handzuhaben und gleichzeitig Ressourcen zu sparen. Zu diesem Zweck werden zunächst die konzeptrelevanten Inhalte definiert und später zur Analyse der vorhandenen Projekteverwendet. Diese Analyse veranschaulicht die Ähnlichkeiten zwischen den einzelnen Projekten und leitet Bedingungen für das Hauptkonzept ab. Schließlich wird aus den gesammelten Informationen und den daraus resultierenden Rahmenbedingungen ein Hauptkonzept für eine Stator- und Rotorbaugruppe erstellt. Das endgültige Konzept umfasst ein Layout, eine Taktzeitanalyse und eine Kostenanalyse, die eine Prozessverbesserung unter den zuvor definierten Konzeptbedingungen ermöglichen. Dieses Hauptkonzept schafft eine flexible, wiederverwendbare Stator- und Rotormontagelösung für PIA Automation, die in ihrer Ausführung und Implementierung kostengünstig ist.