Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik
Refine
Year of publication
Institute
- Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik (209)
- MASKOR Institut für Mobile Autonome Systeme und Kognitive Robotik (11)
- Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik (4)
- ECSM European Center for Sustainable Mobility (3)
- Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik (3)
- IaAM - Institut für angewandte Automation und Mechatronik (3)
Document Type
- Conference Proceeding (209) (remove)
Keywords
- Gamification (3)
- Additive manufacturing (2)
- Digital Twin (2)
- IO-Link (2)
- L-PBF (2)
- 10BASE-T1L (1)
- 3D-printing (1)
- Adaptive Systems (1)
- Additive Manufacturing (1)
- Arduino (1)
- Assessment (1)
- Asset Administration Shell (1)
- Augmented Reality (1)
- Binder Jetting (1)
- Business Simulations (1)
- Digital Twins (1)
- Directed Energy Deposition (1)
- Error Recovery (1)
- Ethernet (1)
- Fertigungsprozess (1)
- Field device (1)
- Funktionsmodelle (1)
- Glass powder (1)
- Hand-on-training (1)
- Humidity (1)
- Industrial Communication (1)
- Industry 4.0 (1)
- Knowledge Transfer (1)
- LPBF (1)
- LabVIEW (1)
- Laser processing (1)
- Laser-Powder Bed Fusion (1)
- MEMS ; education and training foundry (1)
- Melting (1)
- Multi-agent Systems (1)
- Powder Material (1)
- Produktentstehung (1)
- Produktenwicklung (1)
- Prototypen (1)
- Prototyper (1)
- Prototyping (1)
- Rapid prototyping <Fertigung> (1)
- Rapid-prototyping (1)
- Robotik (1)
- Sensors (1)
- Serious Games (1)
- Support System (1)
- Technologietransfer (1)
- Training (1)
- Virtual Technology Lab (1)
- Virtuelle Sensor-Fertigung (1)
- Virtuelles Labor (1)
- Virtuelles Laboratorium (1)
- additive manufactureing (1)
- glass (1)
- laser based powder fusion (1)
- manufacturing process (1)
- mobile robots (1)
- product development (1)
- product emergence (1)
- prototyper (1)
- prototypes (1)
- technology diffusion (1)
- technology transfer (1)
- virtual (1)
- virtual machines (1)
- virtual sensor fabrication (1)
- virtuelle Maschinen (1)
- working models (1)
The recent amendment to the Ethernet physical layer known as the IEEE 802.3cg specification, allows to connect devices up to a distance of one kilometer and delivers a maximum of 60 watts of power over a twisted pair of wires. This new standard, also known as 10BASE-TIL, promises to overcome the limits of current physical layers used for field devices and bring them a step closer to Ethernet-based applications. The main advantage of 10BASE- TIL is that it can deliver power and data over the same line over a long distance, where traditional solutions (e.g., CAN, IO-Link, HART) fall short and cannot match its 10 Mbps bandwidth. Due to its recentness, IOBASE- TIL is still not integrated into field devices and it has been less than two years since silicon manufacturers released the first Ethernet-PHY chips. In this paper, we present a design proposal on how field devices could be integrated into a IOBASE-TIL smart switch that allows plug-and-play connectivity for sensors and actuators and is compliant with the Industry 4.0 vision. Instead of presenting a new field-level protocol for this work, we have decided to adopt the IO-Link specification which already includes a plug-and-play approach with features such as diagnosis and device configuration. The main objective of this work is to explore how field devices could be integrated into 10BASE-TIL Ethernet, its adaption with a well-known protocol, and its integration with Industry 4.0 technologies.
The development of protype applications with sensors and actuators in the automation industry requires tools that are independent of manufacturer, and are flexible enough to be modified or extended for any specific requirements. Currently, developing prototypes with industrial sensors and actuators is not straightforward. First of all, the exchange of information depends on the industrial protocol that these devices have. Second, a specific configuration and installation is done based on the hardware that is used, such as automation controllers or industrial gateways. This means that the development for a specific industrial protocol, highly depends on the hardware and the software that vendors provide. In this work we propose a rapid-prototyping framework based on Arduino to solve this problem. For this project we have focused to work with the IO-Link protocol. The framework consists of an Arduino shield that acts as the physical layer, and a software that implements the IO-Link Master protocol. The main advantage of such framework is that an application with industrial devices can be rapid-prototyped with ease as its vendor independent, open-source and can be ported easily to other Arduino compatible boards. In comparison, a typical approach requires proprietary hardware, is not easy to port to another system and is closed-source.
Sensor positioning and thermal model for condition monitoring of pressure gas reservoirs in vehicles
(2018)
The increasing digitalization brings new opportunities but also puts new challenges to modern industrial systems. Software agents are one of the key technologies towards self-optimizing factories and are currently used to address the needs of cyber-physical production systems (CPPS). However their interplay in industrial settings needs to be understood better.This paper focusses on securing a cloud infrastructure for multi-agent systems for industrial sites. An industrial site contains multiple production processes that need to communicate with each other and each physical resource is abstracted with a software agent. This volatile architecture needs to be managed and protected from manipulation. The proposed infrastructure presents a security concept for TCP/IP communication between agents, machines, and external networks. It is based on open-source software and tested on a three-node edge cloud controlling a model-plant.
In Deutschland liegt der Anteil der Windkraft an der Gesamtstromerzeugung bei 13,3% mit mehr als 25.000 installierten Windenergieanlagen (WEA). Weltweit erfährt die Windbranche ein rasantes Wachstum. Indien und China berichten eine jährliche Wachstumsrate an Neuinstallationen von 45%. Die Technologie zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windkraft ist noch vergleichsweise jung. Durch die weltweit steigende Anzahl an Windenergieanlagen wächst zunehmend der Bedarf an innovativen Wartungslösungen. Komponenten wie Generator oder Getriebe sind inzwischen weitestgehend ausgereift. Der Fokus richtet sich zunehmend auf die wesentliche Kernkomponente - die Rotorblätter.
Industriekletterer inspizieren die Rotorblätter oder Türme i.d.R.
in einem zwei Jahres Rhythmus. Sie werden zunehmend durch Seilarbeitsbühnen unterstützt. Für größere Reparaturen kommen Kräne zum Einsatz, mit denen das Rotorblatt für die Instandhaltung demontiert wird. Die Standardinspektion besteht aus Sicht- und Klopfprüfung der Rotorblattoberfläche und ist nur bei sehr ruhiger Wetterlage durchführbar. Seit September 2014 wird das Forschungsprojekt SMART (Scanning, Monitoring, Analysis, Repair and Transportation), Entwicklung einer Wartungsplattform für WEA, vom BMWi gefördert. Das Konsortium besteht aus zwei Firmen und der
Fachhochschule Aachen. Die SMART-Anlage klettert reibschlüssig am Turm der WEA mittels speziellen Kettenfahrwerken (Abbildung) auf- und abwärts. Ein ringförmiges Spannsystems, basierend auf dem Konzept der „Nürnberger“-Schere, erzeugt die erforderliche Anpresskraft für den Kletterprozess. Wettergeschützte Arbeitskabinen ermöglichen die ganzjährige Instandhaltung von Rotorblättern und ebenso Türmen. Dadurch können Wartungsarbeiten auf 24 Stunden am Tag ausgeweitet werden. Der kombinierte Einsatz (Sensorfusion) bildgebender Messtechnik wie Thermografie, Ultraschall, und Terahertz in der Arbeitskabine kann die Dokumentation, Effizienz und Qualität der Instandhaltungsarbeiten erheblich verbessern. Langfristiges Ziel von SMART ist ein Condition Monitoring für Rotorblätter und Türme auf Basis digitalisierter dreidimensionaler Volumenscans. Der kooperative Einsatz mit UAVs erweitert die Instandhaltungsstrategie. UAVs ermöglichen die schnelle, kostengünstige globale optische Inspektion von Rotorblattoberflächen zur Detektion potentieller Fehlstellen. Der „Proof-of-Concept“ Meilenstein wurde mit der Demonstration eines funktionsfähigen Modells im Dezember 2015 erfolgreich abgeschlossen.