Projektarbeiten 2019/20 



- Arbeiten, die sich um die Modellfabrik (siehe Link) drehen.
Diese Arbeiten sind primär für Teilnehmer aus dem Profil AIT gedacht, oder Schüler die das Fach Automatisierungstechnik im 2. Jahr besuchen. 

- Arbeiten, die sich mit Systemen wie Quadrocoptern, Fahrzeugen, Schiffen etc. beschäftigen. Die Links auf der Startseite zu den Projektarbeiten zeigen solche Arbeiten. Neben der Beschäftigung mit Microcontrollern (Arduino/Raspi) stehen meist Sensorik und Regler im Zentrum.

 

 

 

Indoor-GPS für Modellfabrik
Es sollen Versuche zur Entwicklung eines Navigationssystems auf Basis der "Blitz/Donner-Methode" durchgeführt werden. An drei Sendestationen auf dem Anlagentisch werden in festen Zeitabständen nacheinander je zwei zeitgleiche elektromagetische („Blitz“) und akustische („Donner“) Signale ausgestrahlt. Es soll versucht werden, an beliebiger Stelle der Anlage die Laufzeitdifferenzen der Signale der einzelnen Sendestationen zu ermitteln. Gelingt das, müßte daraus die Angabe der genauen Position in der Anlage möglich sein. Hierauf soll dann (ggf. In aufbauenden Projektarbeiten) ein neues Konzept zur autonomen Navigation des Zulieferfahrzeugs entwickelt werden. Es könnte passieren, daß das System nicht realisierbar ist : um so interessanter ist der Versuch !

Die Arbeit richtet sich an Schüler, die gerne experimentieren und mit Physik und Elektronik-Hardware spielen. Die Auswertung soll auf dem Arduino des Zulieferfahrzeugs in C++ geschehen. 2 Teilnehmer wären optimal.


Modellfabrik :  „Beyond 4.0“
Der klassische Industrie 4.0 - Ansatz hat als Funktionskern die digitale Kommunikation zwischen allen Ebenen der Automatisierungspyramide. In diesem Konzept wird die Prozessebene der Anlage mit ihren SPS von einem Leitrechner (MES-System) koordiniert. Neue Konzepte in der Anlagentechnik basieren auf einer Struktur ohne diese MES-Funktion. Die nötigen koordinierenden Funktionen und die Kommunikation untereinander und mit der IT-Ebene (ERP-System, Datenbank) werden dann von den SPS selbst ausgeführt.

In unserer Modellfabrik soll nun versucht werden, dieses neue Konzept an einem oder zwei Modulen umzusetzen. Die modernen SPS in den Fertigungsmodulen kommen von Beckhoff, Sigmatek, Wago, und B&R. Dies sind PC-ähnliche Rechner mit Echtzeitbetriebssystemen auf Linux oder Windows-Basis und einer darauf ausgeführten Soft-SPS. Sie suchen sich eine oder zwei der genannten SPS aus, arbeiten sich in die Entwicklungsumgwebung ein (ich helfe gerne dabei) und erweitern die bestehenden Projekte.

Diese Aufgabe richtet sich an Schüler, die sich mit einer der SPS-Familien außerhalb der Siemens-Welt beschäftigen möchten. Bei Bedarf können kurze (natürlich kostenlose) Schulungen bei den Herstellern organisiert werden. Optimal wären 2 Teilnehmer pro Modul.


 

Interpreter für eine Roboter-Programmiersprache
Für unsere beiden selbstentwickelten Deltaroboter (ein klassischer 120°-Typ und ein ungewöhnlicher Typ als Hochregalbediener) soll eine einfache Programmiersprache entwickelt werden, die in groben Zügen ähnlichen Sprachen (wie z.b. Kuka robot language) entspricht. Wir nennen diese neue Sprache "Stammel" :

Wenn sie die grundliegenden Funktion des Roboters (Welt/Achskoordinatensystem, Achsantriebe) verstanden haben, geht es im Wesentlichen um die Programmierung von Bewegungsabläufen im Raum (Geometrie im R3) und darauf aufbauend dann die Entwicklung eines kleinen Interpreters, der mit einfacher Syntax im Sinn einer Ablaufsteuerung (siehe oben) Bewegungsabläufe programmierbar macht. Die Transformationsmathematik, die Kommunikationssoftware (OPC-Server, USB-Verbindung) sowie die Servoansteuerung durch PWM sind in vergangenen Projektarbeiten entwickelt worden und werden einfach übernommen.

 Die Arbeit richtet sich an Teilnehmer, die keine Scheu vor der Geometrie im Raum haben, und darauf basierend auf einem Raspberry (Raspbian) z.B. in Python Software schreiben möchten. Optimal wären pro Roboter 2 Teilnehmer.

 

 

KI-Farbsensor für Zulieferbauteile mit neuronalem Netz
Zur EIngangskontrolle an einem Modul müssen Bauteile auf korrekte Farbe untersucht werden. In üblichen Anordnungen ist die Qualität einer Farbsensorik stark vom Umgebungslicht abhängig, und meist nur in Prüfumgebungen (Gehäuse) möglich. Dies soll durch künstliche Intelligenz (KI) in Form eines neuronalen Netzes verbessert werden.

Es geht in der Arbeit im Wesentlichen darum, die Funktion eines neuronalen Netzes zu verstehen, um es dann im zweiten Schritt auf einem Raspberry PI realisieren zu können. Einschlägige Literatur mit Programmbeispielen ist vorhanden. Als Eingang wird ein RGB-Sensor benutzt. Durch Aufzeichnung von sehr vielen verschiedenen Sensorwerten bei verschiedensten Beleuchtungen wird ein Trainingsdatensatz für das neuronale Netz erzeugt. Optimal wären zwei Teilnehmer.

 

 

 

 

 

 

 

 

Projektmöglichkeiten unabhängig von der Modellfabrik

 

Ähnlich wie die unter den Links auf dieser Seite : http://portal.ts-muenchen.de/index.php/projektarbeiten beschriebenen Arbeiten, sind auch allgemeine Themen möglich.

Solche Arbeiten hatten bisher immer irgendwie mit Navigation, GPS, Sensorik usw. zu tun, und drehen sich rund um Geräte, die sich im Raum bewegen. Fahren, fliegen, schwimmen, tauchen.. was immer.

Themen, eine Einschätzung der Machbarkeit und der zu erwartenden Probleme sollten wir persönlich besprechen.

 

 

 

 

Interesse an einer der Arbeiten ?   -> This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.