Die nachfolgend aufgelisteten Themen sind von der Aufgabenstellung und vom Umfang her ausgelegt für eine Diplomarbeit. Gegebenenfalls ist jedoch auch eine Änderung in Richtung einer Studienarbeit oder eines Praxissemesters möglich. Auch die Aufteilung in zwei thematisch aufeinander aufbauende Arbeiten ist denkbar.
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Druckluftversorgung an Widerstandsschweißmaschinen[Schwerpunkt Messtechnik/Schweißtechnik]
Pneumatisch angetriebene Widerstandsschweißmaschinen werden in der Regel direkt an das Druckluftversorgungsnetz angeschlossen. Dabei wird häufig nicht darauf geachtet, dass die Maschine die erforderliche Druckluft "stossweise" entnimmt. Dies kann sich auch auf andere Maschinen auswirken.
Thema dieser Arbeit ist in erster Linie die Auswirkung auf die Maschine selbst, da diese Effekte die Schweißqualität und auch die Taktzeit nachteilig beeinflussen können.
Im Rahmen der Arbeit wird eine Punkt-/Buckelschweißanlage sowie eine Schweißzange mit mehreren Druck- und Kraftsensoren ausgerüstet. Die Messdatenaufnahme der zeitlichen Verläufe erfolgt mit einem HBM-Spider-System. Die zeitlichen Verläufe werden einander sowohl grafisch gegenübergestellt als auch an markanten Punkten zu Einzelwerten ausgewertet.
Variiert werden verschiedene Komponenten des Druckluftkreises.
Zu diesem Thema ist bereits eine Untersuchung bei der SLV-Duisburg durchgeführt worden, die eine ausgezeichnete Basis für die durchzuführende Arbeit liefert. Bei dem dort durchgeführten "Screening" wurden einige starke und auch einige untergeordnete Einflüsse ermittelt. Einige dort bereits untersuchte Kombinationen sollen unter Modifikation der Bedingungen tiefer gehend untersucht werden.
Erweiternd zur vorherigen Arbeit sollen auch Versuche an einer Punktschweißzange durchgeführt werden, um die Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf andere Anlagen zu prüfen.
Bewerberprofil: - Studium im mechanischen oder elektrischen Bereich
- vorherige Lehre Elektro oder Metallbereich oder vergleichbare praktische Kenntnisse
- Interesse und Einsatzbereitschaft über das "normale" Maß hinaus sind Grundvoraussetzungen!
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Prüfvorrichtung für Buckelmuttern[Schwerpunkt Konstruktion]
Widerstandsbuckelgeschweißte Muttern oder Schrauben werden in der Regel durch Torsionsprüfung geprüft. Das erreichte Drehmoment ist allerdings nicht immer ausreichend aussagekräftig.
Bessere Aussagen liefert häufig die Belastung senkrecht zur Schweißfläche, d.h. die Zugkraft oder auch die Ausdrückkraft. Diese Messung kann auf einer Universalprüfmaschiene durchgeführt werden, ist deshalb allerdings auch relativ aufwändig.
Im Rahmen der Arbeit soll eine transportable Prüfvorrichtung konstruiert, gebaut und getestet werden. Gedacht ist an eine hydraulische Krafterzeugung.
Zusätzlich ist die Möglichkeit einer Datenerfassung (Kraft über Weg) zu berücksichtigen. Hierfür kann zu Testzwecken eine mit einem PC bedienbare Datenerfassungseinheit genutzt werden.
Ziel dieser Arbeit ist, eine möglichst einfach zu bedienende und flexibel einsetzbare Prüfvorrichtung mit der Option zur Datenaufnahme zu erstellen.
Zum Abschluss der Arbeit sind Funktionstests mit verschiedenen Muttern- und Schraubengeometrien durchzuführen.
Bewerberprofil: - Studium im mechanischen Bereich (Maschinenbau, Mechatronik)
- vorherige Lehre Elektro oder Metallbereich oder vergleichbare praktische Kenntnisse
- Interesse und Einsatzbereitschaft über das "normale" Maß hinaus sind Grundvoraussetzungen!
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Ermittlung und Optimierung von Parameterfeldern beim Buckelschweißen von Schweißmuttern[Schwerpunkt Schweißtechnik]
In der blechverarbeitenden Industrie (Kfz, Hausgeräte, Gehäuse...] werden Anschraubmöglichkeiten häufig durch das anschweißen von Muttern geschaffen.
Das wirtschaftlichste Verfahren hierzu ist in der Regel das Widerstandsbuckelschweißen.
Leider stehen kaum brauchbare Informationen zur Verfügung, die sich auf das Verschweißen von Muttern und Blechen unterschiedlicher Materialien und Oberflächenveredelungen beziehen. Hier setzt diese Arbeit an.
Im Rahmen der Arbeit sollen in Abhängigkeit der Materialien Parameterfelder ermittelt werden, in denen zuverlässige Schweißungen guter Qualität durchgeführt werden können.
Weiterhin soll durch steuerungs- und anlagentechnische Massnahmen ermittelt werden, inwieweit diese Parameterfelder beeinflusst werden können - sowohl in positiver als auch in negativer Hinsicht.
Die Versuche werden sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichstrom durchgeführt, um auch den Einfluss der Stromart zu berücksichtigen.
Ziel dieser Arbeit ist, weiter führende Erkenntnisse zum Buckelschweißen von Muttern zu erarbeiten.
Bewerberprofil: - Studium im mechanischen oder elektrischen Bereich
- vorherige Lehre Elektro oder Metallbereich oder vergleichbare praktische Kenntnisse
- Interesse und Einsatzbereitschaft über das "normale" Maß hinaus sind Grundvoraussetzungen!
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Nachsetzeinheiten für das Widerstandsschweißen[Schwerpunkt Konstruktion]
Beim Widerstandsschweißen, speziell beim Widerstandsbuckelschweißen, werden mechanische Nachsetzeinheiten eingesetzt um die Kraft während des Zusammenbrechens des Buckels aufrecht zu erhalten.
Diese Nachsetzeinheiten müssen sehr schnell arbeiten, weshalb eine regelungstechnischer Ansatz nach dem derzeitigen technischen Stand unsinnig ist. Bewährt haben sich Nachsetzeinheiten auf der Basis von Federsystemen, etwa Tellerfedern oder Elastomeren.
Es fehlen jedoch Kenntnisse -zumindest veröffentlichte-, wie die optimale Auslegung hinsichtlich Federmaterial und Federrate, Federweg sowie Vorspannung etc. auszuwählen ist.
Ziel dieser Arbeit ist, Auslegungskriterien für die Gestaltung der Nachsetzeinheiten zu erarbeiten.
Zu berücksichtigen sind sowohl Buckelschweißungen als auch Punktschweißungen. Dafür stehen Buckelschweißmaschinen und Punktschweißzangen zur Verfügung. Nachsetzeinheiten für das Buckelschweißen sowie verschiedene Elastomerfedern stehen zur Verfügung, Tellerfedervarianten und Einheiten für das Punktschweißen sind zu konzipieren und zu bauen.
Der genaue Umfang wird zu Beginn der Arbeit abgesprochen.
Im Rahmen der Arbeit müssen vorbereitend Kraft- und Wegsensoren an die Anlagen angebaut werden. Hierfür sind entsprechende mechanische Teile zu fertigen. Weiterhin sind Nachsetzeinheiten auszulegen und zu bauen, wobei auf einen möglichst weiten Einsatzbereich (Kraft- und Wegbereich) zu achten ist.
Bewerberprofil: - Studium im mechanischen Bereich (Maschinenbau, Mechatronik)
- vorherige Lehre Elektro oder Metallbereich oder vergleichbare praktische Kenntnisse
- Interesse und Einsatzbereitschaft über das "normale" Maß hinaus sind Grundvoraussetzungen!
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Vorrichtung für das Quetschnaht- und Foliennahtschweißen[Schwerpunkt Konstruktion]
Beim Quetschnaht- und Foliennahtschweißen, Varianten des Rollennahtschweißens, müssen die miteinander zu verschweißenden Bleche sehr sorgfältig und fest eingespannt und während des gesamten Schweißvorganges geführt werden.
Ziel dieser Arbeit ist, eine Probenspannvorrichtung zu konzipieren und konstruktiv auszulegen, zu bauen und abschließend zu testen.
Zu berücksichtigen ist dabei die universelle Anbaumöglichkeit, zumindest an 3 verschiedene Schweißanlagen der SLV-Duisburg, sowie eine möglichst platzsparende Bauweise und einfache Bedienung.
Im Rahmen der Arbeit müssen vorbereitend Kraft- und Wegsensoren an einen zu erstellenden Prototypen angebaut werden, um die Belastungen und dementsprechend erforderlichen Spannkräfte unter verschiedenen Bedingungen zu ermitteln.
Nachfolgend ist unter Verwendung möglichst handelsüblicher Komponenten (Al-Profile, Normlager etc.) eine endgültige Version zu bauen, wobei auf einen möglichst weiten Einsatzbereich (Blechdicken, Blechabmessungen) zu achten ist.
Zum Abschluß der Arbeit sind Probeschweißungen anzufertigen und zu testen, um den Einsatzbereich hinsichtlich schweißbarer Blechdicken und Werkstoffe einzugrenzen bzw. zu verifizier
Bewerberprofil: - Studium im mechanischen Bereich (Maschinenbau, Mechatronik)
- vorherige Lehre oder vergleichbare praktische Kenntnisse
- Interesse und Einsatzbereitschaft über das "normale" Maß hinaus sind Grundvoraussetzungen!
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Steuerung einer Abbrennstumpfschweißanlage (Umbau auf SPS)[Schwerpunkt Automatisierung/Programmierung]
Abbrennstumpfschweißanlagen werden eingesetzt, um Bauteile stumpf aneinander anzuschweißen. Ein Beispiel hierfür ist das Schweißen von Schienen.
Der Schweißablauf wird zeitlich gesteuert in verschiedene Abschnitte aufgeteilt. Bei klassischen Maschinen geschieht dies mit Hilfe von mechanischen Schaltern und Schaltnocken, die manuell justiert und eingestellt werden müssen. Eine feine und vor allem exakt reproduzierbare Justage ist dabei kaum möglich.
Inhalt dieser Arbeit ist der Umbau einer vorhandenen Anlage von Nockensteuerung auf eine SPS sowie die generelle Aufarbeitung der Anlage. Dabei soll zunächst ein wahlweiser Betrieb beider Steuerungsarten möglich bleiben. Die SPS und die entsprechenden Eingabemöglichkeiten sind so zu programmieren, dass Fehlbedienungen möglichst ausgeschlossen sind. Eine einfache Grafikoberfläche als Hilfsmittel zur Eingabe ist wünschenswert.
Es wird voraussichtlich eine SPS der Firma Phoenix verwendet werden, da diese auch in anderen Applikationen der SLV-Duisburg zum Einsatz kommt. Die Arbeiten sind gut zu dokumentieren, um eine spätere Programmpflege zu ermöglichen.
Bewerberprofil:- Studium Mechatronik oder Informatik
- vorherige Lehre Elektro oder Metallbereich oder vergleichbare praktische Kenntnisse
- Kenntnisse mindestens einer Programmiersprache
- Bereitschaft zur Einarbeitung in die Programmierung der SPS
- Interesse und Einsatzbereitschaft über das "normale" Maß hinaus sind Grundvoraussetzungen!
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