Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Towards Robust Object Detection and Pose Estimation as a Service for Manufacturing lndustries
    (Fraunhofer Verlag, 2021)
    Rudorfer, Martin
    The trend towards high-mix and low-volume production demands flexible and reconfigurable control for assembly systems. In less-structured environments, object detection and pose estimation is a key capability to enable industrial robotics applications such as grasping, handling and assembling. The integration and interconnectivity of such automation functions is fostered by Industry 4.0 through the adoption of service-based ecosystems. The main objective of this thesis is to create a service-based framework for object detection and pose estimation in manufacturing environments. This could be a viable alternative to traditional machine vision systems such as smart cameras and embedded PCs, which are challenged by the high diversity and fast-paced progress in the field of object detection and pose estimation. We approach this problem in three steps: First, by designing a service-based framework that allows to handle all methods uniformly. Second, by examining the integration of three exemplary object detection and pose estimation methods, and third, by characterizing the strengths and weaknesses of the proposed solution compared to traditional machine vision systems.
  • Publication
    Entwicklung eines methodengestützten Vorgehensmodells für das Qualitätsmanagement Reporting (QMR)
    (Fraunhofer Verlag, 2019)
    Gruber, Tobias
    Die Zunahme an Informationen in Unternehmen stellt die Entscheidungsträger vor große Herausforderungen. In diesen Zeiten wird es immer wichtiger, den Führungskräften bereits konsolidierte Informationen zur Verfügung zu stellen, damit diese darauf aufbauend ihre Entscheidungen treffen oder Handlungen initiieren können. Mit dem QMR-Vorgehensmodell wird ein systematischer und methodischer Ansatz bereitgestellt, mit dem die Führungskräfte im QM bestmöglich mit den relevanten Informationen versorgt werden können. Die entstehenden Q-Reports stellen ein einflussreiches Instrument dar, mit dem die Qualitätsarbeit im Unternehmen unterstützt und gesteuert werden kann.
  • Publication
    Qualitätsmanagement in der Automobilindustrie und dessen Umsetzung an Produktionsstandorten in der Volksrepublik China unter Berücksichtigung kultur- und kooperationsbedingter Einflüsse
    (Fraunhofer Verlag, 2018)
    Linthe, Oliver
    Politisch motivierte Joint-Venture-Konstellationen in der Volksrepublik China als eine Form multinationaler Unternehmenszusammenschlüsse und die daraus resultierende Symbiose aus unterschiedlichen Landes- und Unternehmenskulturen machen es erforderlich, sich intensiv mit den Rahmenbedingungen und Besonderheiten an chinesischen Produktionsstandorten auseinanderzusetzen. Maßnahmen zur Qualitätssicherung in einer deutsch-chinesischen Joint-Venture-Unternehmung in China erfolgreich umzusetzen, hängt in einem zunehmenden Maße vom Verständnis und der Berücksichtigung der wirkenden kultur- und kooperationsbedingten Einflüsse ab. Ausgehend von dieser Feststellung, wurde der Schwerpunkt der vorliegenden Ausarbeitung auf die Ursachenanalyse und anschließende Ableitung und Überprüfung von Handlungsempfehlungen gelegt. Unternehmen gelingt es durch die Anwendung des entwickelten Vorgehensmodells und unter Berücksichtigung der systematisch erarbeiteten Handlungsempfehlungen, die Zusammenarbeit zu intensivieren, die Produkt- und Prozessqualität zu steigern und somit die Kundenzufriedenheit und Wettbewerbsfähigkeit entscheidend zu verbessern.
  • Publication
    Entwicklung eines hochauflösenden wellenlängendispersiven Spektrometers für den Spektralbereich harter Röntgenstrahlung
    (Fraunhofer Verlag, 2018)
    Holfelder, Ina
    Zur Charakterisierung von neuen Materialien und Ermittlung der Spezies stehen aufgrund schneller Forschungs- und Entwicklungszyklen in der Nanoelektronik zumeist keine Referenzmaterialien zur Verfügung. Mit kalibrierten, wellenlängendispersiven Detektionssystemen ist eine referenzprobenfreie Spektroskopie möglich, allerdings werden diese Spektrometer aktuell aufgrund ihrer geringen Effizienz und ihrer Baugröße mit Synchrotronstrahlung als Anregungsquellen eingesetzt. Deshalb war es Ziel dieser Arbeit, ein kompaktes, kalibrierbares Detektionssystem zu entwickeln, welches hohe Effizienz bei gleichzeitig hohem Auflösungsvermögen bietet. Durch ein neues Dispersionskonzept, die Doppel-Bragg-Reflexion, bei dem zwei Vollzylinderoptiken im Strahlengang eingesetzt werden, können ein kompaktes Design und ein hohes Auflösungsvermögen realisiert werden. Das entwickelte Spektrometer ermöglicht die chemische Speziation im Energiebereich von 2,4 keV bis 18 keV. Die Arbeit liefert einen Beitrag zur Kommerzialisierung von hochauflösenden, kompakten Detektionssystemen, die effizient und referenzprobenfrei die Charakterisierung von Materialien ermöglichen.
  • Publication
    Grinding of high performance materials with spherical mounted points
    (Fraunhofer Verlag, 2018)
    Koprowski, Stefan
    The 5-axis grinding with mounted points is a flexible manufacturing process, able to machine parts of complex geometries of ductile and brittle materials such as nickel-based alloys and high performance ceramics. By using 5 axes, two new process parameters are added in relation to the conventional grinding with cylindrical tools, the tilt and the lead angles. These angles, responsible for the tool axis orientation in relation to the workpiece normal, are plenty studied in 5-axis milling processes. However, its effects in grinding processes are not fully researched, leaving potential room for technological improvement. The current work aims at generating knowledge and increasing the efficiency of grinding of high performance materials with spherical mounted points for a quality, time and cost efficient manufacturing. The analytical description of the process is supported by a novel numerical model, developed to simulate the engagement area, grain indentation and to provide a prediction of the ground surface. Moreover, technological investigations were carried out to analyse the kinematics of grinding with spherical mounted points and its effects on Inconel 718 and hot isostatically pressed silicon nitride HIPSN. Finally, the findings were focused on 5-axis grinding of a HIPSN turbine impeller.
  • Publication
    Charakterisierung und Auslegung der Grenzschicht PVD-beschichteter Schneidkeramiken
    (Fraunhofer Verlag, 2010)
    Hühns, T.
    Keramische Schneidstoffe zeichnen sich durch eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Warmhärte aus. Sie besitzen daher großes Potenzial für die spanende Bearbeitung von Gusseisenwerkstoffen im kontinuierlichen und unterbrochenen Schnitt. Diesen positiven Eigenschaften steht allerdings die geringe Bruchzähigkeit dieser Werkstoffgruppe entgegen, die zu einem spontanen Werkzeugversagen im Prozess führen kann und damit das Einsatzgebiet limitiert. Kommerzielle whiskerverstärkte Keramiken sowie Siliciumaluminiumoxinitride (SiAlONe) weisen im Vergleich zu Standardschneidstoffen wie Aluminiumoxid, Siliciumnitrid oder Mischkeramiken eine signifikant höhere Bruchzähigkeit auf und erweitern somit das Einsatzgebiet des Schneidstoffs Keramik auf hochwarmfeste Werkstoffe. Die Beschichtung keramischer Schneidstoffe erfolgt derzeit kommerziell lediglich über CVD-Prozesse. PVD-beschichtete Schneidkeramiken sind aufgrund verfahrensbedingter Restriktionen auf dem Markt nicht verfügbar. Damit kann das Potenzial der PVD-Beschichtung, die eine gezielte Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Werkstoffverbundes ermöglicht, bislang industriell nicht genutzt werden. Die vorliegende Arbeit beschreibt die erfolgreiche PVD-Beschichtung von Schneidkeramiken sowie die Charakterisierung und Auslegung der Grenzschicht zwischen Substrat und Schichtsystem.
  • Publication
    Durchlaufzeitreduzierung durch Harmonisierung von Belegungszeiten und Einführung flexibler Prozeßteams
    (Fraunhofer IRB Verlag, 2002)
    Friedland, R.
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    Mertins, K.
    Das Streben nach kurzen Lieferzeiten erfordert eine Reduzierung der Durchlaufzeiten mit möglichst geringem Aufwand. Die wichtigsten Einflußgrößen der Durchlaufzeit lassen sich auf die Parameter Losgröße und Fertigungsorganisation zurückführen. Beide Parameter kommen im Organisationskonzept der flexiblen Prozeßteams zum Einsatz. Flexible Prozeßteams werden an kundenorientierten Prozessen ausgerichtet. Die Teams sind unabhängig von der Fertigungsmittelanordnung durchgängig für die Bearbeitung von Fertigungsaufträgen verantwortlich. Auf einige Fertigungsmittel greifen mehrere Teams konkurrierend zu. Der Zugriff wird nach einem für flexible Prozeßteams entwickelten Verfahren geregelt. Zusätzlich zur Organisation in flexiblen Prozeßteams unterstützt ein Losbildungsverfahren das Ziel der Durchlaufzeitreduzierung. Die Losgrößen werden so ausgelegt, daß an einer Bearbeitungsstation jeder Auftrag die gleiche Belegungszeit verursacht. Flexible Prozeßteams lassen sich als eigenständiges Konzept oder als Ergänzung zu bewährten Fertigungssteuerungskonzepten einsetzen. Einführung und Nutzen flexibler Prozeßteams werden am Beispiel eines mittelständischen Unternehmens verdeutlicht.