Arbeitsinhalt
Zur Steigerung der Produktivität des Bauwesens erfolgt im Rahmen des SFB TRR 277 die Entwicklung roboterbasierter additiver Fertigungsverfahren auf Betonbasis. Gegenüber den klassischen Extrusionsverfahren bietet dabei der Einsatz von Spritzbeton neue Möglichkeiten zur Variation der Orientierung der Applikationsebene. Dies ermöglicht neben der gesteigerten Automatisierung auch die schalungsfreie Herstellung belastungsoptimierter Bauteile und fördert dadurch die Material- und Energieeffizienz.
Die Übertragung dieses Prinzips auf natürliche Baustoffe bietet zudem ein hohes Potenzial für nachhaltige Bauweisen. Durch die Automatisierung der traditionellen Wattle-and-Daub-Technik kann ein historisch bewährtes, ressourcenschonendes Verfahren mit moderner Robotik kombiniert werden. Dies erlaubt eine präzise und reproduzierbare Materialapplikation, reduziert den manuellen Arbeitsaufwand und steigert die bauliche Qualität.
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Konzepts für eine anpassbare Regelung eines mobilen Manipulators, der im Shot-Earth-Verfahren eingesetzt wird. Der Roboter bewegt sich entlang einer gewobenen Wand und soll dabei den Abstand und die Orientierung zwischen Düse und Wandoberfläche konstant halten. Hierzu soll die Lage der zu besprühenden Oberfläche erfasst werden, während sowohl die Solltrajektorie der mobilen Plattform als auch die des Roboterarms vorgegeben sind. Die Regelung soll auftretende Abweichungen während des Prozesses kompensieren, um eine gleichmäßige und qualitativ hochwertige Materialschicht zu gewährleisten.
Im Rahmen dieser Arbeit ergeben sich insbesondere die folgenden Aufgabenpunkte:
- Literaturrecherche zu bestehenden Ansätzen der Abstands-/Orientierungsregelung zwischen Werkzeug/Düse und Oberfläche (Beispiele: Spritz-/Beschichtungs-, Strahl-/Reinigungs-, Bearbeitungs- und Inspektionsprozesse)
- Konzeptentwicklung einer anpassbaren Abstands-/Orientierungsregelung
- Auswahl geeigneter Sensorik
- Aufbau eines vereinfachten Testaufbaus zur Sensorvalidierung
- Implementierung erster Regelungsansätze (Masterarbeit)
- Experimentelle Untersuchung der Regelungsstrategie in verschieden Szenarien mithilfe eines Mock-Ups (Masterarbeit)
- Analyse der Ergebnisse hinsichtlich Realisierbarkeit, Genauigkeit, Robustheit und möglicher Limitierungen
Voraussetzungen
- Selbstständiges und strukturiertes Arbeiten
- Sehr gute Deutsch- und/oder Englischkenntnisse
- Erfahrungen in Python vorteilhaft
Kontakt
Hauke Heeren
Tel. 01523/762 - 0503
E-Mail: heeren@match.uni-hannover.de
